ARMCC和GCC编译ARM代码的软浮点和硬浮点问题【转】
2017-04-21 11:11
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转自:http://blog.csdn.net/hunanchenxingyu/article/details/47003279
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VFP vector floating-point
硬浮点Hard-float
软浮点 Soft-float
Soft-float和hard-float的编译选项
ARMCC fplib浮点运算库
附录常见的芯片和VFP配置
本文介绍了ARM代码编译时的软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的编译以及链接实现时的不同。从VFP浮点单元的引入到软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的概念,然后是在GCC和ARMCC RVCT工具链下的具体编译参数。
在armel中,关于浮点数计算的约定有三种。以gcc为例,对应的-mfloat-abi参数值有三个:soft,softfp,hard。soft是指所有浮点运算全部在软件层实现,效率当然不高,会存在不必要的浮点到整数、整数到浮点的转换,只适合于早期没有浮点计算单元的ARM处理器;softfp是目前armel的默认设置,它将浮点计算交给FPU处理,但函数参数的传递使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器;hard则使用FPU浮点寄存器将函数参数传递给FPU处理。需要注意的是,在兼容性上,soft与后两者是兼容的,但softfp和hard两种模式不兼容。默认情况下,armel使用softfp,因此将hard模式的armel单独作为一个abi,称之为armhf。而使用hard模式,在每次浮点相关函数调用时,平均能节省20个CPU周期。对ARM这样每个周期都很重要的体系结构来说,这样的提升无疑是巨大的。在完全不改变源码和配置的情况下,在一些应用程序上,使用armhf能得到20%——25%的性能提升。对一些严重依赖于浮点运算的程序,更是可以达到300%的性能提升。[/b]
在CodeSourcery gcc的编译参数上,使用-mfloat-abi=name来指定浮点运算处理方式。-mfpu=name来指定浮点协处理的类型。可选类型如fpa,fpe2,fpe3,maverick,vfp,vfpv3,vfpv3-fp16,vfpv3-d16,vfpv3-d16-fp16,vfpv3xd,vfpv3xd-fp16,neon,neon-fp16,vfpv4,vfpv4-d16,fpv4-sp-d16,neon-vfpv4等。使用-mfloat-abi=hard
在ARM RVCT工具链下,定义fpu模式:
? --fpu softvfp
? --fpu softvfp+vfpv2
? --fpu softvfp+vfpv3
? --fpu softvfp+vfpv_fp16
? --fpu softvfp+vfpv_d16
? --fpu softvfp+vfpv_d16_fp16.
定义浮点运算类型
--fpmode ieee_full :所有单精度float和双精度double的精度都要和IEEE标准一致,具体的模式可以在运行时动态指定;
--fpmode ieee_fixed:舍入到最接近的实现的IEEE标准,不带不精确的异常;
--fpmode ieee_no_fenv:舍入到最接近的实现的IEEE标准,不带异常;
--fpmode std:非规格数flush到0、舍入到最接近的实现的IEEE标准,不带异常;
--fpmode fast:更积极的优化,可能会有一点精度损失。
一个浮点软链接实现的汇编例子
IMPORT __softfp_cos
BL __softfp_cos
Reference
http://houh-1984.blog.163.com/
http://wiki.debian.org/ArmHardFloatPort
http://www.claudxiao.net/2012/02/armhf/
http://armin762.wordpress.com/2010/12/09/arm-hardfloat-and-gentoo/
本文介绍了ARM代码编译时的软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的编译以及链接实现时的不同。从VFP浮点单元的引入到软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的概念,然后是在GCC和ARMCC
RVCT工具链下的具体编译参数。
目录(?)[-]
VFP vector floating-point
硬浮点Hard-float
软浮点 Soft-float
Soft-float和hard-float的编译选项
ARMCC fplib浮点运算库
附录常见的芯片和VFP配置
本文介绍了ARM代码编译时的软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的编译以及链接实现时的不同。从VFP浮点单元的引入到软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的概念,然后是在GCC和ARMCC RVCT工具链下的具体编译参数。
从ARMv5开始,就有可选的 Vector Floating Point (VFP)模块,当然最新的如 Cortex-A8, Cortex-A9 和 Cortex-A5 可以配置成不带VFP的模式供芯片厂商选择。VFP经过若干年的发展,有VFPv2 (一些 ARM9 / ARM11)、 VFPv3-D16(只使用16个浮点寄存器,默认为32个)和VFPv3+NEON (如大多数的Cortex-A8芯片)。对于包含NEON的ARM芯片,NEON一般和VFP公用寄存器。
FPUFPUFPU
FPUARM Linuxhard-floatVFP
[b]armel和armhf ABI在armel中,关于浮点数计算的约定有三种。以gcc为例,对应的-mfloat-abi参数值有三个:soft,softfp,hard。soft是指所有浮点运算全部在软件层实现,效率当然不高,会存在不必要的浮点到整数、整数到浮点的转换,只适合于早期没有浮点计算单元的ARM处理器;softfp是目前armel的默认设置,它将浮点计算交给FPU处理,但函数参数的传递使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器;hard则使用FPU浮点寄存器将函数参数传递给FPU处理。需要注意的是,在兼容性上,soft与后两者是兼容的,但softfp和hard两种模式不兼容。默认情况下,armel使用softfp,因此将hard模式的armel单独作为一个abi,称之为armhf。而使用hard模式,在每次浮点相关函数调用时,平均能节省20个CPU周期。对ARM这样每个周期都很重要的体系结构来说,这样的提升无疑是巨大的。在完全不改变源码和配置的情况下,在一些应用程序上,使用armhf能得到20%——25%的性能提升。对一些严重依赖于浮点运算的程序,更是可以达到300%的性能提升。[/b]
在CodeSourcery gcc的编译参数上,使用-mfloat-abi=name来指定浮点运算处理方式。-mfpu=name来指定浮点协处理的类型。可选类型如fpa,fpe2,fpe3,maverick,vfp,vfpv3,vfpv3-fp16,vfpv3-d16,vfpv3-d16-fp16,vfpv3xd,vfpv3xd-fp16,neon,neon-fp16,vfpv4,vfpv4-d16,fpv4-sp-d16,neon-vfpv4等。使用-mfloat-abi=hard
(等价于-mhard-float)
-mfpu=vfp来选择编译成硬浮点。使用-mfloat-abi=softfp就能兼容带VFP的硬件以及soft-float的软件实现,运行时的连接器ld.so会在执行浮点运算时对于运算单元的选择,是直接的硬件调用还是库函数调用,是执行/lib还是/lib/vfp下的libm。-mfloat-abi=soft (等价于-msoft-float)直接调用软浮点实现库。
在ARM RVCT工具链下,定义fpu模式:? --fpu softvfp
? --fpu softvfp+vfpv2
? --fpu softvfp+vfpv3
? --fpu softvfp+vfpv_fp16
? --fpu softvfp+vfpv_d16
? --fpu softvfp+vfpv_d16_fp16.
定义浮点运算类型
--fpmode ieee_full :所有单精度float和双精度double的精度都要和IEEE标准一致,具体的模式可以在运行时动态指定;
--fpmode ieee_fixed:舍入到最接近的实现的IEEE标准,不带不精确的异常;
--fpmode ieee_no_fenv:舍入到最接近的实现的IEEE标准,不带异常;
--fpmode std:非规格数flush到0、舍入到最接近的实现的IEEE标准,不带异常;
--fpmode fast:更积极的优化,可能会有一点精度损失。
一个浮点软链接实现的汇编例子
IMPORT __softfp_cos
BL __softfp_cos
__aeabi_dadd 浮点double类型数据的加法,__aeabi_fdiv 单精度浮点除法。
附录:常见的芯片和VFP配置
Partial reference of SoC and supported ISAsManufacturer http://houh-1984.blog.163.com/ | SoC | architecture | VFP | SIMD | Notes |
Freescale | iMX5x | armv7 | VFPv3 | NEON | Cortex-A8; NEON only reliable in Tape-Out 3 or above |
Nvidia | Tegra2 | armv7 | VFPv3 D16 | none | |
Marvell | Dove | armv7 | VFPv3 D16 | iwMMXt | |
Texas Instruments | OMAP3xxx | armv7 | VFPv3 | NEON | Cortex-A8 |
Texas Instruments | OMAP4xxx | armv7 | VFPv3 | NEON | Cortex-A9 |
Texas Instruments | OMAP5xxx | armv7 | VFPv4 | NEON | Cortex-A15 (ARMv7-A) + Cortex-M4 (ARMv7-ME) |
Qualcomm | Snapdragon | armv7 | VFPv3 | NEON[1] | Qualcomm "Scorpion" core |
Samsung | S5PC100 | armv7 | VFPv3 | NEON | Cortex-A8 |
Allwinner | A1x | armv7 | VFPv3 | NEON | Cortex-A8 |
http://houh-1984.blog.163.com/
http://wiki.debian.org/ArmHardFloatPort
http://www.claudxiao.net/2012/02/armhf/
http://armin762.wordpress.com/2010/12/09/arm-hardfloat-and-gentoo/
本文介绍了ARM代码编译时的软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的编译以及链接实现时的不同。从VFP浮点单元的引入到软浮点(soft-float)和硬浮点(hard-float)的概念,然后是在GCC和ARMCC
RVCT工具链下的具体编译参数。
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