硬浮点数和软浮点数有什么区别？答案

【问题标题】：What's the difference between hard and soft floating point numbers?硬浮点数和软浮点数有什么区别？
【发布时间】：2011-03-20 06:51:35
【问题描述】：

当我使用我的交叉工具链编译 C 代码时，链接器会打印出警告页面，说明我的可执行文件使用了硬浮点数，但我的 libc 使用了软浮点数。有什么区别？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

严格来说，所有这些答案在我看来都是错误的。

当我使用我的交叉工具链编译 C 代码时，链接器会打印出警告页面，说明我的可执行文件使用了硬浮点数，但我的 libc 使用了软浮点数。有什么区别？

Debian VFP wiki 有关于-mfloat-abi 三个选项的信息，

链接器（加载器）错误是因为您有一个共享库，该库将在整数寄存器中传递浮点值。您仍然可以使用-mfpu=vfp 等编译您的代码，但您应该使用-mfloat-abi=softfp，以便如果 libc 需要浮点数，它会以库可以理解的方式传递。

Linux 内核可以支持 VFP 指令的仿真。显然，对于这种情况，您最好使用 -mfpu=none 进行编译，并让编译器直接生成代码，而不是依赖任何 Linux 内核仿真。但是，我不相信 OP 的错误实际上与这个问题有关。它是单独的，也必须与-mfloat-abi 一起处理。

Armv5 shared library with ArmV7 CPU 与此相反； libc 是硬浮动的，但应用程序只是 soft。它有一些解决问题的方法，但使用正确的选项重新编译总是最简单的。

另一个问题是 Linux 内核必须支持 VFP 任务（或任何存在的 ARM 浮点）才能在上下文切换上保存/恢复寄存器。

【讨论】：

现代 GCC (~4.8+) 版本支持“multi-lib”，它有硬浮点库和软浮点库。早期版本需要您使用特定版本构建的编译器。当与“多库”gcc 发行版链接时，有时需要正确库的路径，因为有多个版本的库（需要更长的时间来构建编译器）。目录名称可能是“hf”、“hardf”、“libhf”或“hard-float”，但它们通常位于常规“软”目录下或附近位置。
这是正确的答案。浮点数的调用转换需要在您的代码和 libc 之间匹配。如果您从不调用任何浮点 libc 函数，它可能仍然可以在不匹配的情况下工作。
+1 因为这似乎是最正确的答案。我还要补充一点，尽管您可能有或没有 FPU。您还可以拥有一个仅支持可以在 C 程序中表达的功能子集的 FPU，例如1.0L / 2.0L 在单精度 FPU 上是不可能的，但 1.0f / 2.0f 可以。通常情况下，编译器运行时（例如 libgcc）会提供缺失的长双除法的“软”版本。但是，单精度指令将是“软”包装的硬件指令。

【解决方案2】：

计算可以通过浮点硬件或基于整数运算的软件来完成。

在硬件中执行此操作要快得多，但许多微控制器没有浮点硬件。在这种情况下，您可以避免使用浮点（通常是最佳选择）或依赖软件中的实现，这将成为 C 库的一部分。

在某些控制器系列中，例如 ARM，浮点硬件存在于该系列的某些型号中，但不存在于其他型号中，因此这些系列的 gcc 支持两者。您的问题似乎是您混淆了这两个选项。

【讨论】：

【解决方案3】：

浮点运算的三种方式：

如果您的 CPU 有 FPU，请使用浮点指令。（快）
让您的编译器将浮点运算转换为整数运算。（慢）
使用浮点指令和没有 FPU 的 CPU。您的 CPU 将生成异常（保留指令、未实现指令或类似指令），如果您的操作系统内核包含浮点模拟器，它将模拟这些指令（最慢）。

【讨论】：

【解决方案4】：

硬浮点使用片上浮点单元。软浮动在软件中模拟一个。区别在于速度。看到两者都用在同一个目标架构上很奇怪，因为芯片要么有一个 FPU，要么没有。您可以使用 -msoft-float 在 GCC 中启用软浮点。如果您使用它，您可能需要重新编译您的 libc 以使用硬件浮点。

【讨论】：

【解决方案5】：

听起来您的 libc 是为软件浮点运算而构建的，而您的 exe 是在假设硬件支持浮点的情况下编译的。在短期内，您可以强制软浮点作为编译器标志。（如果你使用 gcc，我认为是 -msoft-float）

从长远来看，如果您的目标处理器具有对浮点运算的硬件支持，您通常会希望构建或找到启用硬件浮点以提高速度的跨工具链。一些处理器系列有一些型号变体，有的有硬件支持，有的没有硬件支持。因此，例如，仅说您的处理器是 ARM 不足以知道您是否支持硬件浮点。

【讨论】：