Linux核心類比浮點運算

最近在閱讀Linux核心的龍芯改進版時，發現核心中有類比浮點運算的模組，略作記錄。

 

在arch/mips/math-emu/目錄，核心用整數運算對浮點運算進行了類比實現。這是為什嗎？

 

原來，很多嵌入式晶片是沒有浮點運算的。這又是為什嗎？浮點運算的功耗和成本是很大的，對於嵌入式晶片，這有時值得通過犧牲效率節約成本。

 

但是，這些運算在核心中實現，普通應用程式如何使用？使用者進程用到浮點運算時，首先編譯成浮點運算指令，但是晶片沒有這些指令，於是產生異常，異常的處理函數入口即為上述模組的入口（這是在核心初始化時設定的）。

 

於是，使用者態轉移到核心態進行類比運算，將結果返回。但是，到這裡，都注意到了一個問題：這個效率高嗎？

的確，這個效率比較低，原因有二：

每進行一次浮點運算，需要產生一個異常，在使用者態與核心態切換；

核心類比浮點運算是通過整形實現的，而且，對不同指令逐個進行case比較，這個效率也是相對一般的指令很低的。

 

由於以上問題，據稱，有的採用軟類比，即以庫的形式進行連結。使用交叉編譯，給定正確參數，正如數學庫-lm這樣編譯，這樣免去了上述的異常切換。本人未曾涉獵，不作過多猜測。