Question

我真的想在Linux内核模块中使用浮点运算，只是为了它。我不想做任何花哨的事情，只需使用x87 trig指令和/或sqrt指令，然后将结果分配给变量。这是关于它的。到目前为止，我已经尝试过：

   else if(a == 3){
       Course course = new Course();
       count = count + 11;
       for(int j = 0; j<10; j++){
           String l = names[(int)(Math.random()*16)];
           course.getClasslist()[j].setName(l);//no casting needed
       }
       array[i]=course;//we can forget the real type of the object now
   }

这会失败并产生以下错误：

float sqroot(float arg){
    float returnValue;
    asm(
     "fld %1\n"
     "fsqrt\n"
     "fst %0"
     :"=r"(returnValue) 
     : "r"(arg)
    );
    return returnValue;
}

任何和所有帮助将不胜感激。

Answer 1

使用内核模块中的x87将“正常”，但会静默破坏用户空间x87 / MMX状态。 Why am I able to perform floating point operations inside a Linux kernel module?

您需要 kernel_fpu_begin() / kernel_fpu_end()才能确保安全。

而不是从内联asm加载/存储，请求输入并在x87寄存器堆栈的顶部生成输出，并让编译器在需要时发出加载/存储指令。编译器已经知道如何做到这一点，你只需要为sqrt指令本身使用内联asm，你可以用这种方式向编译器描述：

static inline
float sqroot(float arg) {
    asm("fsqrt"  : "+t"(arg) );
    return arg;
}

（参见编译器为此on the Godbolt compiler explorer生成的asm）

寄存器约束必须告诉块使用浮点寄存器。

或者完全避免内联asm，使用可以内联的GNU C内置

您需要使用-fno-math-errno 将内置实际内联为fsqrt或sqrtss，而无需回退到call sqrtf输入将导致NaN。

static inline
float sqroot_builtin(float arg) {
    return __builtin_sqrtf(arg);
}

对于x86-64，我们得到sqrtss %xmm0, %xmm0 / ret，而对于i386，我们得到fld / fsqrt / ret。（参见上面的Godbolt链接）。恒定传播通过__builtin_sqrt和其他优化工作。

编辑：纳入@ iwillnotexist-idontexist的观点（重新加载）。

另外，如果是我，我会在声明中添加static inline并将其放在头文件中。这将允许编译器更智能地管理寄存器并避免堆栈帧开销。

（我也很想将float改为double。否则，你将丢弃实际浮点指令中使用的附加精度。虽然你最终会经常将值存储为float，会有一条额外的cvtpd2ps指令。例如，OTOH，如果您将参数传递给printf，这实际上避免 a cvtps2pd。）

但Linux内核kprintf无论如何都没有double的转换。

如果使用-mfpmath=387（32位代码的默认值）进行编译，则内联后值将保留在80位x87寄存器中。但是，对于使用64位默认值-mfpmath=sse的64位代码，这将导致在装回XMM寄存器时四舍五入为float。

kernel_fpu_begin()保存完整的FPU状态，避免使用SSE寄存器，只使用x87不会使它或最终的FPU恢复时更便宜地返回用户空间。

Linux内核模块中x87内联汇编中的操作数类型不匹配

1 个答案:

或者完全避免内联asm，使用可以内联的GNU C内置