在Linux内核中使用浮点

Question

我正在阅读Robert Love的“ Linux内核开发”，并且遇到了以下段落：

无需（轻松）使用浮点数

当用户空间进程使用浮点指令时，内核将管理从整数到浮点模式的转换。内核使用浮点指令时必须执行的操作因体系结构而异，但是内核通常会捕获陷阱，然后启动从整数模式到浮点模式的转换。

与用户空间不同，内核不具有对浮点​​的无缝支持的奢侈，因为它无法轻易地陷入陷阱。在内核内部使用浮点数需要手动保存和恢复浮点数寄存器，以及其他可能的琐事。简短的答案是：
不要这样做！ 除了极少数情况，内核中没有浮点运算。

我从未听说过这些“整数”和“浮点”模式。它们到底是什么？为什么需要它们？这种区别是否存在于主流硬件体系结构（例如x86）上，还是特定于某些更特殊的环境？从进程和内核的角度来看，从整数模式到浮点模式的转换到底需要什么？

Answer 1

因为…

• 许多程序不使用浮点数，或者在任何给定的时间片上都不使用浮点数； 和
• 保存FPU寄存器和其他FPU状态需要花费时间； 因此

…一个OS内核可能只是关闭了FPU。 Presto，没有要保存和恢复的状态，因此可以更快地进行上下文切换。（这就是 模式的
含义，仅表示已启用FPU。）

如果程序尝试FPU op，则该程序将陷入内核，内核将打开FPU，恢复可能已经存在的所有保存状态，然后html" target="_blank">返回以重新执行FPU op。

在上下文切换时，它知道实际上要经过状态保存逻辑。（然后它可能会再次关闭FPU。）

顺便说一句，我相信本书对内核（而不仅仅是Linux）避免FPU ops的解释不是很准确。1个

内核 可以 陷入自身，并为很多事情这么做。（计时器，页面错误，设备中断等）。真正的原因是内核特别 不需要
FPU操作，而且还需要在完全没有FPU的体系结构上运行。因此，它通过不执行总是有其他软件解决方案的操作，从而避免了管理自己的FPU上下文所需的复杂性和运行时间。

有趣的是，如果内核要使用FP，则必须多久保存一次FPU状态 。
。。每个系统调用，每个中断，内核线程之间的每个切换。即使偶尔需要内核FP，2在软件中执行它可能也会更快。

1.那是完全 错误的。
2.在某些情况下，我知道内核软件在哪里包含浮点算术 实现。 一些体系结构在硬件中实现传统的FPU操作，但将一些复杂的IEEE
FP操作留给软件。（认为​​： 反常算术。） 当发生某些奇怪的IEEE极端情况时，它们会陷入软件中，该软件包含对可能陷入困境的操作进行正确的模拟。