浮點運算和位元組對齊
又到了寫部落格的時間了,今後堅持天天寫一篇,把心得體會分享給大家。
今天再講一個和位元組對齊、浮點運算相關的案例。大家先看下面的程式:本意是要將一個訊號從uw換算為dbm,公式已經簡化了,大家不要深究這個公式,而是要關注這個浮點運算。下面的程式碼可以在VC 6.0中編譯通過並執行沒有問題。這裡註明下,我每次都用VC6.0作為例子只是用來說程式的編譯沒有問題哈,這裡不是攻擊VC 6.0太普通哈,呵呵。
但是在嵌入式系統比如PPCXXXCPU方案的系統中,該程式也可以編譯通過並載入成功,但是執行是就會出現系統復位。這是為什麼?
經過長時間的定位、思考可能都不一定能找到答案。我在這裡也不賣關子了,直說了吧。
我們知道浮點運算是很複雜的,從其數值在記憶體中的表示到運算都是有特殊的規定的,記憶體中的儲存是通過指數形式儲存的,有符號位、指數等,這個知識點這裡不展開,百度下有很多結果。但是在運算的時候,每個cpu方案的實現都不同,都有特殊的限制。大體上來說分為硬浮點或者軟浮點運算來實現最終的浮點運算。其中硬浮點效率高,計算速度快,軟浮點計算效率低,速度慢。一般來說軟浮點對程式沒有什麼限制,但是硬浮點則有限制,比如:對儲存浮點的記憶體起始地址則必須為4位元組整數倍等。
這裡的問題就是這個原因造成的。我們可以的看到,結構體RX_PWR是單位元組對齊的,成員 fDbm 的起始地址是3,不是4的整數倍,所以這段程式碼跑在硬浮點計算時有4位元組對齊需求的CPU上時,CPU會丟擲異常,引發系統復位。
那麼這裡怎麼避免這種問題?
解決方案就是對結構體進行四位元組對齊處理。別說這個大家不知道怎麼做哈 如果有需求大家吱一聲 我後面在說說這個對齊
總結一句話:在浮點運算的時候,大家要注意系統的CPU是否有特殊的要求,如果有則一定要遵守。
更高階的想法是:為了增強軟體的可移植性,我們怎麼才能兼顧所有型別的CPU?這裡先拋個磚。
太晚了,先寫到這裡,明天去體檢。
#pragma pack(1)
typedef struct tagSignal
{
unsigned short usSignal;
float fDbm;
}RX_PWR;
RX_PWR stRxpwr = {0};
#pragma pack()
extern void uw2dbm(unsigned short usSignal,float *pfdbm);
extern void swap(char &a,char &b);
int main(int argc, char* argv[])
{
unsigned short usTemp = 1000;
stRxpwr.usSignal = usTemp;
uw2dbm(usTemp,&stRxpwr.fDbm);
printf("\r\n signal in uw :%d in dbm:%f \r\n",stRxpwr.usSignal,stRxpwr.fDbm);
}
void uw2dbm(unsigned short usSignal,float *pfdbm)
{
*pfdbm = 10*log10(usSignal);
return;
}
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