浮點運算（PowerPC的，VxWorks的）

Question

我還沒有發現任何資源恰好回答什麼，我想用我在一塊的軟件看到我工作的問題來了解，所以我會問這裏的天才！

對於初學者，我在PowerPC處理器上運行VxWorks。

在嘗試調試一個單獨的問題，我想在中斷處理程序拋出一些快速和骯髒的調試代碼。它涉及一個雙精度浮點運算來存儲一個感興趣的值（也就是自從看到最後一箇中斷進入之後已經過了多長時間），後來我在運行線程的處理程序之外使用了這個值。我沒有看到這方面的問題（當然，這需要更長的時間，但是時間上我有很多樂趣;中斷不會太快），但VxWorks肯定不喜歡它。它一直崩潰，當它到達代碼，重新啓動系統的壞崩潰之一。我花了一點時間來追蹤雙重操作的問題來源，並且我意識到它甚至不是雙重的「操作」，即使從中斷中調用的例程中返回一個不變的雙重值，也很糟糕。

在PowerPC（或其它架構一般）的存在一般問題做浮點運算的中斷處理程序，並通過中斷處理程序調用的函數返回浮點（或其他類型）值？我不知道爲什麼這會導致程序崩潰。

（解決方法是推遲上次中斷「滴答」轉化爲「時間」，因爲拉斯特中斷，直到代碼落在該處理的，因爲它似乎處理長整數操作就好了。）

Answer 1

在VxWorks中，各利用浮點任務具有使得FP寄存器期間上下文切換保存到被指定爲這樣的任務創建，但僅來自該使用浮點任務切換時。這允許非浮點任務具有更快的上下文切換時間。

當中斷搶佔了一個浮點任務然而，它最有可能是FP寄存器沒有保存的情況。爲此，中斷處理程序需要確定哪些任務被預佔，以及它是否被指定爲浮點任務;這會使中斷延遲變得更高和變化，這在實時系統中通常是不希望的。

因此，要使其工作，任何使用浮點的中斷例程都必須明確地保存和恢復FP寄存器本身。任何使用浮點的任務在任何情況下都必須被指定，儘管如果你只有一個這樣的任務，你就可以避開它。

如果一個浮點任務被搶佔，你的中斷將修改該任務使用的浮點寄存器值，當FP任務恢復時的結果是非確定性的，但包括引起一個浮點異常 - 例如，如果先前的非零寄存器變爲零，並且隨後被用作除法操作的右側。

然而在我看來，在這種情況下，浮點運算可能完全沒有必要。您的「解決辦法」實際上是傳統的，最安全和最確定的方法，並可能應該算是設計的校正而非解決方法。

Answer 2

我想你會發現this文章有趣。也許你正在進入一個浮點異常。

我從來沒有使用的PowerPC，但我好與谷歌：P

Answer 3

請問您的ISR調用fppSave（）/ fppRestore（）函數？

如果沒有，那麼ISR正在跺腳現有任務可能正在使用的FP寄存器。

具體地，FP寄存器通過在PPC架構（我想處理擲/捕獲）C++編譯器使用。

Answer 4

在VxWorks中，至少對於PPC架構中，浮點操作將導致FP Unavilable異常。這是因爲當發生中斷時，MSR中的FP位被清除，因爲VxWorks假定不會有FP操作。這加快了ISR /任務上下文切換，因爲FP寄存器不必保存/恢復。

話雖這麼說，有當我們有我們需要FP操作在中斷上下文中的一些調試代碼的時間。我們將調用特定ISR的VxWorks代碼更改爲1）設置MSR [FP]，執行fpsave調用，調用ISR，執行fprestore調用，然後清除MSR [FP]。這讓我們解決了這個問題。

話雖這麼說，我同意這裏的鄉親FP操作不應該在ISR上下文中使用，因爲中斷服務程序應在通常不快速和FP操作的其餘部分。

Answer 5

我與e300內核工作，同時開發裸機應用程序，我可以說，當發生中斷時，內核關閉FPU，您可以通過檢查MSR的FP位觀察。在對浮點寄存器做任何事情之前，必須通過將1寫入MSR的FP位來重新啓用FPU。然後，您可以根據需要在ISR中對FPU寄存器進行操作。

Answer 6

VxWorks中一般的假設是，浮點寄存器不需要保存和由ISR恢復。主要是因爲ISR通常不會混淆它們。從歷史上看，大多數實時任務都沒有做FP，但是這顯然發生了變化。不明顯的是許多沒有明確使用浮點的任務仍然使用浮點寄存器。我相信任何使用C++編寫代碼的任務都會使用浮點寄存器（至少在某些處理器/編譯器上），即使沒有浮點操作是顯而易見的。這些任務應該給FP_？ （我忘記了確切的拼寫）任務屬性，導致它們的FP寄存器在上下文切換期間被保存。