Linux手机DIY.库文件专题.交叉编译的浮点问题

Linux手机DIY.库文件专题.交叉编译的浮点问题

草木瓜 于 2006-11-9

一、序

软件移植过程中,Linux操作系统的库文件着实令人头疼,这方面资料

也比较少。通过一段时间搜索查询推敲,写点总结吧,也算是有点成果。这

篇文章主要介绍在编译过程的比较麻烦的浮点问题。

二、重要提示

为了方便更好的理解本文,提供下面链结。

全系列的文章地址,手机应用开发专栏:http://blog.csdn.net/liwei_cmg

相关的重要成果的下载地址:http://play.younet.com/view.php?tid=24045

三、浮点问题的由来

MOTO E680 系列,夏新E600和飞利浦968 等等手机,皆使用Inter Xscale的

处理器,所采用的指令集也是armv5tel。

E680G 版本信息

Linux (none) 2.4.20_mvlcee30-mainstone #1 Jan 1,2003 armv5tel unknown

E600 版本信息

Linux c8k 2.4.19-rmk7-pxa2 #1 Thu Mar 23 17:56:36 CST 2006 armv5tel unknown

968 版本信息

Linux c8k 2.4.19-rmk7-pxa2 #1 Fri Dec 9 16:42:58 CST 2005 armv5tel unknown

Inter Xscale这款新型高性能、低功耗的微构架兼容ARMv5TE ISA指令集,

不过不支持浮点指令集。这是为了节省处理器芯片体积和降低运行功耗,XScale

体系结构没有实现昂贵的浮点运算部件和除法部件。这些是嵌入式应用中不常用

的运算。当需要这类运算时,要通过软件方法实现。

浮点运算要大大复杂于整数运算,没有浮点运算单元会有什么问题?

我们来看一个例子:

E680/E680i/E680g CPU都是ARM系列的Intel xScale PAX270。MP3解码有两种

方式,一种是基于浮点运算(如MPG123),另一种则是基于整数的,即libmad (MPEG

audio decoder library)。浮点的解码,单精度浮点小数可以精确到小数点后45位,

不过要求CPU有FPU单元。由于E680系列本身的限制,只能使用软浮点,libmad是用

的fixed-integer,通过整数模拟小数计算的,精度只能保留到小数点后第9位(大于

0的最小值0.00000000372529)。解码精度和速度自然会有差异。因此这类手机音质

自然是不能与硬件解码相比。也很少有EQ均衡器,即便通过软件实现了,效果也不

是太好。

此外流行的图像处理、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用都会类

似的涉及浮点运算。没有FPU单元就需要软件支持,显然牺牲了效率和质量。

浮点运算能力是关系CPU多媒体、3D图形处理的一个重要指标。

我们构建编译开发环境,就需要加入软浮点支持,否则涉及浮点运算就会出错。

四、库文件格式

先看E680系列的库文件格式。如libjpeg.so文件,用objdump -p显示相关内容:

private flags = 602: [APCS-32] [VFP float format] [software FP] [has entry point]

显然是software FP,不过使用的是VFP(Vector Float Point)矢量浮点格式。

再看E600和968的库文件格式:

private flags = 202: [APCS-32] [FPA float format] [software FP] [has entry point]

与E680相比,不同点在于使用的是FPA(Floating Point Arithmetic)浮点格式,

又一说为(Fixed Point Arithmetic)定点浮点运算。由于这方面知识空白,具体并

没有仔细考证。

当然除此两种之外,还有一种格式

private flags = 2 : [APCS-32] [FPA float format] [has entry point]

这个自然是硬浮点格式了,不过如果在编译过程中加上arm-nolibfloat patch

再在gcc参数加上-msoft-float,估计也是能生成软浮点代码,不过没有亲试。

理论上讲,不管是哪种格式,在应用程序运行链接时都是可以的,不存在兼容

性的问题,但是要做编译,库文件是必须完全一致的。

以我手中的交叉编译工具为例,当初是构建于E680G的VFP格式,我使用夏新

E600自带的QTE库(FPA soft FP),编译一个简单的QTE程序,出现如下错误:

/home/gcc/toolchain/soft-arm-linux/gcc-3.3.2-glibc-2.3.2/bin/../lib/

gcc-lib/arm-linux/3.3.2/../../../../arm-linux/bin/ld: ERROR: /home/gcc/

toolchain/qt/lib/libqte-mt.so uses FPA instructions, whereas helloqt does not

/home/gcc/toolchain/soft-arm-linux/gcc-3.3.2-glibc-2.3.2/bin/../lib/

gcc-lib/arm-linux/3.3.2/../../../../arm-linux/bin/ld: failed to merge

target specific data of file /home/gcc/toolchain/qt/lib/libqte-mt.so

collect2: ld returned 1 exit status

这个编译环境是用cross-tool-0.28编译而成的,而且打了gcc-3.3.2的soft-

float patch,不过按patch说明,是应该可以生成FPA soft FP格式的编译环境,而

结果却是VFP soft FP,这个适用于E680系列,然不适用夏新E600和飞利浦968。

后来我在交叉编译环境中把GCC_EXTRA_CONFIG的--with-float=soft选项去除

且把soft-float patch也同时去掉,获得的是FPA hard FP的编译环境。用这个环境

再编译夏新E600自带的QTE库(FPA soft FP),会出现类似如下提示:

ld uses hardware FP, whereas libqte-mt.so uses software ...

我试图在gcc参数中加上-msoft-float,错误如下:

arm-linux/bin/ld: cannot find -lfloat collect2: ld returned 1 exit status

这个需要编译编译环境时加下nolibfloat的patch。

如何生成FPA soft FP的格式困扰了好几天,我查看了soft-float patch出搜

索了大量资料,觉得可能还是patch本身的问题。我重新下载了gcc.3.4.0,使用

3.4.0 soft patch ,另外把bigendian,nolibfloat这一些有冲突的patch去掉,

果然生成了FPA soft FP格式的库文件。

再用E600自带的QTE库,编译只是有一个告警选项:

/home/gcc/toolchain/gcc-3.4.0-glibc-2.2.5/arm-linux/lib/gcc/arm-linux/3.4

.0/../../../../arm-linux/bin/ld: warning: libstdc++.so.5, needed by /home/gcc

/toolchain/qt-2.3.8/lib/libqte-mt.so, not found (try using -rpath or -rpath-link)

夏新E600和飞利浦968使用的GCC版本都是3.2.1,3.4.0编译后是libstdc++.so.6,

可以查看下面的lib内容,使用的版本是不同的。

libstdc++.so.6

Version definitions:

1 0x01 0x025f4d66 libstdc++.so.6

2 0x00 0x08922974 GLIBCXX_3.4

3 0x00 0x056bafd3 CXXABI_1.3

Version References:

required from libgcc_s.so.1:

0x0b792653 0x00 10 GCC_3.3

0x0d696910 0x00 08 GLIBC_2.0

0x0b792650 0x00 07 GCC_3.0

required from libm.so.6:

0x0d696910 0x00 05 GLIBC_2.0

required from libc.so.6:

0x09691f73 0x00 11 GLIBC_2.1.3

0x0d696911 0x00 09 GLIBC_2.1

0x0d696912 0x00 06 GLIBC_2.2

0x0d696910 0x00 04 GLIBC_2.0

libstdc++.so.5

Version definitions:

1 0x01 0x025f4d65 libstdc++.so.5

2 0x00 0x081a2972 GLIBCPP_3.2

3 0x00 0x0a297d01 GLIBCPP_3.2.1

GLIBCPP_3.2

4 0x00 0x056bafd2 CXXABI_1.2

Version References:

required from libm.so.6:

0x0d696910 0x00 07 GLIBC_2.0

required from libgcc_s.so.1:

0x0b792650 0x00 06 GCC_3.0

required from libc.so.6:

0x0d696912 0x00 10 GLIBC_2.2

0x09691f73 0x00 09 GLIBC_2.1.3

0x0d696911 0x00 08 GLIBC_2.1

0x0d696910 0x00 05 GLIBC_2.0

五、总结

E600和968编译环境问题看似是解决了,其实不然,这仅仅说明了可以生

成兼容E600,968的库文件,能否运行则是另外一回事,下文将着重说明运行时

的兼容性问题。

 
Linux手机DIY.库文件专题.交叉编译的浮点问题
Linux手机DIY.库文件专题.交叉编译的浮点问题草木瓜 于 2006-11-9一、序 软件移植过程中,Linux操作系统的库文件着实令人头疼,这方面资料也比较少。通过一段时间搜索查询推敲,写点总结吧,也算是有点成果。这篇文...查看完整版>>Linux手机DIY.库文件专题.交叉编译的浮点问题
 
Linux手机DIY.库文件专题.兼容性问题
Linux手机DIY.库文件专题.兼容性问题草木瓜 于 2006-11-9一、序 软件移植过程中,Linux操作系统的库文件着实令人头疼,这方面资料也比较少。通过一段时间搜索查询推敲,写点总结吧,也算是有点成果。这篇文章主要介...查看完整版>>Linux手机DIY.库文件专题.兼容性问题
 
Linux手机DIY.库文件专题.知识准备
Linux手机DIY.库文件专题.知识准备草木瓜转抄 于 2006-11-9一、序 软件移植过程中,Linux操作系统的库文件着实令人头疼,这方面资料也比较少。通过一段时间搜索查询推敲,写点总结吧,也算是有点成果。不过这篇内容...查看完整版>>Linux手机DIY.库文件专题.知识准备
 
一步一步的制作arm-linux交叉编译环境
  我们使用以下版本的文件为例子建立 arm-linux 交叉编译环境:  编译环境 redhat 7.2 或 8.0  binutils-2.14.tar.gz ftp://ftp.gnu.org/gnu/binutils/binutils-2.14.tar.gz  gcc-core-2.95.3.tar.gz ftp://...查看完整版>>一步一步的制作arm-linux交叉编译环境
 
交叉编译场景分析(arm-linux)(一)--基本知识
交叉编译场景分析(arm-linux)(一)--基本知识 转载时请注明出处: 1. 基本知识在linux下,绝大部分的软件包都是用autoconf配置的。除此之外,比较有名的就是X11的imake配置方式,imake实际上有点过时了,用起...查看完整版>>交叉编译场景分析(arm-linux)(一)--基本知识