我可以在内核代码中使用vpush/vpop吗？

Question

我尝试在ko模块中添加一些汇编代码，简单来说：

asm volatile("vpush {d8}")

编译时发生错误：

Error: selected processor does not support ARM mode `vpush {d8}'

这是预期的吗？谢谢。

- Bill Randerson

Answer 1

一般来说，在内核开发中不使用浮点数。并非所有硬件都支持浮点运算，某些平台可能具有先进的电源功能，并且可以随时打开和关闭浮点单元。处理所有这些问题相当麻烦，你总是可以找到另一种解决方法来解决你的问题。

罗伯特·洛夫的《Linux内核开发》

引用如下： 不易使用浮点数 ... 在内核中使用浮点数需要手动保存和恢复浮点寄存器，还有其他可能的琐事。简短的答案是：不要这样做！ 除了极少数情况外，内核中没有浮点运算。

更多信息请参见：https://dev59.com/uWYr5IYBdhLWcg3wLnVA#13886805 这是因为你的编译器调用未指定任何符合上述规范的mfpu指令，所以你会收到该错误消息。

- auselen

---

请注意，只要编译支持（一些加密模块使用它），内核模式NEON是允许的，但仍然必须明确地包装在kernel_neon_begin()和kernel_neon_end()中（这可能非常昂贵）。 - Notlikethat

@auselen，vpush不是浮点操作，实际上它是协处理器操作，对吗？那么内核不允许在协处理器上进行操作吗？ - Bill Randerson

@BillRanderson，我认为将FPU称为协处理器在后期ARM架构中过于笼统。内核当然允许协处理器操作，但vpush {d8}看起来更像是一种通用的FP操作，而不是一些内核维护。 - auselen

@BillRanderson 浮点操作是协处理器操作（FPU在概念上仍然是协处理器）——这里的一般考虑因素确实也适用于其他实现定义的协处理器（例如iWMMX）；它们必须被启动，访问被启用，任何当前状态都被保存等。 - Notlikethat

@Notlikethat，我只是想在内核中进行实验，通过mcr禁用FPU，然后发出一个VFP指令，看看我的机器会发生什么，你们能给出任何建议吗？我认为“mcr”只能在内核中完成，对吗？ - Bill Randerson

@Bill 如果你只是想玩一下，那么只需在汇编中添加一个适当的.fpu...指令即可让它编译通过，然后欣赏机器在内核模式下发生未定义指令异常时的熊熊大火 - 请确保你的文件系统已同步（或可替换）;) - Notlikethat

Answer 2

Kernel mode NEON (或vfp) 的主要缺点是寄存器状态必须保存/恢复，因为上下文切换可能随时发生。即使使用协处理器，挑战在于使任何用户可见的状态在其运行时看起来都相同。这就是这个问题的指导思想。

更近期的内核中，在浮点模拟里有一个 Kconfig KERNEL_MODE_NEON。支持 kernel mode NEON 受到限制，并且文档可以在 Documentation/arm/kernel_mode_neon.txt 找到。为了使 kernel_neon_begin() 和 kernel_neon_end() 的寄存器保存/恢复工作，同时它们在使用时也禁用了抢占;否则调度程序必须知道某些内核模式已经改变了NEON/VFP状态并将其记录在某个地方。

你可以查看 KERNEL_MODE_NEON 提交，它对不同的GCC版本有限制，当使用-mpfu=neon编译时，可以在任何地方发出NEON代码；因此，任何对NEON编译单元的外部调用都应该用kernel_neon_begin()和kernel_neon_end()包装起来。它应该存在于3.11内核中。

- artless noise

---

不应该使用可能会引发异常的NEON指令。 - artless noise