Linux內核模塊中x87內聯匯編中的操作數類型不匹配

Question

我真的想在Linux內核模塊中使用浮點運算，只是為了它。 我不想做任何花哨的事情，只需使用x87 trig指令和/或sqrt指令，然后將結果賦值給變量。 就是這樣。 到目前為止，我已經嘗試過：

float sqroot(float arg){
    float returnValue;
    asm(
     "fld %1\n"
     "fsqrt\n"
     "fst %0"
     :"=r"(returnValue) 
     : "r"(arg)
    );
    return returnValue;
}

這失敗了，產生了以下錯誤：

Error: operand type mismatch for `fld'
Error: operand type mismatch for `fst'

任何和所有幫助將不勝感激。

Answer 1

使用內核模塊中的x87將“正常工作”，但會靜默破壞用戶空間x87 / MMX狀態。 為什么我能夠在Linux內核模塊中執行浮點運算？

你需要 kernel_fpu_begin() / kernel_fpu_end()來保證安全。

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而不是從內聯asm加載/存儲，請求輸入並在x87寄存器堆棧的頂部生成輸出，並讓編譯器在需要時發出加載/存儲指令。 編譯器已經知道如何做到這一點，你只需要為sqrt指令本身使用內聯asm，你可以用這種方式向編譯器描述：

static inline
float sqroot(float arg) {
    asm("fsqrt"  : "+t"(arg) );
    return arg;
}

（ 在Godbolt編譯器資源管理器中查看編譯器生成的asm）

寄存器約束必須告訴塊使用浮點寄存器。

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或者完全避免內聯asm，使用可以內聯的GNU C內置函數

您需要使用-fno-math-errno將內置實際內聯為fsqrt或sqrtss ，而不使用回退來call sqrtf以獲取將導致NaN的輸入。

static inline
float sqroot_builtin(float arg) {
    return __builtin_sqrtf(arg);
}

對於x86-64，我們得到sqrtss %xmm0, %xmm0 / ret而對於i386，我們得到fld / fsqrt / ret 。 （參見上面的Godbolt鏈接）。 恆定傳播通過__builtin_sqrt和其他優化工作。

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編輯：納入@ iwillnotexist-idontexist的觀點（重新加載）。

另外，如果是我，我會在聲明中添加static inline並將其放在頭文件中。 這將允許編譯器更智能地管理寄存器並避免堆棧幀開銷。

（我也很想將float改為double 。否則，你將丟棄實際浮點指令中使用的額外精度。雖然如果你最終經常將值存儲為float ，那么將會有一個額外的cvtpd2ps指令cvtpd2ps ，如果你將參數傳遞給printf ，例如，這實際上避免了cvtps2pd 。）

但Linux內核kprintf都沒有double轉換。

如果使用-mfpmath=387 （32位代碼的默認值）進行編譯， -mfpmath=387內聯后值將保留在80位x87寄存器中。 但是，對於使用64位默認值-mfpmath=sse的64位代碼，這將導致在加載回XMM寄存器時舍入為float 。

kernel_fpu_begin()保存完整的FPU狀態，並且避免使用SSE寄存器，只使用x87不會使它或最終的FPU恢復時更便宜地返回用戶空間。