C 当给定浮点数时，如何避免FPU？

这根本不是一个优化问题

我正在编写一个（目前）简单的Linux内核模块，需要找到一些位置的平均值。这些位置存储为浮点（即

float

）变量。（我是整件事的作者，所以我可以改变这一点，但如果可以避免的话，我宁愿保持float的精度，也不要卷入其中）

现在，这些位置值存储（或至少用于）在内核中，只是为了存储。一个用户应用程序写入这些数据（通过共享内存（我使用的是RTAI，所以是的，我在内核和用户空间之间有共享内存））而其他应用程序从中读取数据。我假设从浮点变量读写不会使用FPU，所以这是安全的

说到安全，我的意思是，更不用说一些系统甚至可能没有FPU。我不打算使用，因为这可能会破坏我任务的实时性

现在在我的内核模块中，我真的不需要太多的精度（因为位置是平均的），但我需要它达到0.001我的问题是，如何在不使用FPU的情况下将浮点数转换为整数（原始数的1000倍）？

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我考虑过从浮点的位模式中手动提取数字，但我不确定这是否是一个好主意，因为我不确定endian ness对它有何影响，甚至不确定所有体系结构中的浮点是否都是标准的。

如果你想告诉gcc使用软件浮点库，显然有一个开关，尽管在标准环境中可能不是交钥匙：

事实上，本文建议linux内核及其模块已经使用

-msoft float

编译：

尽管如此，@PaulR的建议似乎是最明智的。如果你提供的API可以进行你喜欢的任何转换，那么我不明白为什么它比其他任何东西都更难看。

该软件包的函数

float32\u to\u int32

正是你想要的（它在软件中实现了IEEE 754）

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总之，在内核中提供某种浮点支持（无论是硬件还是软件）是很有用的，因此在项目中包含这一点很可能是一个明智的决定。它也不太大。

你可以用有理数代替浮点数。运算（乘法、加法）也可以在不损失精度的情况下实现

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如果您真的只需要1/1000精度，您可以将x*1000存储为一个长整数。

真的，如果可能的话，我认为您应该更改模块的API以使用已经是整数格式的数据。当您不允许在内核空间中使用浮点时，在内核用户界面中使用浮点类型只是一个坏主意

也就是说，如果你使用单精度浮点，它基本上总是IEEE 754单精度，并且endianness应该匹配整数endianness。据我所知，这适用于所有archs Linux支持。记住这一点，只需将它们视为无符号32位整数，并提取位以缩放它们。如果可能的话，我会按1024而不是1000进行缩放；这样做真的很容易。只需从尾数位（位0-22）开始，如果指数（减去127的偏差）小于23，则右移，如果指数大于23，则左移。您需要处理右移位量大于32的情况（C不允许；您必须在特殊情况下处理零结果），或者左移位量足够大以至于溢出的情况（在这种情况下，您可能需要钳制输出）

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当然，如果您碰巧知道您的值不会超过某个特定范围，那么您可能可以消除其中一些检查。事实上，如果您的值从未超过1，并且您可以选择缩放，您可以选择它为2^23，然后您可以直接使用

（（float_bits&0x7fffff）| 0x800000）

作为指数为零时的值，或者右移。

为什么不首先将值存储为1000x整数？@PaulR我想OP考虑过这一点，因为他说他可以改变，但他宁愿保持精度，所以他问是否有其他方法可以做到这一点。好问题，就我个人而言，我也想知道。@PaulR，这正是我现在想做的事情，因为其他任何方式似乎都没有希望。不过，我不想错过一个好的解决方案。定点数字很容易求和和和除法——你甚至不需要分开整数和小数部分。对于加法、减法以及乘/除整数，你只需将定点数字视为整数。在对两个定点数字进行乘法/除法时，只需处理隐式小数点，即使这样，它也只是一个额外的移位。我在同一篇文章中看到，在构建内核模块时启用了-msoft float。我对uuu div.有未定义的引用。。对于之前的64位除法，但不是浮点，所以我认为应该是相同的（浮点除法使用外部函数，但不是加法）。但我没有测试它。尽管如此，对于64位除法，仍然有

do\u div

，但对于浮点数，我相信不存在这样的功能。它是否偶然发现了

\u fixsfdi

？我会接受你的答案（但在一段时间后，以防其他答案出现），即使我可能会以固定的精度将浮动更改为

long

s。这很有趣。不过我需要问一件事。是否确定所有的FPU（至少在所有能够运行linux内核的计算机上）都使用IEEE 754标准？@Shazbaz：不，linux内核支持的架构比IEEE 754更多，但supportign IEEE 754是一个良好的开端（现在几乎所有的架构都使用它，值得注意的例外是IBM大型机）。