如何处理ARM体系下浮点数Middle-Endian问题

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:490

　　随着嵌入式微处理器芯片性能的日益提高，嵌入式设备也得到了广泛的应用。随着应用的扩展，嵌入式软件开发也呈现出功能多样化、平台多样化、体系结构多样化的特点。

　　由于可移植性好，相当一部分嵌入式软件都是用c／c++语言开发的，而c／c++语言编写的程序中数据存储字节顺序是与编译平台所用的cpu相关的，所以嵌入式软件移植过程中，数据存储字节顺序是需要重点处理的地方。

　　在嵌入式gis软件从x86体系结构下移植到arm体系结构的过程中，遇到了浮点数据存储字节顺序的问题。该问题既不是big-endian，也不是little-endian，而是middle-endian字节顺序。本文先介绍该嵌入式gis软件开发平台和运行平台，再对移植过程中遇到的问题进行跟踪和分析。找到问题根源，最终给出两种解决方案。

　　1 嵌入式gis软件

　　嵌入式gis软件是用c++语言开发的，运行在pda上的嵌入式软件。该软件系统结构如图l所示。

　　在以嵌入式硬件设备为硬件平台的基础上，内核版本为2．4．30的嵌入式linux操作系统和qt／embedded图形界面开发包构成

了嵌入式gis软件的软件平台。嵌入式gis软件通过第三方库gdal／ogr，提供对多种格式(如shapefile、mapinfo)等矢量电子地图的读取操作。

　　嵌入式gis软件的运行平台是以arm920t为处理器的三星公司的smdk开发板。电子地图数据来自官方发布的某区域电子地图数据。

　　嵌入式gis软件在x86上调试通过后，使用2．95．3版本的arm-linux-gcc编译器交义编译嵌入式gis软件和其他组件；最终将该软件移植到smdk上运行。

　　移植到smdk开发板上之后，嵌入式gis软件能够正常显示软件框架；在读取shapefile格式电子地图时，进入死循环状态。根据debug信息显示，嵌入式gis软件所读取的shapefile电子地图显示范围的4个double类型数值，与x86下读取的数值不一致。例如，shapefile文件中的数据为-3．383 700，而在arm平台下凄出的数值则为7．49530le+68。arm体系结构下读出的错误数据将导致嵌入式gis软件运行时逻辑出错，不能正确最示电子地图。

　　2 middle-endian

　　在不同的体系结构之问移植嵌入式软件时，数据存储字节顺序是需要处理的问题之一。

　　提到数据存储字节顺序，就要提到big-endian和little-endian。在各个体系结构处理器设计之初，big-endian和little-endian的分歧就一直存在，它们代表着每个字节在不同体系结构下的不同存储方式。如图2所示，数值0x1234abcd在不同的字节顺序下具有不同存储顺序。

　　字节顺序的不同，经常导致读取跨平台的文件数据不一致。针对嵌入式gis软件移植过程中发生的数据不一致问题，对arm体系结构的字节顺序进行了测试，方法如下：

　　return(htonl(1)==1)?big：little；

　　测试结果显示，arm同x86一样．采用的是little-endian字节顺序存储数据，并不存在big-endilan和lit-tle-endian之间转换不当的问题。

　　使用简单的二进制数据文件模拟x86下的shapefile 文件。在x86体系结构下，分别在二进制文件中写入int、f1oat和double类型数据，得到x86下的数据文件。将该数据文件转移到smdk开发板上，读取该数据文件中的数值并打印。

　　测试结果显示arm体系结构下读取x86体系结构下生成的二进制文件，int和float类型数据与x86体系结构下一致，只有double类型数据不一致。经过进一步验证，将double类型数据以十六进制形式打印，就可以发现问题的关键，如图3所示。

　　同样的double类型数据0x1234 abcd，在arm体系结构下读出