Блог

При компиляции этой программы с arm-elf-gcc-4.5 -O3 -march=armv7-a -mthumb -mfpu=neon -mfloat-abi= softfp:

 #include <arm_neon.h>
extern float32x4_t cross(const float32x4_tamp; v1, const float32x4_tamp; v2) {
    float32x4x2_t
        xxyyzz1(vzipq_f32(v1, v1)),
        xxyyzz2(vzipq_f32(v2, v2));

    float32x2_t
        xx1(vget_low_f32(xxyyzz1.val[0])),
        yy1(vget_high_f32(xxyyzz1.val[0])),
        zz1(vget_low_f32(xxyyzz1.val[1])),
        xx2(vget_low_f32(xxyyzz2.val[0])),
        yy2(vget_high_f32(xxyyzz2.val[0])),
        zz2(vget_low_f32(xxyyzz2.val[1]));

    float32x2_t
        x(vmls_f32(vmul_f32(yy1, zz2), zz1, yy2)),
        y(vmls_f32(vmul_f32(zz1, xx2), xx1, zz2)),
        z(vmls_f32(vmul_f32(xx1, yy2), yy1, xx2));

    return vcombine_f32(vuzp_f32(x, y).val[0], z);
}
  

… это то, что я получаю. Обратите внимание на две бесполезные инструкции, помеченные символом @<<<

 _Z5crossRK19__simd128_float32_tS1_:
    vldmia  r0, {d16-d17}
    vldmia  r1, {d22-d23}
    vmov    q10, q8  @ v4sf
    vmov    q9, q11  @ v4sf
    vzip.32 q8, q10
    vzip.32 q11, q9
    vmov    d24, d17
    vmov    d21, d22
    vmov    d22, d23
    vmul.f32    d17, d24, d18
    vmul.f32    d19, d20, d21
    vmls.f32    d19, d16, d18
    vmls.f32    d17, d20, d22
    vmul.f32    d16, d16, d22
    vuzp.32 d17, d19
    vmls.f32    d16, d24, d21
    sub sp, sp, #80 @<<<
    vswp    d17, d16
    vmov    r0, r1, d16  @ v4sf
    vmov    r2, r3, d17
    add sp, sp, #80 @<<<
    bx
  

К стеку никогда не обращаются, но указатель стека уменьшается, а затем увеличивается на ту же величину. Почему?

Если я изменю исходный код, чтобы включить комментарий asm в конце пролога и в начале эпилога, вот так:

 #include <arm_neon.h>
extern float32x4_t cross(const float32x4_tamp; v1, const float32x4_tamp; v2) {
    asm volatile("# End of prologue");
    float32x4x2_t
        xxyyzz1(vzipq_f32(v1, v1)),
        xxyyzz2(vzipq_f32(v2, v2));

    float32x2_t
        xx1(vget_low_f32(xxyyzz1.val[0])),
        yy1(vget_high_f32(xxyyzz1.val[0])),
        zz1(vget_low_f32(xxyyzz1.val[1])),
        xx2(vget_low_f32(xxyyzz2.val[0])),
        yy2(vget_high_f32(xxyyzz2.val[0])),
        zz2(vget_low_f32(xxyyzz2.val[1]));

    float32x2_t
        x(vmls_f32(vmul_f32(yy1, zz2), zz1, yy2)),
        y(vmls_f32(vmul_f32(zz1, xx2), xx1, zz2)),
        z(vmls_f32(vmul_f32(xx1, yy2), yy1, xx2));

    float32x4_t res(vcombine_f32(vuzp_f32(x, y).val[0], z));
    asm volatile("# Start of epilogue");
    return res;
}
  

Тогда я получаю немного другую версию:

 _Z5crossRK19__simd128_float32_tS1_:
    sub sp, sp, #80
    # End of prologue
    vldmia  r0, {d16-d17}
    vldmia  r1, {d22-d23}
    vmov    q10, q8  @ v4sf
    vmov    q9, q11  @ v4sf
    vzip.32 q8, q10
    vzip.32 q11, q9
    vmov    d24, d17
    vmov    d21, d22
    vmov    d22, d23
    vmul.f32    d17, d24, d18
    vmul.f32    d19, d20, d21
    vmls.f32    d19, d16, d18
    vmls.f32    d17, d20, d22
    vmul.f32    d16, d16, d22
    vuzp.32 d17, d19
    vmls.f32    d16, d24, d21
    vswp    d17, d16
    # Start of epilogue
    vmov    r0, r1, d16  @ v4sf
    vmov    r2, r3, d17
    add sp, sp, #80
    bx  lr
  

The stack pointer decrement/increment clearly is part of the prologue/epilogue, and happens even if the stack is not used. Is that to comply with some standard, or is it a gcc optimization bug?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Компилятор arm-elf-gcc-4.5 (GCC) 4.5.0, настроен с: /opt/local/var/macports/build/_opt_local_var_macports_sources_rsync.macports.org_release_ports_cross_arm-elf-gcc/work/gcc-4.5.0/ настройте —prefix=/opt/local —infodir=/opt/local/share/info —mandir=/opt/local/share/man —target=arm-elf —program-prefix=arm-elf- —program-suffix =-4.5 —без-включенного-gettext —включить-устаревший —с-newlib —отключить-__cxa_atexit —включить-multilib —включить-biendian —отключить- libgfortran —with-gxx-include-dir=/opt/local/arm-elf/включить/c /4.5.0/ —включить-языки=c, c , objc —сборка=x86_64-apple-darwin10 —включить-fpu

РЕДАКТИРОВАТЬ: мне удалось точно определить проблему, используя следующий источник C. Это происходит только при использовании массивов векторных типов в качестве временных, таких как float32x4x2_t, который объявлен как struct { float32x4_t val[2]; } , даже если эти временные объекты сделаны регистрами. Я считаю, что это ошибка, поэтому я сообщил об этом.

 #include <arm_neon.h>

// This one is ok
extern float32x4_t add(float32x4_t* v1, float32x4_t* v2) {
    return vaddq_f32(*v1, *v2);
#if 0
    produced assembly:

add:
    vldmia  r0, {d16-d17}
    vldmia  r1, {d18-d19}
    vadd.f32    q8, q8, q9
    vmov    r0, r1, d16
    vmov    r2, r3, d17
    bx  lr

#endif
}

// This one uses float32x4x2_t temporaries and has the bug
extern float32x4_t cross(float32x4_t* v1, float32x4_t* v2) {
    float32x4x2_t
        xxyyzz1=vzipq_f32(*v1, *v1),
        xxyyzz2=vzipq_f32(*v2, *v2);

    float32x2_t
        xx1=vget_low_f32(xxyyzz1.val[0]),
        yy1=vget_high_f32(xxyyzz1.val[0]),
        zz1=vget_low_f32(xxyyzz1.val[1]),
        xx2=vget_low_f32(xxyyzz2.val[0]),
        yy2=vget_high_f32(xxyyzz2.val[0]),
        zz2=vget_low_f32(xxyyzz2.val[1]);

    float32x2_t
        x=vmls_f32(vmul_f32(yy1, zz2), zz1, yy2),
        y=vmls_f32(vmul_f32(zz1, xx2), xx1, zz2),
        z=vmls_f32(vmul_f32(xx1, yy2), yy1, xx2);

    return vcombine_f32(vuzp_f32(x, y).val[0], z);
#if 0
    produced assembly:

cross:
    vldmia  r0, {d18-d19}
    vldmia  r1, {d16-d17}
    vmov    q10, q9
    vmov    q11, q8
    vzip.32 q9, q10
    vzip.32 q8, q11
    vmov    d24, d19
    vmov    d21, d16
    vmov    d16, d17
    vmul.f32    d19, d20, d21
    vmul.f32    d17, d24, d22
    vmls.f32    d17, d20, d16
    vmls.f32    d19, d18, d22
    vmul.f32    d16, d18, d16
    vuzp.32 d17, d19
    vmls.f32    d16, d24, d21
    sub sp, sp, #48           @ here
    vswp    d17, d16
    vmov    r0, r1, d16
    vmov    r2, r3, d17
    add sp, sp, #48           @ and here
    bx  lr

#endif
}
  

Это оказалось ошибкой, поэтому закрываем ее.