[Cortex M4F] - [Bleeding toolchain / brak obsługi FPU]

Question

Witam,Od jakiegoś czasu staram się uporać z problemem który częściowo był poruszany w temacie : https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2249496.html ...

Freddie Chopin · Accepted Answer

No ale czemu przy zerowej optymalizacji spodziewasz się ... optymalizacji? Poza O1 i O0 są jeszcze 3 inne wartości tej flagi, które - w przeciwieństwie do tych poprzednich - mają jakiś sens...

Czy aby na pewno sprawdziłeś że kompilator nie robi tego co chcesz, czy może będzie to kolejna cegiełka do mojej kolekcji "znalazłem błąd w kompilatorze, sam na 100% robię wszystko dobrze"?

4\/3!!

See also:
07.03.2015 [C++11][Cortex-M3/M4] - distortos - obiektowy RTOS dla mikrokontrolerów w C++
10.02.2013 bleeding-edge-toolchain - kolejny toolchain dla ARM

Freddie Chopin · Accepted Answer

Po raz trzeci pytam, dlaczego przy ustawionej ZEROWEJ optymalizacji oczekujesz żeby kompilator coś zoptymalizował. Wychodzi na to, że próbowałeś na różnych poziomach optymalizacji i na zerowym wywołuje funkcję (tak właśnie jest u mnie i tak ma być), natomiast na innych wywala cały ten kod jako zbędny (również napisałem co z tym zrobić) - wniosek - "kompilator nie obsługuje FPU"...

4\/3!!

See also:
07.03.2015 [C++11][Cortex-M3/M4] - distortos - obiektowy RTOS dla mikrokontrolerów w C++
10.02.2013 bleeding-edge-toolchain - kolejny toolchain dla ARM

Freddie Chopin · Accepted Answer

Na funkcje opóźniające w postaci pustych pętli z inkrementacją zwykłych zmiennych. No i na wszelkie zależności czasowe.4\/3!!

Freddie Chopin · Answer

Nie można mieć wszystkiego (; Nie wiem jednak czemu twierdzisz, że bleeding-edge-toolchain czegoś nie obsługuje, skoro widać jak na dłoni, że mnożenia masz załatwione jednak przy użyciu FPU...

Przy okazji...

-O3

Code:

   volatile float dana = 1.0f;

140001a2:   f04f 537e    mov.w   r3, #1065353216   ; 0x3f800000

140001a6:   9300         str   r3, [sp, #0]

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001a8:   ed9d 7a00    vldr   s14, [sp]

140001ac:   eddd 6a00    vldr   s13, [sp]

140001b0:   eddd 7a00    vldr   s15, [sp]

140001b4:   ee26 0a87    vmul.f32   s0, s13, s14



   volatile uint32_t count, count_max = 10000000;

140001b8:   f249 6480    movw   r4, #38528   ; 0x9680

 

int main(void)

{

   volatile float dana = 1.0f;

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001bc:   ee60 0a27    vmul.f32   s1, s0, s15

 */



static void fpu_enable(void)

{

#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)

   SCB->CPACR |= ((3UL << 10 * 2)|(3UL << 11 * 2));   // set CP10 and CP11 Full Access

140001c0:   f44f 456d    mov.w   r5, #60672   ; 0xed00

 

int main(void)

{

   volatile float dana = 1.0f;

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001c4:   eeb1 1ae0    vsqrt.f32   s2, s1

-Os

Code:

   volatile float dana = 1.0f;

140001a0:   f04f 537e    mov.w   r3, #1065353216   ; 0x3f800000

140001a4:   9300         str   r3, [sp, #0]

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001a6:   eddd 7a00    vldr   s15, [sp]

140001aa:   eddd 6a00    vldr   s13, [sp]

140001ae:   ed9d 7a00    vldr   s14, [sp]

140001b2:   ee26 0aa7    vmul.f32   s0, s13, s15



   volatile uint32_t count, count_max = 10000000;

140001b6:   4837         ldr   r0, [pc, #220]   ; (14000294 <main+0xf8>)

 */



static void fpu_enable(void)

{

#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)

   SCB->CPACR |= ((3UL << 10 * 2)|(3UL << 11 * 2));   // set CP10 and CP11 Full Access

140001b8:   4937         ldr   r1, [pc, #220]   ; (14000298 <main+0xfc>)

{

   volatile uint32_t count;

   uint32_t m, n, real_frequency, best_m = 0, best_n = 0, best_real_frequency = 0;



   // enable crystal oscillator, crystal < 15MHz - low frequency, crystal >= 15MHz - high frequency

   LPC_CGU->XTAL_OSC_CTRL = crystal < 15000000 ? 0 : CGU_XTAL_OSC_CTRL_HF_Pos;

140001ba:   4d38         ldr   r5, [pc, #224]   ; (1400029c <main+0x100>)

 

int main(void)

{

   volatile float dana = 1.0f;

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001bc:   ee60 0a07    vmul.f32   s1, s0, s14

{

   volatile uint32_t count;

   uint32_t m, n, real_frequency, best_m = 0, best_n = 0, best_real_frequency = 0;



   // enable crystal oscillator, crystal < 15MHz - low frequency, crystal >= 15MHz - high frequency

   LPC_CGU->XTAL_OSC_CTRL = crystal < 15000000 ? 0 : CGU_XTAL_OSC_CTRL_HF_Pos;

140001c0:   2700         movs   r7, #0

 

int main(void)

{

   volatile float dana = 1.0f;

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001c2:   eeb1 1ae0    vsqrt.f32   s2, s1

-O2

Code:

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001a8:   ed9d 7a00    vldr   s14, [sp]

140001ac:   eddd 6a00    vldr   s13, [sp]

140001b0:   eddd 7a00    vldr   s15, [sp]

140001b4:   ee26 0a87    vmul.f32   s0, s13, s14



   volatile uint32_t count, count_max = 10000000;

140001b8:   f249 6480    movw   r4, #38528   ; 0x9680

 

int main(void)

{

   volatile float dana = 1.0f;

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001bc:   ee60 0a27    vmul.f32   s1, s0, s15

 */



static void fpu_enable(void)

{

#if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)

   SCB->CPACR |= ((3UL << 10 * 2)|(3UL << 11 * 2));   // set CP10 and CP11 Full Access

140001c0:   f44f 456d    mov.w   r5, #60672   ; 0xed00

 

int main(void)

{

   volatile float dana = 1.0f;

   

   dana=sqrtf(dana*dana*dana);

140001c4:   eeb1 1ae0    vsqrt.f32   s2, s1

Na -O1 mi się już nie chce sprawdzać. Na -O0 oczywiście jest wywołanie funkcji.

Code:

>make

Assembling file: startup_ARMv7-M_E_.S

arm-none-eabi-gcc -x assembler-with-cpp -c -mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=h

ard -mfpu=fpv4-sp-d16 -ffast-math -g -ggdb3 -Wa,-amhls=out/startup_ARMv7-M_E_.ls

t  -DCORE_M4  -DCMSIS_BITPOSITIONS  -MD -MP -MF out/startup_ARMv7-M_E_.d -I.  -I

inc startup_ARMv7-M_E_.S -o out/startup_ARMv7-M_E_.o



Compiling file: main.c

arm-none-eabi-gcc -c -mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16

-ffast-math -O2 -ffunction-sections -fdata-sections -Wall -Wstrict-prototypes -W

extra -std=gnu89 -g -ggdb3 -fverbose-asm -Wa,-ahlms=out/main.lst  -DCORE_M4  -DC

MSIS_BITPOSITIONS  -MD -MP -MF out/main.d -I.  -Iinc main.c -o out/main.o



Compiling file: vectors_LPC43xx_Cortex-M4.c

arm-none-eabi-gcc -c -mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16

-ffast-math -O2 -ffunction-sections -fdata-sections -Wall -Wstrict-prototypes -W

extra -std=gnu89 -g -ggdb3 -fverbose-asm -Wa,-ahlms=out/vectors_LPC43xx_Cortex-M

4.lst  -DCORE_M4  -DCMSIS_BITPOSITIONS  -MD -MP -MF out/vectors_LPC43xx_Cortex-M

4.d -I.  -Iinc vectors_LPC43xx_Cortex-M4.c -o out/vectors_LPC43xx_Cortex-M4.o



Linking target: out/lpc4330_blink_led.elf

arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16 -ff

ast-math -TLPC4330_50_SPIFI_4MB.ld -g -Wl,-Map=out/lpc4330_blink_led.map,--cref,

--no-warn-mismatch -Wl,--gc-sections -nostartfiles  out/startup_ARMv7-M_E_.o out

/main.o out/vectors_LPC43xx_Cortex-M4.o    -o out/lpc4330_blink_led.elf



Creating extended listing: out/lpc4330_blink_led.lss

arm-none-eabi-objdump --demangle -S out/lpc4330_blink_led.elf > out/lpc4330_blin

k_led.lss



Creating memory dump: out/lpc4330_blink_led.dmp

arm-none-eabi-objdump -x --syms out/lpc4330_blink_led.elf > out/lpc4330_blink_le

d.dmp



Creating IHEX image: out/lpc4330_blink_led.hex

arm-none-eabi-objcopy -O ihex out/lpc4330_blink_led.elf out/lpc4330_blink_led.he

x



Creating binary image: out/lpc4330_blink_led.bin

arm-none-eabi-objcopy -O binary out/lpc4330_blink_led.elf out/lpc4330_blink_led.

bin



Size of modules:

arm-none-eabi-size -B -t --common out/startup_ARMv7-M_E_.o out/main.o out/vector

s_LPC43xx_Cortex-M4.o

   text    data     bss     dec     hex filename

    136       0       0     136      88 out/startup_ARMv7-M_E_.o

    384       0       0     384     180 out/main.o

    544       0       0     544     220 out/vectors_LPC43xx_Cortex-M4.o

   1064       0       0    1064     428 (TOTALS)



Size of target .elf file:

arm-none-eabi-size -B out/lpc4330_blink_led.elf

   text    data     bss     dec     hex filename

   1084       0    1024    2108     83c out/lpc4330_blink_led.elf

4\/3!!

See also:
07.03.2015 [C++11][Cortex-M3/M4] - distortos - obiektowy RTOS dla mikrokontrolerów w C++
10.02.2013 bleeding-edge-toolchain - kolejny toolchain dla ARM

bkawlatow · Answer

Czyli jak? Ten sam toolchain, ten sam kod, a mimo to inny rezultat?

Freddie Chopin · Answer

No nie wiem czy aby na pewno Twój kod jest taki sam jak mój... No chyba że - podobnie jak ja - wziąłeś przykład dla LPC4330, jednak myślę że to mało prawdopodobne i Twój kod jest jednak inny...

4\/3!!

bkawlatow · Answer

Siedzę na STM32F4 a kod po okrojeniu kilku funkcji jest taki:

Log in, to see the code

,gdzie enable_fpu jest żywcem wzięte z Twojego przykładu. Makefile także z Twojego stm32f4_blink_led. Jakieś sugestie?

Freddie Chopin · Answer

No - idealny kod do całkowitego wywalenia przez optymalizator chyba że kompilujesz go na -O0, kiedy to faktycznie zostanie wywołana funkcja. Zadeklaruj choć tą zmienną jako volatile...4\/3!!

bkawlatow · Answer

Na O1 przy niewykorzystywaniu zmiennej dana faktycznie ją usuwał. Niemniej jednak przy O0 nic nie zostało usunięte, przy pracy krokowej mogłem wejść do wywołania sqrtfa itd.

bkawlatow · Answer

Skoro nie działa, zakładam że gdzieś jest błąd. W celu jego rozwiązania napisałem tutaj.Wynik kompilacji:Code: cLog in, to see the code

bkawlatow · Answer

Uzyskałem oczekiwany wynik. Tak jak mówiłeś Freddie, kolejny głupi błąd. Edytowałem makefile "z palca" w notatniku a nie z poziomu środowiska. Niestety był to make z innego projektu...
Obecna postać:

Log in, to see the code

Teraz wszystko działa jak należy. Przy okazji przyszło mi do głowy jeszcze jedno pytanie: przy projekcie obsługi wyświetlacza LCD wyłączonych optymalizacjach wszystko działa jak należy. Po włączeniu optymalizacji (jakichkolwiek) program przestaje działać (brak obsługi LCD). Jakie mogą być przyczyny? Źle inicjalizowane zmienne? Złe typy funkcji? Prześledzę jeszcze krok po kroku działanie programu od startu proca, na pewno dojdę do tego co wycina optymalizacja, jednak fajnie byłoby wiedzieć na co zwracać uwagę.
Dzięki za wcześniej poświęcony czas