ARM g++ のコンパイル オプション (除算について)

概要

g++ ってどんなコードを吐いているのか?

前の pomera gcc で thumb コードが吐かれていたので、ラズパイ3B+ の g++ で出力しているコードを確認しよう。

環境

ラズパイ3B+ の CPU は Cortex-A53 (ARMv8) である。

まず、試しに cpuinfo を覗いてみる。

cpuinfo

$ cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
model name      : ARMv7 Processor rev 4 (v7l)
BogoMIPS        : 38.40
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32
(以下略)

テスト

古い ARM 32bit では 整数除算命令がなく、新しめの ARM 32bit ではハードウェア除算命令(sdiv/udiv)があるので、これが利用されているか見てみる。

テストコード

divtest.cpp

int div(int a, int b)
{
	return a / b;
}

そのまま -O2

何も考えず -O2 のみ

コンパイル

$ g++ -O2 -S -c divtest.cpp

結果

divtest.s

_Z3divii:
	.fnstart
.LFB0:
	@ args = 0, pretend = 0, frame = 0
	@ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
	push	{r4, lr}
	bl	__aeabi_idiv
	pop	{r4, pc}
	.cantunwind
	.fnend

まぁ、CRT (__aeabi_idiv 関数)を呼びますよねー デスヨネー

CPU を指定 -mcpu=cortex-a53

Cortex-A53 を指定する

コンパイル

$ g++ -O2 -S -c divtest.cpp -mcpu=cortex-a53

結果

divtest.s

_Z3divii:
	.fnstart
.LFB0:
	@ args = 0, pretend = 0, frame = 0
	@ frame_needed = 0, uses_anonymous_args = 0
	@ link register save eliminated.
	sdiv	r0, r0, r1
	bx	lr
	.cantunwind
	.fnend

ハードウェア除算 (sdiv) を使いますよねー デスヨネー

-march

march でどうなるか? (コアによって ハードウェア除算があったりなかったりするので)

オプション	結果
-march=armv7	__aeabi_idiv
-march=armv7-a	__aeabi_idiv
-march=armv8-a	sdiv

ARMv8 までいくと全部除算命令があるってことかな?

-march=native

ラズパイ3B+では armv8-a として出力されました

結果

	.arch armv8-a
	.arch_extension crc
	.file	"divtest.cpp"

結論

プロジェクトにもよるけど、ラズパイ用のアプリならセルフ ビルドだろうから -march=native をつけてあげるといいのかなー?