लगभग सब कुछ आप एआरएम में फ्लोटिंग पॉइंट के बारे में जानना चाहते थे, लेकिन पूछने से डरते थे

नमस्कार, हेब्र! इस लेख में मैं एआरएम वास्तुकला के साथ प्रोसेसर के लिए फ्लोटिंग पॉइंट काम के बारे में बात करना चाहता हूं। मुझे लगता है कि यह लेख मुख्य रूप से उन लोगों के लिए उपयोगी होगा जो अपने ओएस को एआरएम आर्किटेक्चर में पोर्ट करते हैं और साथ ही उन्हें हार्डवेयर फ्लोटिंग पॉइंट (जो हमने Embox के लिए किया था, जो पहले फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशंस के एक सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन का उपयोग करते थे) के लिए समर्थन की आवश्यकता होती है।

तो चलिए शुरू करते हैं।

संकलक झंडे

फ्लोटिंग पॉइंट का समर्थन करने के लिए, आपको कंपाइलर को सही झंडे पास करना होगा। हम में से एक त्वरित googling इस विचार की ओर जाता है कि दो विकल्प विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं: -mfloat-abi और -mfpu। -Mfloat-abi विकल्प फ्लोटिंग पॉइंट ऑपरेशंस के लिए ABI सेट करता है और इसके तीन मान हो सकते हैं: 'सॉफ्ट', 'सॉफ्टफप' और 'हार्ड'। 'सॉफ्ट' विकल्प, जैसा कि नाम से पता चलता है, संकलक को फ्लोटिंग पॉइंट प्रोग्राम करने के लिए अंतर्निहित फ़ंक्शन कॉल का उपयोग करने के लिए कहता है (यह विकल्प पहले उपयोग किया गया था)। -Mfpu विकल्प पर विचार करने के बाद शेष दो 'सॉफ्टफप' और 'हार्ड' को थोड़ा बाद में माना जाएगा।

-Mfpu ध्वज और VFP संस्करण

-Mfpu विकल्प, जैसा कि gcc ऑनलाइन प्रलेखन में लिखा गया है, आपको हार्डवेयर के प्रकार को निर्दिष्ट करने की अनुमति देता है और निम्नलिखित विकल्प ले सकता है:

'ऑटो', 'vfpv2', 'vfpv3', 'vfpv3-fp16', 'vfpv3-d16', 'vfpv3-d16-fp16', 'vfpv3xd', 'vfpv3xd-fp16', 'vonpv3-dp16' -fp16 ',' vfpv4 ',' vfpv4-d16 ',' fpv4-sp-d16 ',' neon-vfpv4 ',' fpv5-d16 ',' fpv5-sp-d16 ',' fp-armv8 ',' neon -fp-armv8 'और' crypto-neon-fp-armv8 '। और 'नियॉन' 'नियोन-वीएफवी 3' के समान है, और 'वीएफपी' 'वीएफपीवी 2' है।

मेरा संकलक (आर्म-एनी-ईबी-जीसीसी (15: 5.4.1 + svn241155-1) 5.4.1 20160919) थोड़ी अलग सूची बनाता है, लेकिन यह सार नहीं बदलता है। किसी भी मामले में, हमें यह समझने की आवश्यकता है कि यह या वह ध्वज संकलक को कैसे प्रभावित करता है, और निश्चित रूप से, ध्वज का उपयोग कब किया जाना चाहिए।

मैंने imx6 प्रोसेसर पर आधारित प्लेटफ़ॉर्म को समझना शुरू कर दिया, लेकिन हम इसे थोड़ी देर के लिए स्थगित कर देंगे, क्योंकि नियॉन कोप्रोसेसर में ऐसी विशेषताएं हैं कि मैं बाद में चर्चा करूंगा, और हम एक सरल मामले के साथ शुरू करेंगे - इंटीग्रेटर / सीपी प्लेटफॉर्म से,
मेरे पास बोर्ड नहीं है, इसलिए क्यूमू एमुलेटर पर डिबगिंग की गई। Qemu में, Interator / cp प्लेटफॉर्म ARM926EJ-S प्रोसेसर पर आधारित है, जो बदले में VFP9-S कोप्रोसेसर का समर्थन करता है। यह कोप्रोसेसर वेक्टर फ्लोटिंग-पॉइंट आर्किटेक्चर संस्करण 2 (VFPv2) का अनुपालन करता है। तदनुसार, आपको -mfpu = vfpv2 सेट करने की आवश्यकता है, लेकिन यह विकल्प मेरे कंपाइलर के विकल्पों की सूची में नहीं था। इंटरनेट पर, मुझे झंडे के साथ एक संकलन विकल्प मिला -mcpu = arm926ej-s -mfpu = vfpv3-d16, इसे स्थापित किया, और मेरे लिए संकलित सब कुछ। जब मैंने शुरुआत की, तो मुझे एक अपरिभाषित निर्देश अपवाद मिला , जो कि अनुमान के मुताबिक था, क्योंकि कोप्रोसेसर बंद कर दिया गया था।

कोप्रोसेसर को काम करने में सक्षम करने के लिए, आपको FPEXC रजिस्टर में EN बिट [30] सेट करने की आवश्यकता है। यह VMSR कमांड का उपयोग करके किया जाता है।

/* Enable FPU extensions */ asm volatile ("VMSR FPEXC, %0" : : "r" (1 << 30); 

वास्तव में, वीएमएसआर कमांड कोप्रोसेसर द्वारा संसाधित किया जाता है और एक अपवाद को फेंक देता है यदि कोपरोसेसर चालू नहीं होता है, लेकिन इस रजिस्टर तक पहुंचने से इसका कारण नहीं बनता है । सच है, दूसरों के विपरीत, इस रजिस्टर तक पहुंच केवल विशेषाधिकार प्राप्त मोड में संभव है ।

कोप्रोसेसर को काम करने की अनुमति देने के बाद, गणितीय कार्यों के लिए हमारे परीक्षण पास होने लगे। लेकिन जब मैंने अनुकूलन (-ओ 2) को चालू किया, तो पहले उल्लेखित अपरिभाषित अनुदेश अपवाद को उठाया गया था। और यह vmov निर्देश पर उत्पन्न हुआ जिसे पहले कोड में कहा गया था, लेकिन सफलतापूर्वक (बिना अपवाद के) निष्पादित किया गया था। अंत में, मैंने पृष्ठ के अंत में पाया कि वाक्यांश "निर्देश जो तत्काल स्थिरांक की प्रतिलिपि VFPv3 में उपलब्ध हैं" (अर्थात, स्थिरांक के साथ संचालन VFPv3 से शुरू होने का समर्थन किया जाता है)। और मैंने यह जांचने का फैसला किया कि मेरे एमुलेटर में कौन सा संस्करण जारी किया गया है। संस्करण एफपीएसआईडी रजिस्टर में दर्ज किया गया है। प्रलेखन से यह निम्नानुसार है कि रजिस्टर का मूल्य 0x41011090 होना चाहिए। यह वास्तुकला क्षेत्र [19..16] अर्थात VFPv2 में 1 से मेल खाती है। वास्तव में, स्टार्टअप पर एक प्रिंटआउट बनाने के बाद, मुझे यह मिल गया

  unit: initializing embox.arch.arm.fpu.vfp9_s: VPF info: Hardware FP support Implementer = 0x41 (ARM) Subarch: VFPv2 Part number = 0x10 Variant = 0x09 Revision = 0x00 

ध्यान से पढ़ने के बाद कि 'vfp' उर्फ ​​'vfpv2' है, मैंने सही ध्वज सेट किया, यह काम किया। उस पृष्ठ पर लौटते हुए जहां मैंने झंडे का संयोजन देखा -mcpu = arm926ej-s -mfpu = vfpv3-d16, मैं ध्यान देता हूं कि मैं पर्याप्त सावधान नहीं था, क्योंकि -mfloat-abi / झंडे की सूची में सॉफ्ट दिखाई देता है। यही है, इस मामले में कोई हार्डवेयर समर्थन नहीं है। अधिक सटीक रूप से, -mfpu केवल तभी मायने रखता है जब 'सॉफ्ट' के अलावा कोई मान mfloat-abi पर सेट हो।

कोडांतरक

यह असेंबलर के बारे में बात करने का समय है। आखिरकार, मुझे रनटाइम समर्थन करने की आवश्यकता थी, और उदाहरण के लिए, संकलक, ज़ाहिर है, संदर्भ स्विचिंग के बारे में नहीं जानता है।

रजिस्टरों

चलो रजिस्टरों के विवरण के साथ शुरू करते हैं। VFP आपको 32-बिट (s0..s31) और 64-बिट (d0..d15) फ्लोटिंग-पॉइंट नंबरों के साथ ऑपरेशन करने की अनुमति देता है। इन रजिस्टरों के बीच पत्राचार नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है।



Q0-Q15 पुराने संस्करणों से 128-बिट रजिस्टर हैं जो SIMD के साथ काम करने के लिए हैं, उनके बारे में और बाद में।

कमान प्रणाली

बेशक, सबसे अधिक बार VFP रजिस्टरों के साथ काम संकलक को दिया जाना चाहिए, लेकिन कम से कम आपको संदर्भ स्विच को मैन्युअल रूप से लिखना होगा। यदि आपके पास पहले से ही सामान्य-उद्देश्य रजिस्टर के साथ काम करने के लिए कोडांतरक निर्देशों के वाक्यविन्यास की अनुमानित समझ है, तो नए निर्देशों से निपटना मुश्किल नहीं होना चाहिए। सबसे अधिक बार, उपसर्ग "v" बस जोड़ा जाता है।

 vmov d0, r0, r1 /*  r0  r1, ..  d0 64 ,   r0-1  32 */ vmov r0, r1, d0 vadd d0, d1, d2 vldr d0, r0 vstm r0!, {d0-d15} vldm r0!, {d0-d15} 

और इसी तरह। आदेशों की एक पूरी सूची एआरएम वेबसाइट पर पाई जा सकती है।

और हां, वीएफपी संस्करण के बारे में मत भूलना ताकि ऊपर वर्णित की तरह कोई भी स्थिति न हो।

झंडा-मुफ़्लत-अबी 'सॉफ्टफ़प' और 'हार्ड'

वापस -mfloat-abi यदि आप दस्तावेज़ पढ़ते हैं, तो हम देखेंगे:

'सॉफ्टफप' हार्डवेयर फ्लोटिंग-पॉइंट निर्देशों का उपयोग करके कोड की पीढ़ी की अनुमति देता है, लेकिन फिर भी सॉफ्ट-फ्लोट कॉलिंग सम्मेलनों का उपयोग करता है। 'हार्ड' फ्लोटिंग-पॉइंट निर्देशों की पीढ़ी की अनुमति देता है और FPU- विशिष्ट कॉलिंग सम्मेलनों का उपयोग करता है।

यही है, हम एक समारोह में तर्क पारित करने के बारे में बात कर रहे हैं। लेकिन कम से कम यह मेरे लिए बहुत स्पष्ट नहीं था कि "सॉफ्ट-फ्लोट" और "एफपीयू-विशिष्ट" कॉलिंग सम्मेलनों में क्या अंतर है। यह मानते हुए कि हार्ड केस फ्लोटिंग पॉइंट रजिस्टरों का उपयोग करता है, और सॉफ्टफ्प केस पूर्णांक रजिस्टरों का उपयोग करता है, मुझे डेबियन विकी पर पुष्टि मिली। और हालांकि यह नीयन कॉपोरोसेसर्स के लिए है, लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। एक और दिलचस्प बात यह है कि सॉफ्टफप विकल्प के साथ, कंपाइलर हार्डवेयर समर्थन का उपयोग करने के लिए आवश्यक नहीं है:

"कंपाइलर स्मार्ट विकल्प चुन सकता है कि वह कब और क्यों चुनिंदा FPU प्रकार (-mfpu =) के आधार पर एमुलेटेड या वास्तविक FPU निर्देश उत्पन्न करता है"

बेहतर स्पष्टता के लिए, मैंने प्रयोग करने का फैसला किया, और बहुत आश्चर्यचकित हुआ, क्योंकि -O0 अनुकूलन बंद होने के साथ, अंतर बहुत मामूली था और उन जगहों पर लागू नहीं होता जहां फ्लोटिंग पॉइंट वास्तव में उपयोग किया जाता था। यह मानते हुए कि कंपाइलर केवल रजिस्टरों का उपयोग करने के बजाय स्टैक पर सब कुछ धक्का देता है, मैंने -O2 ऑप्टिमाइज़ेशन चालू किया और फिर से आश्चर्यचकित हो गया, क्योंकि अनुकूलन के साथ कंपाइलर ने हार्ड और सोफ्टवेयर दोनों विकल्पों के लिए हार्डवेयर फ्लोटिंग पॉइंट रजिस्टरों का उपयोग करना शुरू कर दिया और अंतर यह है कि कैसे और -O0 के मामले में यह बहुत महत्वहीन था। नतीजतन, खुद के लिए, मैंने इस तथ्य से समझाया कि संकलक इस तथ्य से जुड़ी समस्या को हल करता है कि यदि आप फ्लोटिंग-पॉइंट रजिस्टरों और पूर्णांक के बीच डेटा की प्रतिलिपि बनाते हैं, तो प्रदर्शन में काफी गिरावट आएगी। और संकलक, जब अनुकूलन, अपने निपटान में सभी संसाधनों का उपयोग करने के लिए शुरू होता है।

यह पूछे जाने पर कि कौन सा ध्वज 'सॉफ्टफप' या 'हार्ड' का उपयोग करता है, मैंने अपने लिए इस प्रकार उत्तर दिया: जहां भी पहले से ही 'सॉफ्टफैप' ध्वज संकलित किए गए हैं, आपको 'हार्ड' का उपयोग करना चाहिए। यदि कोई है, तो आपको 'सॉफ्टफप' का उपयोग करने की आवश्यकता है।

प्रसंग स्विच

चूंकि एमबॉक्स प्रीमिटिव मल्टीटास्किंग का समर्थन करता है, इसलिए रनटाइम में सही तरीके से काम करने के लिए, स्वाभाविक रूप से, संदर्भ स्विचिंग के कार्यान्वयन की आवश्यकता थी। इसके लिए, कोप्रोसेसर रजिस्टरों को सहेजना आवश्यक है। बारीकियों के एक जोड़े हैं। पहला: यह पता चला कि स्टैक ऑपरेशन फ्लोटिंग पॉइंट्स (vstm / vldm) के लिए कमांड करता है जो सभी मोड का समर्थन नहीं करता है । दूसरा: ये ऑपरेशन सोलह 64-बिट रजिस्टरों के साथ काम का समर्थन नहीं करते हैं। यदि आपको एक बार में अधिक रजिस्टरों को लोड करने / सहेजने की आवश्यकता है, तो आपको दो निर्देशों का उपयोग करने की आवश्यकता है।

मैं एक और छोटा अनुकूलन दूंगा। वास्तव में, प्रत्येक बार वीपीएफ रजिस्टरों के 256 बाइट्स को सहेजना और पुनर्स्थापित करना बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है (सामान्य उद्देश्य रजिस्टर केवल 64 बाइट्स पर कब्जा करते हैं, इसलिए अंतर महत्वपूर्ण है)। स्पष्ट अनुकूलन इन ऑपरेशनों को केवल तभी करेगा जब प्रक्रिया इन रजिस्टरों को सिद्धांत रूप में उपयोग करती है।

जैसा कि मैंने पहले ही उल्लेख किया है, जब वीएफपी कोप्रोसेसर को बंद कर दिया जाता है, इसी निर्देश को निष्पादित करने का प्रयास एक "अपरिभाषित निर्देश" अपवाद के रूप में होगा। इस अपवाद के हैंडलर में, आपको यह जांचने की आवश्यकता है कि अपवाद क्या है, और अगर यह वीपीएफ कोप्रोसेसर का उपयोग करने की बात है, तो प्रक्रिया को वीएफपी कोप्रोसेसर का उपयोग करके चिह्नित किया जाता है।

नतीजतन, संदर्भ में पहले से ही लिखे गए सेव / रिस्टोर को मैक्रोज़ के साथ सप्लीमेंट किया गया था

 #define ARM_FPU_CONTEXT_SAVE_INC(tmp, stack) \ vmrs tmp, FPEXC ; \ stmia stack!, {tmp}; \ ands tmp, tmp, #1<<30; \ beq fpu_out_save_inc; \ vstmia stack!, {d0-d15}; \ fpu_out_save_inc: #define ARM_FPU_CONTEXT_LOAD_INC(tmp, stack) \ ldmia stack!, {tmp}; \ vmsr FPEXC, tmp; \ ands tmp, tmp, #1<<30; \ beq fpu_out_load_inc; \ vldmia stack!, {d0-d15}; \ fpu_out_load_inc: 

फ्लोटिंग-पॉइंट परिस्थितियों में संदर्भ स्विचिंग ऑपरेशन की शुद्धता की जांच करने के लिए, हमने एक परीक्षण लिखा था जिसमें हम एक धागे में एक लूप में गुणा करते हैं और दूसरे में विभाजित करते हैं, फिर परिणामों की तुलना करते हैं।

 EMBOX_TEST_SUITE("FPU context consistency test. Must be compiled with -02"); #define TICK_COUNT 10 static float res_out[2][TICK_COUNT]; static void *fpu_context_thr1_hnd(void *arg) { float res = 1.0f; int i; for (i = 0; i < TICK_COUNT; ) { res_out[0][i] = res; if (i == 0 || res_out[1][i - 1] > 0) { i++; } if (res > 0.000001f) { res /= 1.01f; } sleep(0); } return NULL; } static void *fpu_context_thr2_hnd(void *arg) { float res = 1.0f; int i = 0; for (i = 0; i < TICK_COUNT; ) { res_out[1][i] = res; if (res_out[0][i] != 0) { i++; } if (res < 1000000.f) { res *= 1.01f; } sleep(0); } return NULL; } TEST_CASE("Test FPU context consistency") { pthread_t threads[2]; pthread_t tid = 0; int status; status = pthread_create(&threads[0], NULL, fpu_context_thr1_hnd, &tid); if (status != 0) { test_assert(0); } status = pthread_create(&threads[1], NULL, fpu_context_thr2_hnd, &tid); if (status != 0) { test_assert(0); } pthread_join(threads[0], (void**)&status); pthread_join(threads[1], (void**)&status); test_assert(res_out[0][0] != 0 && res_out[1][0] != 0); for (int i = 1; i < TICK_COUNT; i++) { test_assert(res_out[0][i] < res_out[0][i - 1]); test_assert(res_out[1][i] > res_out[1][i - 1]); } } 

अनुकूलन के बंद होने पर परीक्षण सफलतापूर्वक पारित हो गया, इसलिए हमने परीक्षण विवरण में संकेत दिया कि इसे अनुकूलन, EMBOX_TEST_SUITE ("FPU संदर्भ संगतता परीक्षण। -02 के साथ संकलित किया जाना चाहिए") के साथ संकलित किया जाना चाहिए। हालांकि हम जानते हैं कि परीक्षणों को इस पर भरोसा नहीं करना चाहिए।

सह-प्रोसेसर नीयन और SIMD

यह बताने का समय है कि मैंने imx6 के बारे में कहानी क्यों स्थगित की है। तथ्य यह है कि यह कॉर्टेक्स-ए 9 कोर पर आधारित है और इसमें अधिक उन्नत नीयन कोप्रोसेसर (https://developer.arm.com/technologies/neon) शामिल हैं। NEON न केवल VFPv3 है, बल्कि यह एक SIMD कॉपीरोसेसर भी है। VFP और नीयन समान रजिस्टरों का उपयोग करते हैं। VFP ऑपरेशन के लिए 32-बिट और 64-बिट रजिस्टर का उपयोग करता है, और NEON 64-बिट और 128-बिट रजिस्टरों का उपयोग करता है, बाद वाले को Q0-Q16 नामित किया गया था। पूर्णांक मानों और फ़्लोटिंग-पॉइंट नंबरों के अलावा, NEON 16 वीं या 8 वीं डिग्री मोडुलो 2 की बहुपद रिंग के साथ भी काम करने में सक्षम है।

NEON के लिए vfp मोड, disassembled vfp9-s coprocessor से लगभग अलग नहीं है। बेशक, बेहतर अनुकूलन के लिए -ffv3 या vfpv3-d32 विकल्पों को निर्दिष्ट करना बेहतर है, क्योंकि इसमें 32 64-बिट रजिस्टर हैं। और कोप्रोसेसर को सक्षम करने के लिए, आपको c10 और c11 कोप्रोसेसर तक पहुँच प्रदान करनी होगी। यह कमांड का उपयोग करके किया जाता है

 /* Allow access to c10 & c11 coprocessors */ asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c1, c0, 2" : "=r" (val) :); val |= 0xf << 20; asm volatile ("mcr p15, 0, %0, c1, c0, 2" : : "r" (val)); 

लेकिन अन्य बुनियादी अंतर नहीं हैं।

एक और बात अगर आप -mfpu = नियॉन निर्दिष्ट करते हैं, तो इस स्थिति में कंपाइलर SIMD निर्देशों का उपयोग कर सकता है।

C में SIMD का उपयोग करना

<< रजिस्टर >> मूल्यों को मैन्युअल रूप से रजिस्टर करने के लिए, आप "arm_neon.h" को शामिल कर सकते हैं और संबंधित डेटा प्रकारों का उपयोग कर सकते हैं:
float32x4_t चार 32-बिट के लिए एक रजिस्टर में, 8 8-बिट पूर्णांक के लिए uint8x8_t और इतने पर। एकल मान तक पहुँचने के लिए, हम इसे एक सरणी, जोड़, गुणा, असाइनमेंट, आदि के रूप में संदर्भित करते हैं। सामान्य चर के लिए, उदाहरण के लिए:

 uint32x4_t a = {1, 2, 3, 4}, b = {5, 6, 7, 8}; uint32x4_t c = a * b; printf(“Result=[%d, %d, %d, %d]\n”, c[0], c[1], c[2], c[3]); 

बेशक, स्वचालित वैश्वीकरण का उपयोग करना आसान है। स्वचालित वैश्वीकरण के लिए, जीसीसी में -ftree-वेक्टराइज ध्वज जोड़ें।

 void simd_test() { int a[LEN], b[LEN], c[LEN]; for (int i = 0; i < LEN; i++) { a[i] = i; b[i] = LEN - i; } for (int i = 0; i < LEN; i++) { c[i] = a[i] + b[i]; } for (int i = 0; i < LEN; i++) { printf("c[i] = %d\n", c[i]); } } 

अतिरिक्त लूप निम्न कोड उत्पन्न करता है:

 600059a0: f4610adf vld1.64 {d16-d17}, [r1 :64] 600059a4: e2833010 add r3, r3, #16 600059a8: e28d0a03 add r0, sp, #12288 ; 0x3000 600059ac: e2811010 add r1, r1, #16 600059b0: f4622adf vld1.64 {d18-d19}, [r2 :64] 600059b4: e2822010 add r2, r2, #16 600059b8: f26008e2 vadd.i32 q8, q8, q9 600059bc: ed430b04 vstr d16, [r3, #-16] 600059c0: ed431b02 vstr d17, [r3, #-8] 600059c4: e1530000 cmp r3, r0 600059c8: 1afffff4 bne 600059a0 <foo+0x58> 600059cc: e28d5dbf add r5, sp, #12224 ; 0x2fc0 600059d0: e2444004 sub r4, r4, #4 600059d4: e285503c add r5, r5, #60 ; 0x3c 

समानांतर कोड के लिए परीक्षण करने के बाद, हमने पाया कि लूप में सरल जोड़, बशर्ते कि चर स्वतंत्र हों, त्वरण को 7 गुना अधिक देता है। इसके अलावा, हमने यह देखने का फैसला किया कि वास्तविक कार्यों को कितना समानांतर प्रभावित करता है, MESA3d को अपने सॉफ्टवेयर अनुकरण के साथ लिया और विभिन्न झंडे के साथ एफपीएस की संख्या को मापा, हमें 2 फ्रेम प्रति सेकंड (15 बनाम 13) का लाभ मिला, अर्थात त्वरण लगभग 15-20% है। ।

मैं NEON कमांड का उपयोग करके त्वरण का एक और उदाहरण दूंगा , हमारा नहीं, बल्कि ARM से।

मेमोरी को कॉपी करना सामान्य से 50 प्रतिशत अधिक तेज है। असेंबलर में सही उदाहरण हैं।

सामान्य प्रतिलिपि चक्र:

 WordCopy LDR r3, [r1], #4 STR r3, [r0], #4 SUBS r2, r2, #4 BGE WordCopy 

नियॉन कमांड और रजिस्टरों के साथ लूप:

 NEONCopyPLD PLD [r1, #0xC0] VLDM r1!,{d0-d7} VSTM r0!,{d0-d7} SUBS r2,r2,#0x40 BGE NEONCopyPLD 

यह स्पष्ट है कि 64 बाइट्स द्वारा कॉपी करना 4 बाइट्स की तुलना में तेज़ है, और इस तरह की कॉपी 10% की वृद्धि देगी, लेकिन शेष 40% कॉपीप्रोसेसर का काम देती है।

कॉर्टेक्स-एम

कोर्टेक्स-एम में एफपीयू के साथ काम करना ऊपर वर्णित एक से बहुत अलग नहीं है। उदाहरण के लिए, यह है कि उपरोक्त मैक्रो fpu-shny संदर्भ को बचाने के लिए कैसे दिखता है

 #define ARM_FPU_CONTEXT_SAVE_INC(tmp, stack) \ ldr tmp, =CPACR; \ ldr tmp, [tmp]; \ tst tmp, #0xF00000; \ beq fpu_out_save_inc; \ vstmia stack!, {s0-s31}; fpu_out_save_inc: 

इसके अलावा, vstmia कमांड केवल रजिस्टरों s0-s31 का उपयोग करता है और कंट्रोल रजिस्टरों को अलग तरीके से एक्सेस किया जाता है। इसलिए, मैं बहुत अधिक विस्तार में नहीं जाऊंगा, मैं केवल अलग-अलग व्याख्या करूंगा। तो, हमने इसके लिए क्रमशः कोर्टेक्स- एम 7 के साथ एसटीएम 32 एफ 7 डिस्कोवरी का समर्थन किया, हमें क्रमशः एमएफपीयू = fpv5-sp-d16 झंडा सेट करने की आवश्यकता है। कृपया ध्यान दें कि मोबाइल संस्करणों में, आपको कोप्रोसेसर संस्करण पर अधिक बारीकी से देखने की आवश्यकता है, क्योंकि एक ही कोर्टेक्स-एम के पास अलग-अलग विकल्प हो सकते हैं। इसलिए, यदि आपका विकल्प दोहरी सटीकता के साथ नहीं है, लेकिन एकल के साथ, तो D0-D16 रजिस्टर नहीं हो सकता है, जैसा कि हमारे पास stm32f4discovery है , यही कारण है कि रजिस्टरों के साथ S0-S31 का उपयोग किया जाता है। इस नियंत्रक के लिए हम -mfpu = fpv4-sp-d16 का उपयोग करते हैं।

मुख्य अंतर नियंत्रक के नियंत्रण रजिस्टरों तक पहुंच है, वे सीधे मुख्य कोर के पता स्थान में स्थित हैं, और विभिन्न प्रकारों के लिए वे कोर्टेक्स-एम 7 के लिए अलग - अलग कोर्टेक्स-एम 4 हैं ।

निष्कर्ष

इस पर मैं एआरएम के लिए फ्लोटिंग पॉइंट के बारे में अपनी छोटी कहानी समाप्त करूंगा। मैं ध्यान देता हूं कि आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर न केवल नियंत्रण के लिए, बल्कि सिग्नल या विभिन्न प्रकार की मल्टीमीडिया जानकारी के लिए भी बहुत शक्तिशाली और उपयुक्त हैं। इस सभी शक्ति का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, आपको यह समझने की आवश्यकता है कि यह कैसे काम करता है। मुझे उम्मीद है कि इस लेख ने इसे थोड़ा बेहतर बनाने में मदद की।