Méthodes de configuration courantes pour l'optimisation des assemblages ARM embarqués à l'aide de GCC sous Linux

Méthodes de configuration courantes pour l'utilisation de GCC pour l'optimisation des assemblages ARM embarqués sous Linux

Introduction :
Dans les systèmes embarqués, les processeurs de l'architecture ARM doivent souvent être optimisés efficacement pour répondre aux contraintes de performances et de ressources en temps réel. Le langage assembleur est un langage qui peut contrôler directement le matériel pour certains algorithmes clés, l'utilisation de l'assembleur peut considérablement améliorer les performances. Cet article présentera les méthodes de configuration courantes pour utiliser GCC afin d'optimiser l'assemblage ARM intégré dans un environnement Linux et donnera des exemples de code pertinents.

1. Écrire le code d'assemblage ARM
Le compilateur GCC prend en charge l'assemblage intégré. Nous pouvons intégrer le code d'assemblage ARM dans le code C pour optimiser les performances des fonctions clés. Tout d’abord, nous devons écrire le code assembleur ARM.

Ce qui suit est un exemple montrant comment utiliser l'assemblage ARM pour implémenter une multiplication rapide :

.global fast_multiply
fast_multiply:
    LDR r0, [r0]       @ load the first operand into r0
    LDR r1, [r1]       @ load the second operand into r1
    MUL r0, r0, r1     @ multiply the two operands
    BX  lr             @ return the result

Le code ci-dessus multiplie deux nombres et renvoie le résultat.

2. Intégration de l'assemblage ARM dans le code C
Le compilateur GCC fournit la fonctionnalité d'assemblage en ligne, qui peut directement intégrer l'assemblage ARM dans le code C. L'exemple suivant montre comment intégrer la fonction de multiplication rapide ci-dessus dans le code C :

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int result;

    asm volatile (
        "ldr r0, [%1]
"    // load the first operand into r0
        "ldr r1, [%2]
"    // load the second operand into r1
        "bl fast_multiply
"// call the fast_multiply function
        "mov %0, r0"        // save the result to "result"
        :
        :"r" (result), "r" (&a), "r" (&b)
        :"r0", "r1"         // clobbered registers
    );

    printf("Result: %d
", result);

    return 0;
}

Le code ci-dessus multiplie deux nombres et enregistre le résultat dans la variable result.

3. Configuration de la compilation
Lors de l'utilisation de GCC pour optimiser l'assemblage ARM sous Linux, la configuration de compilation correspondante est requise. Voici quelques méthodes de configuration courantes :

1. Sélectionnez l'architecture ARM : Tout d'abord, nous devons spécifier le compilateur GCC pour utiliser l'architecture ARM. Vous pouvez utiliser l'option -march pour spécifier l'architecture du processeur ARM, par exemple :

$ gcc -march=armv7-a -c main.c

2. Activer l'optimisation : le compilateur GCC fournit une multitude d'options d'optimisation qui peuvent permettre l'optimisation de l'assemblage ARM au moment de la compilation. Utilisez l'option -O pour activer un certain degré d'optimisation, par exemple :

$ gcc -O2 -march=armv7-a -c main.c

3. Désactivez les opérations en virgule flottante : pour certains systèmes embarqués, il peut ne pas y avoir d'unité d'opération en virgule flottante, vous devez donc spécifier le compilateur ne pas utiliser d'opérations à virgule flottante. Vous pouvez utiliser les options -mfpu et -mfloat-abi, par exemple :

$ gcc -march=armv7-a -mfpu=none -mfloat-abi=softfp -c main.c

IV Exemple d'optimisation d'assemblage
Ce qui suit est un exemple de code qui montre comment intégrer l'assembly ARM dans le code C et l'optimiser. it :

#include 

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int result;

    asm volatile (
        "ldr r0, [%1]
"    // load the first operand into r0
        "ldr r1, [%2]
"    // load the second operand into r1
        "bl fast_multiply
"// call the fast_multiply function
        "mov %0, r0"        // save the result to "result"
        :
        :"r" (result), "r" (&a), "r" (&b)
        :"r0", "r1"         // clobbered registers
    );

    printf("Result: %d
", result);

    return 0;
}

.global fast_multiply
fast_multiply:
    LDR r0, [r0]       // load the first operand into r0
    LDR r1, [r1]       // load the second operand into r1
    MUL r0, r0, r1     // multiply the two operands
    BX  lr             // return the result

Le code ci-dessus combine deux multiplications de nombres et renvoie le résultat.

Conclusion :
Cet article présente les méthodes de configuration courantes pour l'utilisation de GCC pour l'optimisation des assemblages ARM embarqués dans un environnement Linux et donne des exemples de code pertinents. En utilisant la fonctionnalité d'assemblage en ligne du compilateur GCC, nous pouvons intégrer l'assemblage ARM dans le code C pour obtenir une optimisation efficace de l'architecture ARM. Ces optimisations peuvent améliorer considérablement les performances et l’efficacité des systèmes embarqués.

Référence :

1. GNU Compiler Collection (GCC) - Utilisation de la GNU Compiler Collection (GCC), https://gcc.gnu.org/onlinedocs/
2. ARM Limited - Manuel de référence de l'architecture ARM, https:// développeur .arm.com/documentation/ddi0487/latest/

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