ARM Cortex M 的 gcc 没有 FPU 支持吗？

如何解决ARM Cortex M 的 gcc 没有 FPU 支持吗？

我在使用 gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major 编译的一个众所周知的基准测试中有以下函数：

#include <unistd.h>

double b[1000],c[1000];

void tuned_STREAM_Scale(double scalar)
{
    ssize_t j;
    for (j = 0; j < 1000; j++)
        b[j] = scalar* c[j];
}

我正在使用以下编译器选项：

arm-none-eabi-gcc -O3 -mcpu=cortex-m7 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv5-sp-d16 -c test.c

但是，如果我检查编译后的代码，编译器似乎无法使用基本的 FPU 乘法指令，而仅使用 __aeabi_dmul 中的 libgcc 函数（但是我们可以看到 FPU {{ 1}} 使用）：

vmov

如果与其他编译器相比，代码效率更高：

00000000 <tuned_STREAM_Scale>:
   0:   e92d 41f0       stmdb   sp!,{r4,r5,r6,r7,r8,lr}
   4:   4c08            ldr     r4,[pc,#32]   ; (28 <tuned_STREAM_Scale+0x28>)
   6:   4d09            ldr     r5,#36]   ; (2c <tuned_STREAM_Scale+0x2c>)
   8:   f504 58fa       add.w   r8,r4,#8000   ; 0x1f40
   c:   ec57 6b10       vmov    r6,d0
  10:   e8f4 0102       ldrd    r0,r1,[r4],#8
  14:   4632            mov     r2,r6
  16:   463b            mov     r3,r7
  18:   f7ff fffe       bl      0 <__aeabi_dmul>
  1c:   4544            cmp     r4,r8
  1e:   e8e5 0102       strd    r0,[r5],#8
  22:   d1f5            bne.n   10 <tuned_STREAM_Scale+0x10>
  24:   e8bd 81f0       ldmia.w sp!,pc}

如果我根据 cpu 或 FPU 选项检查 gcc 包内部的各种 00000000 <tuned_STREAM_Scale>: 0: 4808 ldr r0,#32] ; (24 <tuned_STREAM_Scale+0x24>) 2: b580 push {r7,lr} 4: 4b06 ldr r3,#24] ; (20 <tuned_STREAM_Scale+0x20>) 6: 27c8 movs r7,#200 ; 0xc8 8: c806 ldmia r0!,{r1,r2} a: ec42 1b11 vmov d1,r2 e: ee20 1b01 vmul.f64 d1,d0,d1 12: 1e7f subs r7,#1 14: ec52 1b11 vmov r1,r2,d1 18: c306 stmia r3!,r2} 1a: d1f5 bne.n 8 <tuned_STREAM_Scale+0x8> 1c: bd80 pop {r7,pc} 目标文件，我在 libgcc 或任何其他函数中找不到任何 FPU 指令。

我觉得很奇怪 gcc 不能使用基本的 FPU 乘法，而且我在任何文档或自述文件中都找不到这个限制，所以我想知道我是否做错了什么。我检查了旧的 gcc 版本，但仍然有这个问题。是因为 gcc 还是 ARM 编译的二进制文件？

解决方法

线索就在您已经发布的编译器选项中：

-mfpu=fpv5-sp-d16 "sp" 表示单精度。

您告诉它不要生成硬件双指令，这对于大多数 Cortex-M7 处理器来说是正确的，因为它们无法执行它们。如果您有 M7，那么您需要设置正确的 fpu 参数。