Optimization clang/LLVM ARM ABI，非易失性寄存器被销毁

我试图使用clang/llvm作为armcortex-m的交叉编译器

基于一个/一些LLVM页面，这就是我构建工具链的方式

rm -rf /opt/llvm/llvm10armv6m
rm -rf llvm-project
git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
cd llvm-project
git checkout llvmorg-10.0.0
mkdir build
cd build
cmake -DLLVM_ENABLE_PROJECTS='clang;lld' -DCMAKE_CROSSCOMPILING=True -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/llvm/llvm10armv6m -DLLVM_DEFAULT_TARGET_TRIPLE=armv6m-none-eabi -DLLVM_TARGET_ARCH=ARM -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD=ARM -G "Unix Makefiles" ../llvm
make -j 8
make -j 4
make
sudo make install

测试c

void fun ( unsigned int, unsigned int );
int test ( void )
{
    unsigned int ra;
    unsigned int rx;

    for(rx=0;;rx++)
    {
        ra=rx;
        ra|=((~rx)&0xFF)<<16;
        fun(0x12345678,ra);
    }
    return(0);
}

clang -Wall -O2 -nostdlib -ffreestanding -fomit-frame-pointer -c test.c -o test.o
arm-none-eabi-objdump -D test.o


Disassembly of section .text:

00000000 <test>:
   0:   20ff        movs    r0, #255    ; 0xff
   2:   0405        lsls    r5, r0, #16
   4:   2600        movs    r6, #0
   6:   4c06        ldr r4, [pc, #24]   ; (20 <test+0x20>)
   8:   4637        mov r7, r6
   a:   4629        mov r1, r5
   c:   43b1        bics    r1, r6
   e:   4339        orrs    r1, r7
  10:   4620        mov r0, r4
  12:   f7ff fffe   bl  0 <fun>
  16:   2001        movs    r0, #1
  18:   0400        lsls    r0, r0, #16
  1a:   1836        adds    r6, r6, r0
  1c:   1c7f        adds    r7, r7, #1
  1e:   e7f4        b.n a <test+0xa>
  20:   12345678    eorsne  r5, r4, #120, 12    ; 0x7800000

没有任何改善

00000000 <test>:
   0:   b580        push    {r7, lr}
   2:   af00        add r7, sp, #0
   4:   20ff        movs    r0, #255    ; 0xff
   6:   0405        lsls    r5, r0, #16
   8:   2400        movs    r4, #0
   a:   4626        mov r6, r4
   c:   4629        mov r1, r5
   e:   43a1        bics    r1, r4
  10:   4331        orrs    r1, r6
  12:   4804        ldr r0, [pc, #16]   ; (24 <test+0x24>)
  14:   f7ff fffe   bl  0 <fun>
  18:   2001        movs    r0, #1
  1a:   0400        lsls    r0, r0, #16
  1c:   1824        adds    r4, r4, r0
  1e:   1c76        adds    r6, r6, #1
  20:   e7f4        b.n c <test+0xc>
  22:   46c0        nop         ; (mov r8, r8)
  24:   12345678    eorsne  r5, r4, #120, 12    ; 0x7800000

但是如果我用一个通用的apt/llvm

clang -Wall -O2 -nostdlib -ffreestanding -fomit-frame-pointer -target armv6m-none-gnueabi -mthumb -mcpu=cortex-m0 -c test.c -o test.o
arm-none-eabi-objdump -D test.o

Disassembly of section .text:

00000000 <test>:
   0:   b5f0        push    {r4, r5, r6, r7, lr}
   2:   b081        sub sp, #4
   4:   20ff        movs    r0, #255    ; 0xff
   6:   0405        lsls    r5, r0, #16
   8:   2600        movs    r6, #0
   a:   4c06        ldr r4, [pc, #24]   ; (24 <test+0x24>)
   c:   4637        mov r7, r6
   e:   4629        mov r1, r5
  10:   43b1        bics    r1, r6
  12:   4339        orrs    r1, r7
  14:   4620        mov r0, r4
  16:   f7ff fffe   bl  0 <fun>
  1a:   2001        movs    r0, #1
  1c:   0400        lsls    r0, r0, #16
  1e:   1836        adds    r6, r6, r0
  20:   1c7f        adds    r7, r7, #1
  22:   e7f4        b.n e <test+0xe>
  24:   12345678    eorsne  r5, r4, #120, 12    ; 0x7800000

显然不需要tbl gen的东西。理论上，-G Unix Makefiles应该允许并行构建Makefiles，但我确实有一个问题。有一两个地方它能工作，但有一个地方它不能，它必须一次又一次地运行，或者最终连续运行。因此，最终的结果是这样的

随着版本的发布，二进制文件明显更小，而不是几十GB，整个安装的二进制文件大小大约为1.5 GB

---

我不认为构建速度更快。与1990年代的GCC相比，持续时间仍然合适。

P>答案很简单：你的功能永远不会返回。因此，保存/恢复被叫方保存的寄存器没有任何意义

如果更改源以允许函数终止，如下所示：

void fun ( unsigned int, unsigned int );
unsigned bar();
int test ( void )
{
    unsigned int ra;
    unsigned int rx;

    for(rx=0;rx<bar();rx++)
    {
        ra=rx;
        ra|=((~rx)&0xFF)<<16;
        fun(0x12345678,ra);
    }
    return(0);
}

void fun（无符号整数，无符号整数）；
无符号条（）；
内部测试（无效）
{
无符号整数ra；
无符号整数rx；
对于（rx=0；rxDOH这太有趣了，我数不出多少年了，我没有看到我使用的编译器这么做，如果你删除了返回，例如有些人抱怨没有从函数中返回，那么有些人甚至会检测到这一点，并抱怨返回是无法访问的代码。谢谢，我可能会删除这一点，这太微不足道了，我错过了它…将尝试发布模式，多亏了这一点，这是我将要研究的东西还解释了为什么llvm二进制文件比gnuUnix Makefiles小-用于生成与make兼容的并行Makefiles…嗯，我在一台机器上失败了。因此多次运行make…有趣的是，交叉编译确实推动了寄存器，所以，也许这是一个不应该出现的问题。
00000000 <test>:
   0:   b580        push    {r7, lr}
   2:   b082        sub sp, #8
   4:   2000        movs    r0, #0
   6:   9000        str r0, [sp, #0]
   8:   e7ff        b.n a <test+0xa>
   a:   9800        ldr r0, [sp, #0]
   c:   9001        str r0, [sp, #4]
   e:   4668        mov r0, sp
  10:   7800        ldrb    r0, [r0, #0]
  12:   21ff        movs    r1, #255    ; 0xff
  14:   4048        eors    r0, r1
  16:   0400        lsls    r0, r0, #16
  18:   9901        ldr r1, [sp, #4]
  1a:   4301        orrs    r1, r0
  1c:   9101        str r1, [sp, #4]
  1e:   9901        ldr r1, [sp, #4]
  20:   4803        ldr r0, [pc, #12]   ; (30 <test+0x30>)
  22:   f7ff fffe   bl  0 <fun>
  26:   e7ff        b.n 28 <test+0x28>
  28:   9800        ldr r0, [sp, #0]
  2a:   1c40        adds    r0, r0, #1
  2c:   9000        str r0, [sp, #0]
  2e:   e7ec        b.n a <test+0xa>
  30:   12345678    eorsne  r5, r4, #120, 12    ; 0x7800000

The CMake options you need to add are:

-DCMAKE_CROSSCOMPILING=True
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=<install-dir>
-DLLVM_TABLEGEN=<path-to-host-bin>/llvm-tblgen
-DCLANG_TABLEGEN=<path-to-host-bin>/clang-tblgen
-DLLVM_DEFAULT_TARGET_TRIPLE=arm-linux-gnueabihf
-DLLVM_TARGET_ARCH=ARM
-DLLVM_TARGETS_TO_BUILD=ARM

export THEPLACE=/opt/llvm/llvm10armv6m
export THETARGET=armv6m-none-eabi

rm -rf $THEPLACE
rm -rf llvm-project
git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git
cd llvm-project
git checkout llvmorg-10.0.0
mkdir build
cd build
cmake \
-DLLVM_ENABLE_PROJECTS='clang;lld' \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
-DCMAKE_CROSSCOMPILING=True \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$THEPLACE \
-DLLVM_DEFAULT_TARGET_TRIPLE=$THETARGET \
-DLLVM_TARGET_ARCH=ARM \
-DLLVM_TARGETS_TO_BUILD=ARM \
-G "Unix Makefiles" \
../llvm

make -j 8
make -j 4
make
sudo make install

void fun ( unsigned int, unsigned int );
unsigned bar();
int test ( void )
{
    unsigned int ra;
    unsigned int rx;

    for(rx=0;rx<bar();rx++)
    {
        ra=rx;
        ra|=((~rx)&0xFF)<<16;
        fun(0x12345678,ra);
    }
    return(0);
}