コグノスケ

STATIONflowランク20

目次: ゲーム

ゲーム進行的に1つの区切りと思われる、ランク20を超えました。駅が広くなるとちょっと困った現象が発生します。

現象としては終電が出た後に、極端に評価値が下がります。仕組みはこんな感じ。

• 終電が出る
• 電車を目的地にしていた客の目的地がなくなる
• 目的地がなくなった客が目的地を変える
• 偶然にも遠い目的地を選んだ客は長距離歩く羽目になる
• 評価値が下がる

この問題は常に発生していて、序盤は駅が狭いのと人が少ないので問題ありませんが、終盤は一気に1,000〜2,000人規模で目的地の切り替えが発生して、最終の評価値に影響するほど下がることがあります。

STATIONflow終電前

STATIONflow終電後、評価値が下がっていく

終電の時間は固定で、プレーヤーの努力でどうすることもできません。理不尽だ……。

GCCを調べる - その12-2 - ベクトル命令の出力（define_insn追加編）

目次: GCC

前回（2020年5月25日の日記参照）にてdefine_insnを追加しましたが、エラーが出ました。引き続きエラーを見ます。

// gcc/config/riscv/riscv.c

/* Return the appropriate instructions to move SRC into DEST.  Assume
   that SRC is operand 1 and DEST is operand 0.  */

const char *
riscv_output_move (rtx dest, rtx src)
{
  enum rtx_code dest_code, src_code;
  machine_mode mode;
  bool dbl_p;

...

  if (dest_code == REG && FP_REG_P (REGNO (dest)))
    {
      if (src_code == MEM)
	return dbl_p ? "fld\t%0,%1" : "flw\t%0,%1";
    }
  gcc_unreachable ();    //★★ここに到達している
}

RTLに対応するアセンブラを出力する場所のようです。ベクトル型には当然対応していません。ひとまず浮動小数点のムーブ、ロード、ストアを真似して追加します。

// gcc/config/riscv/riscv.c

/* Return the appropriate instructions to move SRC into DEST.  Assume
   that SRC is operand 1 and DEST is operand 0.  */

const char *
riscv_output_move (rtx dest, rtx src)
{
  enum rtx_code dest_code, src_code;
  machine_mode mode;
  bool dbl_p;

...

  if (src_code == REG && VP_REG_P (REGNO (src)))
    {
      if (dest_code == REG && VP_REG_P (REGNO (dest)))
        return "vmv.v\t%0,%1";    //★★ムーブ
      if (dest_code == MEM)
	return "vsw.v\t%1,%0";    //★★ストア
    }
  if (dest_code == REG && VP_REG_P (REGNO (dest)))
    {
      if (src_code == MEM)
        return "vlw.v\t%0,%1";    //★★ロード
    }
  gcc_unreachable ();
}

やっとエラーが出なくなりました。本当に長かったです。

typedef int __v64si __attribute__((__vector_size__(256)));
 
void _start()
{
	int b[100];
	__v64si v1;

	__asm__ volatile ("vlw.v %0, %1\n" : "=&v"(v1) : "A"(b[10]));
}

$ riscv32-unknown-elf-gcc -Wall -march=rv32gcv b.c  -O0 -nostdlib -g

$ riscv32-unknown-elf-objdump -drS a.out

...

        __asm__ volatile ("vlw.v %0, %1\n" : "=&v"(v1) : "A"(b[10]));
   10076:       e8840713                addi    a4,s0,-376
   1007a:       12076007                vlw.v   v0,(a4)
   1007e:       0207e027                vsw.v   v0,(a5)
}
   10082:       0001                    nop
   10084:       3ac12403                lw      s0,940(sp)
   10088:       3b010113                addi    sp,sp,944
   1008c:       8082                    ret

それらしいバイナリも出力されています。

冒険はまだ続く

ベクトルレジスタが1つしか使用されていなくて寂しいので、サンプルコードを変更してvlw.vを複数書きます。するとまたエラーが出ます。

typedef int __v64si __attribute__((__vector_size__(256)));
 
void _start()
{
	int b[100];
	__v64si v1, v2;

	__asm__ volatile ("vlw.v %0, %1\n" : "=&v"(v1) : "A"(b[10]));
	__asm__ volatile ("vlw.v %0, %1\n" : "=&v"(v2) : "A"(b[20]));
}

$ riscv32-unknown-elf-gcc -Wall -march=rv32gcv b.c  -O0 -nostdlib -g

/tmp/ccsg5iId.s: Assembler messages:
/tmp/ccsg5iId.s:38: Error: illegal operands `vsw.v v0,256(a5)'

コンパイラはエラーを出していませんが、アセンブラがエラーを出しています。どうも変なオペランドが出力されているようです。うーん、惜しい。アセンブラを見ると、

...

        .loc 1 8 2
        addi    a4,s0,-376
 #APP
# 8 "b.c" 1
        vlw.v v0, 0(a4)

# 0 "" 2
 #NO_APP
        vsw.v   v0,256(a5)    #★★この命令でエラー（オフセットを使っている）
        .loc 1 9 2
        addi    a4,s0,-336
 #APP
# 9 "b.c" 1
        vlw.v v0, 0(a4)

# 0 "" 2
 #NO_APP
        vsw.v   v0,0(a5)    #★★この命令はOK（オフセットを使っていない）
        .loc 1 10 1
        nop
        lw      s0,1196(sp)

...

スカラ演算用のlw, sw命令とオペランドの制約が異なり、vlw.v, vsw.v命令はオフセット付きアドレスをオペランドに取れません。コンパイラはオフセット付きアドレスをオペランドに出力しないように抑制する必要があります。続きはまた今度。

GCCを調べる - その12-1 - 続、オプションO0のエラー調査（define_insn追加編）

目次: GCC

引き続き、ベクトル型を使用する際の下記の問題に取り組みます。

• 最適化オプションをO0にするとコンパイラがinternal errorを出す

前回（2020年5月22日の日記、2020年5月23日の日記、2020年5月24日の日記参照）にてdefine_expandを追加し、Internal compile error: maximum number of generated reload insns per insn achieved (90) は出なくなりましたが、別のエラーが出ました。

b.c: In function '_start':
b.c:25:1: error: unrecognizable insn:
   25 | }
      | ^
(insn 10 11 0 2 (set (mem/c:V64SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S256 A2048])
        (reg:V64SI 109 [ v1 ])) "b.c":7:2 -1
     (nil))
during RTL pass: vregs
dump file: b.c.237r.vregs
b.c:25:1: internal compiler error: in extract_insn, at recog.c:2294

エラーの起きている箇所はvregというパスで、RTLのパスでは2番目（expandの次）です。序盤のパスですし、変なRTLが後ろのパスに伝わって意味不明なエラー、というケースではなさそうです。素直にエラーが出ている箇所を見ます。

// gcc/recog.c

void
extract_insn (rtx_insn *insn)
{
  int i;
  int icode;
  int noperands;
  rtx body = PATTERN (insn);

...

  switch (GET_CODE (body))
    {

...

    case SET:
      if (GET_CODE (SET_SRC (body)) == ASM_OPERANDS)
	goto asm_insn;
      else
	goto normal_insn;  //★★ここにきて、ジャンプ

...

    default:
    normal_insn:
      /* Ordinary insn: recognize it, get the operands via insn_extract
	 and get the constraints.  */

      icode = recog_memoized (insn);
      if (icode < 0)
	fatal_insn_not_found (insn);  //★★ここでエラー

...


// gcc/recog.h

/* Try recognizing the instruction INSN,
   and return the code number that results.
   Remember the code so that repeated calls do not
   need to spend the time for actual rerecognition.

   This function is the normal interface to instruction recognition.
   The automatically-generated function `recog' is normally called
   through this one.  */

static inline int
recog_memoized (rtx_insn *insn)
{
  if (INSN_CODE (insn) < 0)
    INSN_CODE (insn) = recog (PATTERN (insn), insn, 0);
  return INSN_CODE (insn);
}

// ★★PATTERN(insn) はinsn->u.fld[3]->rt_rtxを返す。

PATTERN() の3という数値はinsnのRTL formatに基づいています。insnのRTLの引数は "uuBeiie" となっており、4つ目の引数eがinsnの実行したい処理を表しているようです。残念ながらPATTERN() という関数名から、そのような事情は掴めないですよね、普通。

          |u |u|B|e ↓これ
 (insn 10 11 0 2 (set (mem/c:V64SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S256 A2048])
      (reg:V64SI 109 [ v1 ])) "b.c":7:2 -1
   (nil))

続きを追います。recog() という関数に入っていきます。recogから始まる関数群は自動生成されたコードです。自動生成コードは読みにくいですが、GCC本体よりロジックがシンプルで理解しやすいです。GCC本体は読みにくい＆理解不能なので、辛くて泣けてきます。

// build_gcc/insn-recog.c

int
recog (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,
	rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
	int *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)
{
  rtx * const operands ATTRIBUTE_UNUSED = &recog_data.operand[0];
  rtx x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8, x9;
  rtx x10, x11, x12, x13, x14, x15, x16, x17;
  rtx x18, x19, x20, x21, x22, x23, x24, x25;
  rtx x26, x27, x28;
  int res ATTRIBUTE_UNUSED;
  recog_data.insn = NULL;
  switch (GET_CODE (x1))
    {
    case SET:
      return recog_17 (x1, insn, pnum_clobbers);  //★★これ

...


static int
recog_17 (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,
	rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
	int *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)
{
  rtx * const operands ATTRIBUTE_UNUSED = &recog_data.operand[0];
  rtx x2, x3, x4, x5, x6, x7;
  int res ATTRIBUTE_UNUSED;
  x2 = XEXP (x1, 1);
  switch (GET_CODE (x2))
    {

...

    case CONST_INT:
    case CONST_WIDE_INT:
    case CONST_POLY_INT:
    case CONST_FIXED:
    case CONST_DOUBLE:
    case CONST_VECTOR:
    case CONST:
    case REG:
    case SUBREG:
    case MEM:
    case LABEL_REF:
    case SYMBOL_REF:
    case HIGH:
      return recog_7 (x1, insn, pnum_clobbers);  //★★これ

...


static int
recog_7 (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,
	rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
	int *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)
{
  rtx * const operands ATTRIBUTE_UNUSED = &recog_data.operand[0];
  rtx x2, x3, x4;
  int res ATTRIBUTE_UNUSED;
  x2 = XEXP (x1, 0);
  switch (GET_CODE (x2))
    {
    case REG:
    case SUBREG:
    case MEM:
      res = recog_2 (x1, insn, pnum_clobbers);  //★★これ
      if (res >= 0)
        return res;
      break;

...


static int
recog_2 (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,
	rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
	int *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)
{
  rtx * const operands ATTRIBUTE_UNUSED = &recog_data.operand[0];
  rtx x2, x3, x4;
  int res ATTRIBUTE_UNUSED;
  x2 = XEXP (x1, 0);
  operands[0] = x2;
  x3 = XEXP (x1, 1);
  operands[1] = x3;
  switch (GET_MODE (operands[0]))
    {

...

    default:
      break;  //★★V64SImodeはいずれのcaseにも該当しないのでここにくる
    }

...

  if (pnum_clobbers == NULL  //★★この条件に引っかかる
      || GET_CODE (x2) != MEM)
    return -1;  //★★ここにくる

...

なぜかrecog() 関数はデバッグ情報がおかしくて、gdbのnextコマンドが正常に動きません。非常にデバッグしづらいです。gdbで追うときはbuild_gcc/insn-recog.c内の #lineディレクティブを全て削除するとデバッグしやすいです。

エラーを解消するにはrecog_2のswitch-caseに変化を及ぼす方法を知る必要があります。しかしそんなものわかる訳ありません。仕方ないので周辺のコードを眺めます。

static int
recog_2 (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,
	rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
	int *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)
{

...

  switch (GET_MODE (operands[0]))
    {
    case E_DImode:
      if (nonimmediate_operand (operands[0], E_DImode)
          && move_operand (operands[1], E_DImode))
        {
          if (
#line 1340 "./gcc/gcc/config/riscv/riscv.md"    //★★この辺りにヒントがあるのでは？？
(!TARGET_64BIT
   && (register_operand (operands[0], DImode)
       || reg_or_0_operand (operands[1], DImode))))
            return 135; /* *movdi_32bit */
          if (
#line 1350 "./gcc/gcc/config/riscv/riscv.md"
(TARGET_64BIT
   && (register_operand (operands[0], DImode)
       || reg_or_0_operand (operands[1], DImode))))
            return 136; /* *movdi_64bit */
        }
      break;

ぐちゃぐちゃのif文の中に #lineが差し込まれています。コードの一部をriscv.mdから持ってきているようです。

;; gcc/config/riscv/riscv.md

(define_insn "*movdi_32bit"
  [(set (match_operand:DI 0 "nonimmediate_operand" "=r,r,r,m,  *f,*f,*r,*f,*m")
	(match_operand:DI 1 "move_operand"         " r,i,m,r,*J*r,*m,*f,*f,*f"))]

★★↓このコードがrecog_2にコピーされている

  "!TARGET_64BIT
   && (register_operand (operands[0], DImode)
       || reg_or_0_operand (operands[1], DImode))"

★★↑

  { return riscv_output_move (operands[0], operands[1]); }
  [(set_attr "move_type" "move,const,load,store,mtc,fpload,mfc,fmove,fpstore")
   (set_attr "mode" "DI")])

おそらくdefine_insnを定義すれば、recog_2() も変わるでしょう。近しいものをコピーして作ります。

;; gcc/config/riscv/riscv.md

(define_attr "vecmode" "unknown,V64SI"
  (const_string "unknown"))

(define_insn "*movv64si_internal"
  [(set (match_operand:V64SI 0 "nonimmediate_operand" "=v,v,m")
	(match_operand:V64SI 1 "move_operand"         " v,m,v"))]    //★★RTL template
  "(register_operand (operands[0], V64SImode)
    || reg_or_0_operand (operands[1], V64SImode))"    //★★condition
  { return riscv_output_move (operands[0], operands[1]); }    //★★output template
  [(set_attr "move_type" "move,load,store")
   (set_attr "vecmode" "V64SI")])    //★★insn attributes

とりあえずRTL template, condition, insn attributesに出現するmachine modeだけ変更しました。これが合っているのかわかりませんが、ダメなら後で直しましょう。

static int
recog_2 (rtx x1 ATTRIBUTE_UNUSED,
	rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
	int *pnum_clobbers ATTRIBUTE_UNUSED)
{

...

  switch (GET_MODE (operands[0]))
    {
    case E_V64SImode:
      if (nonimmediate_operand (operands[0], E_V64SImode)
          && move_operand (operands[1], E_V64SImode)
          && 
#line 1320 "./gcc/gcc/config/riscv/riscv.md"
((register_operand (operands[0], V64SImode)
    || reg_or_0_operand (operands[1], V64SImode))))
        return 134; /* *movv64si_internal */    //★★ここにくるようになった
      break;

再びrecog_2() を追いかけてみると、先程はなかったcaseが増えており、-1ではない値が返されるようになりました。

during RTL pass: final
dump file: b.c.314r.final

b.c: In function '_start':
b.c:25:1: internal compiler error: in riscv_output_move, at config/riscv/riscv.c:2000
   25 | }
      | ^

0x1ae3d41 riscv_output_move(rtx_def*, rtx_def*)

今度こそうまく行くかと思いきや、また別のエラーが発生しました。道のりは長そうです。

GCCを調べる - その11-3 - エラーを引き起こすRTLを回避する（define_expand追加編）

目次: GCC

前回（2020年5月23日の日記参照）の続きです。エラーの原因となる代入操作RTLはemit_move_multi_word() で出力されており、条件の分岐点であるemit_move_insn_1() が怪しそうです。分岐条件を司るoptab_handler() を追います。

// build_gcc/insn-opinit.h

enum optab_tag {
  unknown_optab,
  sext_optab,

...

  mov_optab,

...


// gcc/optabs-query.h

/* Return the insn used to implement mode MODE of OP, or CODE_FOR_nothing
   if the target does not have such an insn.  */

inline enum insn_code
optab_handler (optab op, machine_mode mode)
{
  unsigned scode = (op << 16) | mode;  //★★もしブレーク掛けたければop = mov_optab, mode = E_V64SImodeで引っ掛けられる
  gcc_assert (op > LAST_CONV_OPTAB);
  return raw_optab_handler (scode);  //★★これ
}


// build_gcc/insn-opinit.c

enum insn_code
raw_optab_handler (unsigned scode)
{
  int i = lookup_handler (scode);  //★★これが -1だとCODE_FOR_nothingが返る
  return (i >= 0 && this_fn_optabs->pat_enable[i]
          ? pats[i].icode : CODE_FOR_nothing);
}

static int
lookup_handler (unsigned scode)
{
  int l = 0, h = ARRAY_SIZE (pats), m;
  while (h > l)
    {
      m = (h + l) / 2;
      if (scode == pats[m].scode)
        return m;
      else if (scode < pats[m].scode)
        h = m;
      else
        l = m + 1;
    }
  return -1;
}


//★★pats[] の定義

struct optab_pat {
  unsigned scode;
  enum insn_code icode;
};

static const struct optab_pat pats[NUM_OPTAB_PATTERNS] = {
  { 0x010405, CODE_FOR_extendqihi2 },
  { 0x010406, CODE_FOR_extendqisi2 },
  { 0x010407, CODE_FOR_extendqidi2 },
  { 0x010505, CODE_FOR_extendhihi2 },

...


//★★this_fn_optabs->pat_enable[] を初期化しているコード

void
init_all_optabs (struct target_optabs *optabs)
{
  bool *ena = optabs->pat_enable;
  ena[0] = HAVE_extendqihi2;
  ena[1] = HAVE_extendqisi2;

...

このlookup_handler() が -1を返すとemit_move_multi_word() を実行します。lookup_handler() はpatsという構造体を2分探索する単純な関数ですから、大事なのはpatsの中身と変更方法です。

ところがpatsをどうやって作るか？については、手がかりがありません。GCCはクソコードすぎて辛い。とりあえずCODE_FOR_ なんとか、という部分と、ena[] = HAVE_ の部分は自動生成コードっぽいですから、適当にキーワードを考えてgrepします。

#### ChangeLogが良く引っかかってうざいので排除推奨

$ grep -r CODE_FOR_%s | grep -v ^ChangeLog

genopinit.c:    fprintf (s_file, "  { %#08x, CODE_FOR_%s },\n", p->sort_num, p->name);
gencodes.c:     printf (",\n   CODE_FOR_%s = CODE_FOR_nothing", name);
gencodes.c:     printf (",\n  CODE_FOR_%s = %d", name, info->index);
genemit.c:      printf ("    return CODE_FOR_%s;\n", instance->name);
gentarget-def.c:  printf ("#undef TARGET_CODE_FOR_%s\n", upper_name);
gentarget-def.c:  printf ("#define TARGET_CODE_FOR_%s ", upper_name);
gentarget-def.c:    printf ("CODE_FOR_%s\n", name);

$ grep -r HAVE_ | grep 'ena\[' | grep -v ^ChangeLog

genopinit.c:    fprintf (s_file, "  ena[%u] = HAVE_%s;\n", i, p->name);

コードの形と見比べるとgenopinit.cがpatsの作成者で間違いなさそうです。このプログラムはcc1の一部ではなく、補助ツールgenopinitのコードです。ツールの使い方がわからないのでビルドログを見ます。

# build_gcc/Makefile

s-opinit: $(MD_DEPS) build/genopinit$(build_exeext) insn-conditions.md
	$(RUN_GEN) build/genopinit$(build_exeext) $(md_file) \
	  insn-conditions.md -htmp-opinit.h -ctmp-opinit.c


# ビルドログ

build/genopinit ./gcc/gcc/common.md ./gcc/gcc/config/riscv/riscv.md \
  insn-conditions.md -htmp-opinit.h -ctmp-opinit.c

いくつか *.mdファイルを指定するだけです。genopinitのmain() 関数を見ると、2つの条件DEFINE_INSNもしくはDEFINE_EXPANDのときだけ gen_insn() を呼びます。

// gcc/genopinit.c

int
main (int argc, const char **argv)
{
  FILE *h_file, *s_file;
  unsigned int i, j, n, last_kind[5];
  optab_pattern *p;

  progname = "genopinit";

  if (NUM_OPTABS > 0xffff || MAX_MACHINE_MODE >= 0xff)
    fatal ("genopinit range assumptions invalid");

  if (!init_rtx_reader_args_cb (argc, argv, handle_arg))
    return (FATAL_EXIT_CODE);

  h_file = open_outfile (header_file_name);
  s_file = open_outfile (source_file_name);

  /* Read the machine description.  */
  md_rtx_info info;
  while (read_md_rtx (&info))
    switch (GET_CODE (info.def))
      {
      case DEFINE_INSN:
      case DEFINE_EXPAND:
	gen_insn (&info);  //★★これ
	break;

      default:
	break;
      }

  /* Sort the collected patterns.  */
  patterns.qsort (pattern_cmp);

...

この記事を読むような方は、既に何を変更すれば良いかご存知かもしれませんが、せっかくなのでgenopinitの動きを追います。gen_insn() にブレークを掛けて、DEFINE_INSNとDEFINE_EXPANDのときに何が起きるのか見ます。

$ gdb build_gcc/build/genopinit

(gdb) b gen_insn

Breakpoint 1 at 0x402920: file ./gcc/gcc/genopinit.c, line 45.

(gdb) r common.md config/riscv/riscv.md build_gcc/insn-conditions.md -hhhh -cccc

Breakpoint 1, gen_insn (info=0x7fffffffd970)
    at ./gcc/gcc/genopinit.c:45
45        if (find_optab (&p, XSTR (info->def, 0)))


(gdb) p *info

$3 = {
  def = 0x4bc030,
  loc = {
    filename = 0x7fffffffde93 "config/riscv/riscv.md",  ★★ファイル名
    lineno = 431,  ★★行番号
    colno = 1
  },
  index = 1
}

(gdb) p info->def->code

$5 = DEFINE_INSN

;; gcc/config/riscv/riscv.md:431

★★*.mdファイルのdefine_insnと紐付いている

(define_insn "add<mode>3"
  [(set (match_operand:ANYF            0 "register_operand" "=f")
	(plus:ANYF (match_operand:ANYF 1 "register_operand" " f")
		   (match_operand:ANYF 2 "register_operand" " f")))]
  "TARGET_HARD_FLOAT"
  "fadd.<fmt>\t%0,%1,%2"
  [(set_attr "type" "fadd")
   (set_attr "mode" "<UNITMODE>")])

残ったのはDEFINE_EXPANDです。DEFINE_INSNでは止まってほしくないので、こういうときは条件付きブレークが便利です。

(gdb) b gen_insn if info->def->code == DEFINE_EXPAND

Note: breakpoint 1 also set at pc 0x402920.
Breakpoint 2 at 0x402920: file ./gcc/gcc/genopinit.c, line 45.

(gdb) c

Breakpoint 2, gen_insn (info=0x7fffffffd970)
    at ./gcc/gcc/genopinit.c:45
45        if (find_optab (&p, XSTR (info->def, 0)))


(gdb) p *info
$6 = {
  def = 0x4c4ef0,
  loc = {
    filename = 0x7fffffffde93 "config/riscv/riscv.md",  ★★ファイル名
    lineno = 635,  ★★行番号
    colno = 1
  },
  index = 352
}

;; gcc/config/riscv/riscv.md:635

★★*.mdファイルのdefine_expandと紐付いている

(define_expand "<u>mulditi3"
  [(set (match_operand:TI                         0 "register_operand")
	(mult:TI (any_extend:TI (match_operand:DI 1 "register_operand"))
		 (any_extend:TI (match_operand:DI 2 "register_operand"))))]
  "TARGET_MUL && TARGET_64BIT"
{
  rtx low = gen_reg_rtx (DImode);
  emit_insn (gen_muldi3 (low, operands[1], operands[2]));

  rtx high = gen_reg_rtx (DImode);
  emit_insn (gen_<u>muldi3_highpart (high, operands[1], operands[2]));

  emit_move_insn (gen_lowpart (DImode, operands[0]), low);
  emit_move_insn (gen_highpart (DImode, operands[0]), high);
  DONE;
})

つまり *.mdファイルにdefine_expandもしくはdefine_insnを定義すればpatsの中身が増えてlookup_handler() に引っかかるはずです。riscv.mdに既に存在するmovsiやmovdiを真似して追加します。

;; config/riscv/riscv.md

(define_expand "movv64si"
  [(set (match_operand:V64SI 0 "")
	(match_operand:V64SI 1 ""))]
  ""
{
  if (riscv_legitimize_move (V64SImode, operands[0], operands[1]))    //★★この呼び出しは正しいかわからないが、とりあえずそのまま
    DONE;
})

実行してみると、先程追加したコードが引っかかってifの条件が成立し、emit_insn() が呼び出されます。念のためにコードを再掲します。

// gcc/expand.c

rtx_insn *
emit_move_insn_1 (rtx x, rtx y)
{
  machine_mode mode = GET_MODE (x);
  enum insn_code code;

  gcc_assert ((unsigned int) mode < (unsigned int) MAX_MACHINE_MODE);

  code = optab_handler (mov_optab, mode);
  if (code != CODE_FOR_nothing)    //★★CODE_FOR_nothingになるのが怪しい
    return emit_insn (GEN_FCN (code) (x, y));    //★★こっちに行けばいいのだろうか？？

...


// build_gcc/insn-opinit.h

/* Given an enum insn_code, access the function to construct
   the body of that kind of insn.  */
#define GEN_FCN(CODE) (insn_data[CODE].genfun)

実行してemit_move_insn_1() でブレークし、gdbで値をダンプすると下記のようになっているはずです。gen_movv64si() 関数が突然出てきますが、これは自動生成された関数です。

(gdb) p code

$4 = CODE_FOR_movv64si  ★★nothingからV64SIに変わった


(gdb) p insn_data[code].genfun

$5 = {func = 0x216ecea <gen_movv64si(rtx_def*, rtx_def*)>}


(gdb) p insn_data[code]

$6 = {
  name = 0x2d764ed "movv64si",
  output = {
    single = 0x0,
    multi = 0x0,
    function = 0x0
  },
  genfun = {
    func = 0x216eec5 <gen_movv64si(rtx_def*, rtx_def*)>
  },
  operand = 0x2d73ef0 <operand_data+10512>,
  n_generator_args = 2 '\002',
  n_operands = 2 '\002',
  n_dups = 0 '\000',
  n_alternatives = 0 '\000',
  output_format = 0 '\000'
}

// build_gcc/insn-emit.c

/* ./gcc/gcc/config/riscv/riscv.md:1308 */
rtx
gen_movv64si (rtx operand0,
	rtx operand1)
{
  rtx_insn *_val = 0;
  start_sequence ();
  {
    rtx operands[2];
    operands[0] = operand0;
    operands[1] = operand1;
#define FAIL return (end_sequence (), _val)
#define DONE return (_val = get_insns (), end_sequence (), _val)
#line 1312 "./gcc/gcc/config/riscv/riscv.md"
{
  if (riscv_legitimize_move (V64SImode, operands[0], operands[1]))    //★★この呼び出しは正しい？
    DONE;
}
#undef DONE
#undef FAIL
    operand0 = operands[0];
    (void) operand0;
    operand1 = operands[1];
    (void) operand1;
  }
  emit_insn (gen_rtx_SET (operand0,
	operand1));
  _val = get_insns ();
  end_sequence ();
  return _val;
}

近くにあったdefine_expand("movdi") をコピーして作ったので、riscv_legitimize_move() を呼んでいますが、この実装が正しいかどうか今はわかりません。動作がおかしいようなら、後で調べたり、直したりする必要があるかもしれません。

現状、生成されたRTLを見た限りsetのdestination側のmachine modeがmem/c:SIからmem/c:V64SIに変わっていますし、問題なさそうに見えます。

(insn 11 7 10 2 (set (reg:V64SI 109 [ v1 ])
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1
") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 99 virtual-stack-vars)
                        (const_int -360 [0xfffffffffffffe98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))
(insn 10 11 0 2 (set (mem/c:V64SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S256 A2048])
        (reg:V64SI 109 [ v1 ])) "b.c":7:2 -1
     (nil))


;;★★（参考）define_expand追加前のRTL

(insn 10 74 11 2 (set (mem/c:SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S4 A2048])
        (subreg:SI (reg:V64SI 109 [ v1 ]) 0)) "b.c":7:2 -1
     (nil))

しかし残念ながらdefine_expandの追加だけではダメで、変更後はこんなエラーが出ます。

b.c: In function '_start':
b.c:25:1: error: unrecognizable insn:
   25 | }
      | ^
(insn 10 11 0 2 (set (mem/c:V64SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S256 A2048])
        (reg:V64SI 109 [ v1 ])) "b.c":7:2 -1
     (nil))
during RTL pass: vregs
dump file: b.c.237r.vregs
b.c:25:1: internal compiler error: in extract_insn, at recog.c:2294

続きはまた次回。

GCCを調べる - その11-2 - オプションO0のエラーを引き起こすRTL（define_expand追加編）

目次: GCC

前回（2020年5月22日の日記参照）の続きです。エラーの原因となる代入操作RTLはどこから出てきているのでしょう。RTLを遡っていくとexpandから出力されていることがわかります。expandはRTLの最初のパスで、GIMPLEからRTLに変換するためのパス（パス番号236）です。最初から間違っているということですね。

;;★★asm文に相当する箇所

(insn 74 7 10 2 (set (reg:V64SI 109 [ v1 ])
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1
") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 99 virtual-stack-vars)
                        (const_int -360 [0xfffffffffffffe98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))

;;★★自動的に出力される代入操作らしきRTL

(insn 10 74 11 2 (set (mem/c:SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S4 A2048])
        (subreg:SI (reg:V64SI 109 [ v1 ]) 0)) "b.c":7:2 -1
     (nil))
(insn 11 10 12 2 (set (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 108)
                (const_int 4 [0x4])) [1 v1+4 S4 A32])
        (subreg:SI (reg:V64SI 109 [ v1 ]) 4)) "b.c":7:2 -1
     (nil))
(insn 12 11 13 2 (set (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 108)
                (const_int 8 [0x8])) [1 v1+8 S4 A64])
        (subreg:SI (reg:V64SI 109 [ v1 ]) 8)) "b.c":7:2 -1
     (nil))

...

ベクトル型V64SIのまま処理してほしいのに、4バイトごとに分割されて代入処理されています。この分割はどこで行われているか調べます。GCCはinsn RTLを出力するときは必ずemit_insn() という関数で出力することを利用します。

• 代入操作の先頭のinsnはUID 10です。ダンプファイルで確認するならinsnの隣にある数字（insn '10' ←これ74 11 2 …）がUIDです。
• emit_insn() を書き換えて、INSN_UID(x) == 10のときに適当に作った関数hoge() に飛ばすようにします。
• gdbで関数hoge() にブレークを掛けると、ちょうど目当てのRTLを出力した瞬間に実行が止まります。

ブレークで実行が止まったら、バックトレースを取れば呼び出しまでの経路がわかります。

(gdb) bt
#0  hoge () at ./gcc/gcc/emit-rtl.c:5103
#1  0x000000000097ebf9 in emit_insn (x=0x7ffff7aaa400)
    at ./gcc/gcc/emit-rtl.c:5118
#2  0x00000000009ff017 in emit_move_insn_1 (x=0x7ffff7bada80, y=0x7ffff7bada98)
    at ./gcc/gcc/expr.c:3754
#3  0x00000000009ffa28 in emit_move_insn (x=0x7ffff7bada80, y=0x7ffff7bada98)
    at ./gcc/gcc/expr.c:3858

★★↓いかにも分割していそうな、怪しい名前

#4  0x00000000009fee38 in emit_move_multi_word (mode=E_V64SImode, x=0x7ffff7bada68, y=0x7ffff7bada50)
    at ./gcc/gcc/expr.c:3720
#5  0x00000000009ff505 in emit_move_insn_1 (x=0x7ffff7bada68, y=0x7ffff7bada50)
    at ./gcc/gcc/expr.c:3791
#6  0x00000000009ffa28 in emit_move_insn (x=0x7ffff7bada68, y=0x7ffff7bada50)
    at ./gcc/gcc/expr.c:3858
#7  0x0000000000a0cc8d in store_expr (exp=0x7ffff7ffb480, target=0x7ffff7bada68, call_param_p=0,
    nontemporal=false, reverse=false)
    at ./gcc/gcc/expr.c:5932
#8  0x0000000000a09064 in expand_assignment (to=0x7ffff7aa7750, from=0x7ffff7ffb480, nontemporal=false)
    at ./gcc/gcc/expr.c:5517
#9  0x000000000076c911 in expand_asm_stmt (stmt=0x7ffff7b8f4e0)
    at ./gcc/gcc/cfgexpand.c:3198
#10 0x000000000076f89a in expand_gimple_stmt_1 (stmt=0x7ffff7b8f4e0)
    at ./gcc/gcc/cfgexpand.c:3685
#11 0x00000000007705f0 in expand_gimple_stmt (stmt=0x7ffff7b8f4e0)
    at ./gcc/gcc/cfgexpand.c:3853
#12 0x000000000077e7f1 in expand_gimple_basic_block (bb=0x7ffff7aba2d8, disable_tail_calls=false)
    at ./gcc/gcc/cfgexpand.c:5893
#13 0x0000000000781a25 in (anonymous namespace)::pass_expand::execute (this=0x449bbf0, fun=0x7ffff7baa000)

バックトレースの中に怪しい名前の関数emit_move_multi_word() があります。いかにも複数のinsnを出力しそうな名前です。emit_move_multi_wordまでを追うと、下記のような経路を辿っています。

// gcc/cfgexpand.c

static void
expand_asm_stmt (gasm *stmt)
{

...

  for (i = 0; i < noutputs; ++i)
    {
      tree val = output_tvec[i];
      tree type = TREE_TYPE (val);
      bool is_inout, allows_reg, allows_mem, ok;
      rtx op;

...

      if ((TREE_CODE (val) == INDIRECT_REF && allows_mem)
	  || (DECL_P (val)
	      && (allows_mem || REG_P (DECL_RTL (val)))
	      && ! (REG_P (DECL_RTL (val))
		    && GET_MODE (DECL_RTL (val)) != TYPE_MODE (type)))
	  || ! allows_reg
	  || is_inout
	  || TREE_ADDRESSABLE (type))
	{

...

	}
      else
	{
	  op = assign_temp (type, 0, 1);
	  op = validize_mem (op);
	  if (!MEM_P (op) && TREE_CODE (val) == SSA_NAME)
	    set_reg_attrs_for_decl_rtl (SSA_NAME_VAR (val), op);

	  generating_concat_p = old_generating_concat_p;

	  push_to_sequence2 (after_rtl_seq, after_rtl_end);
	  expand_assignment (val, make_tree (type, op), false);  //★★これ
	  after_rtl_seq = get_insns ();
	  after_rtl_end = get_last_insn ();
	  end_sequence ();
	}


// gcc/expr.c

/* Expand an assignment that stores the value of FROM into TO.  If NONTEMPORAL
   is true, try generating a nontemporal store.  */

void
expand_assignment (tree to, tree from, bool nontemporal)
{

...

  /* Compute FROM and store the value in the rtx we got.  */

  push_temp_slots ();
  result = store_expr (from, to_rtx, 0, nontemporal, false);  //★★これ
  preserve_temp_slots (result);
  pop_temp_slots ();
  return;
}

rtx_insn *
emit_move_insn (rtx x, rtx y)
{
  machine_mode mode = GET_MODE (x);
  rtx y_cst = NULL_RTX;
  rtx_insn *last_insn;
  rtx set;

...

  last_insn = emit_move_insn_1 (x, y);  //★★これ

  if (y_cst && REG_P (x)
      && (set = single_set (last_insn)) != NULL_RTX
      && SET_DEST (set) == x
      && ! rtx_equal_p (y_cst, SET_SRC (set)))
    set_unique_reg_note (last_insn, REG_EQUAL, copy_rtx (y_cst));

  return last_insn;
}

rtx_insn *
emit_move_insn_1 (rtx x, rtx y)
{
  machine_mode mode = GET_MODE (x);
  enum insn_code code;

  gcc_assert ((unsigned int) mode < (unsigned int) MAX_MACHINE_MODE);

  code = optab_handler (mov_optab, mode);
  if (code != CODE_FOR_nothing)    //★★CODE_FOR_nothingになるのが怪しい
    return emit_insn (GEN_FCN (code) (x, y));    //★★こっちに行けばいいのだろうか？？

  /* Expand complex moves by moving real part and imag part.  */
  if (COMPLEX_MODE_P (mode))
    return emit_move_complex (mode, x, y);    //★★もしくはこっち？？

...

  return emit_move_multi_word (mode, x, y);    //★★この関数が呼ばれ、分割される
}

せっかく辿っておいてこんなこというのは若干気が引けますが、なぜこの経路を辿るのか？コードを見ても全くわかりません。特にexpand_asm_stmt() からemit_move_insn() までは、各関数が非常に長く、訳のわからないif文が山ほどあります。GCCってどうして動いてるんでしょうね？大丈夫？これ？？

GCCのコードの酷さはさておき、emit_move_multi_word() と他の関数への分岐点になっている、emit_move_insn_1() が怪しそうです。次回以降、この関数を中心に調べます。

GCCを調べる - その11-1 - オプションO0のエラー調査（define_expand追加編）

目次: GCC

前回（2020年5月16日の日記、2020年5月17日の日記参照）の取り組みでインラインアセンブラでベクトル型を指定できるようになりましたが、下記の問題が残っていました。

• 最適化オプションをO0にするとコンパイラがinternal errorを出す

いよいよコンパイラがInternal compile errorを出す問題に取り組みます。ベクトル型を使ったインラインアセンブラをO0でコンパイルすると、下記のようなエラーメッセージが出ます。

b.c: In function '_start':
b.c:25:1: internal compiler error: maximum number of generated reload insns per insn achieved (90)
   25 | }
      | ^

このエラーが出るパスはreloadです。問題のある箇所に当たりをつけるため、O0のreloadと、1つ前のパスiraのRTLを比べます。

;;★★asm文

(insn 74 7 10 2 (set (reg:V64SI 109 [ v1 ])
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 97 frame)
                        (const_int -360 [0xfffffffffffffe98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))

;;★★スタックへの退避かな？

(insn 10 74 11 2 (set (mem/c:SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S4 A2048])*movsi_internal
     (nil))
(insn 11 10 12 2 (set (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 108)
                (const_int 4 [0x4])) [1 v1+4 S4 A32])*movsi_internal
     (nil))

...

;;★★asm文

(insn 74 147 146 2 (set (reg:V64SI 112 [orig:109 v1 ] [109])
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (reg:SI 113) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))
(insn 146 74 236 2 (clobber (reg:V64SI 109 [ v1 ])) "b.c":7:2 -1
     (nil))

;;★★変なinsnが大量に増えている（ここから）

(insn 236 146 235 2 (set (reg:SI 202)*movsi_internal
     (nil))
(insn 235 236 234 2 (set (reg:SI 201)*movsi_internal
     (nil))

...

(insn 144 143 145 2 (set (subreg:SI (reg:V64SI 109 [ v1 ]) 248)*movsi_internal
     (nil))
(insn 145 144 10 2 (set (subreg:SI (reg:V64SI 109 [ v1 ]) 252)*movsi_internal
     (nil))

;;★★変なinsnが大量に増えている（ここまで）

;;★★スタックへの退避かな？

(insn 10 145 11 2 (set (mem/c:SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S4 A2048])*movsi_internal
     (nil))
(insn 11 10 12 2 (set (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 108)
                (const_int 4 [0x4])) [1 v1+4 S4 A32])*movsi_internal
     (nil))

...

どうやらasm文の後に出てくる代入操作らしきRTLを処理しようとすると死んでしまうようです。次にO2とO0の違いを調べます。パスreloadより前に実行され、なおかつO0とO2双方で共通のパスはiraですから、iraのRTLを比較します。

;;★★O2のとき

(insn 73 7 204 2 (set (reg:V64SI 105 [ v1 ])
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 97 frame)
                        (const_int -360 [0xfffffffffffffe98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (expr_list:REG_UNUSED (reg:V64SI 105 [ v1 ])
        (nil)))
(debug_insn 204 73 203 2 (var_location:V64SI D#65 (clobber (const_int 0 [0]))) -1
     (nil))
(debug_insn 203 204 202 2 (var_location:SI D#64 (subreg:SI (debug_expr:V64SI D#65) 0)) -1
     (nil))
(debug_insn 202 203 201 2 (var_location:SI D#63 (subreg:SI (debug_expr:V64SI D#65) 4)) -1
     (nil))


;;★★O0のとき

(insn 74 7 10 2 (set (reg:V64SI 109 [ v1 ])
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 97 frame)
                        (const_int -360 [0xfffffffffffffe98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))
(insn 10 74 11 2 (set (mem/c:SI (reg/f:SI 108) [1 v1+0 S4 A2048])*movsi_internal
     (nil))
(insn 11 10 12 2 (set (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 108)
                (const_int 4 [0x4])) [1 v1+4 S4 A32])*movsi_internal
     (nil))
(insn 12 11 13 2 (set (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 108)
                (const_int 8 [0x8])) [1 v1+8 S4 A64])*movsi_internal
     (nil))

結論から先に言えばO2でもO0でも問題のあるRTLが生成されていると考えられます。RTLの所見をまとめると、

• O2もO0も似たような代入操作と思しきRTLが出力されています。
• O2の場合は代入操作が243r.fwprop1で消されます。
• O2もO0もfwprop1より前のRTLはほぼ同じです。

O2でInternal compile errorが発生しないのはラッキーに過ぎなかったようです。次回は問題となるRTLがどこから来るのか調べます。

さようならSeaMonkey

かつてのMozillaのころからずっと使っていたSeaMonkeyですが、最近のサイトだと知らない子扱いされて悲しいのと、Cookieの削除がしづらくてたまらないので、ブラウザをFirefoxに変えました。

SeaMonkey今までありがとう。大変お世話になりました。

こんにちはFirefox

ブラウザに限らず、あまりアプリケーションのカスタマイズはしない方ですが、今のWindows版Firefoxは1点だけ嫌なところがあります。Ctrl+Tabを押したときにタブの一覧が出る挙動です。

Windowsのウインドウ切り替えと似ていますが、ブラウザのタブは元から横一直線に並んでいるので、リストを出す必要はないです。隣のタブに迅速に切り替えてほしい。

調べてみるとbrowser.ctrlTab.recentlyUsedOrderをfalseにすると Ctrl+Tabを押した瞬間に隣のタブに移る挙動に戻せることを知りました。とても嬉しい。これだよこれ！

STATIONflow始めました、超えろ、新宿駅

目次: ゲーム

Steamで新たなゲームを買いました。2020年4月ローンチのSTATIONflow（開発: DMM GAMES）です。その名の通り地下鉄の駅を作るゲームです。

STATIONflowロゴ

新宿や渋谷のようなモンスター駅の作り、使いづらさに憤慨したことはありませんか？「使いづらい！俺様に任せればスマートに作ってやる」と思う方はぜひチャレンジしてください。

私もそう思ってたのですが、ゲームをやってみて「思い上がりでした、ごめんなさい、JRさん尊敬してます。」反省しました。油断するとすぐに、客を何度も上り下りさせて、べらぼうに長距離歩かせて、挙句迷子になるクソ駅が爆誕します。

良いところ、嫌なところ

（気に入ったところ）

• 動作が非常に快適。特に起動が超速くて、ノートPCでも数秒で起動します。Transport Fever 2は寝そうなくらい遅くて辛かったので、これは嬉しいです。

（気に入らないところ）

• 今年のゲームの割にグラフィックスがショボい。殺人現場の再現グラフィックみたいに見えます。
• 操作方法が変。カメラワークも変ですし、一番嫌なのがマップスクロールで、なぜかミドルドラッグです。右ドラッグが普通では？

ゲームはまだ始めたばかりなので、主に操作性の面での感想です。

ゲームシステム紹介

プレイ時間が10時間未満で、序盤しか体験してませんが、STATIONflowのシステム紹介もしておきます。システムはそんなに難しくないです。

システム紹介: 客の動きと構内案内

マップには地下鉄の改札口と、電車の到着ホームが固定で置かれます。お客さんの行動は基本的に3つです。

• 改札←→改札（通過）
• ホーム←→改札（乗降車）
• ホーム←→ホーム（乗り換え）

他の交通系ゲームと大きく違う点は、客は「最適経路を知らない」ことです。客は「構内案内」を見て行動します。目的地への経路が存在しても、構内案内を間違えると客は目的地に行けなくて迷います。視界の広さがお客さんによって違い、遠いところに構内案内を置くと、客によっては構内案内を見失って迷います。

駅のホーム、ところどころにある黄色い矢印が構内案内

遠回りで変なシステムに見えますが、よく考えると、すべての客が駅構内の経路を知り尽くしていて、常に最短経路で移動するって変じゃないですか？そんなエスパーみたいな客いませんよね。

正直いって構内案内のメンテナンスはかなり面倒ですが、ゲームとして理不尽にならないレベル（※）で現実に寄せた、素敵なアイデアだと思います。

（※）実世界だと、構内案内をあえて無視して迷う、目の前の構内案内に気づかない、話の通じないクレーマー、など不条理ばかりですが、そんなの再現してもクソゲーにしかなりません。現実に寄せれば良いってものじゃない。

システム紹介: ランクアップと構内施設

乗降客数が増えて、お客さんの不満が少ないとランクアップし、ホームと改札口が勝手に増えます。大抵は予想していない変なところにホームが勝手に増えるので、駅のレイアウトと合わなくなります。つじつま合わせが必要です。ここは腕の見せどころです。

ランクアップに伴い、トイレやレストランなどの構内施設の種類が増えます。エスカレーターしか乗らない高齢客、エレベーターしか乗らない車いす客、などお客さんのバリエーションも増えます。序盤は簡単で、ランクアップによって難易度が段々上がっていく設計に見えます。

ホームと改札の位置はマップにより固定のようです。最後まで進めて最初からやり直せば、綺麗な駅が作れるかもしれません（まだそこまで見てないので断言はできませんけど）。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。加筆＆修正した。

航空科学博物館を支援

Twitterで「収入ほぼゼロ」「来館者9割減」　危機に陥っている「航空科学博物館」がクラウドファンディングで支援募集 - ねとらぼ、の記事を目にしたので、微力ながら5,000円を支援しました。後で入場券が2枚送られてくるそうな。

100万円のコースはさすがに高すぎなのか支援者がまだ現れていませんが、30万円のコースは3人ほど支援者がいました。愛されていますね。

公営の博物館（公益財団法人 航空科学博物館）は、国や自治体が支援するのが筋だろう、という意見も目にしましたし、言い分はわかるんですが、うだうだ言っている間に潰れてしまっては元も子もないです。クラウドファンディングで助けを求めるのは良い手段だと思います。

GCCを調べる - その10-2 - ベクトル型への対応（TARGET_VECTOR_MODE_SUPPORTED_P追加編）

目次: GCC

前回（2020年3月27日の日記参照）の調査により、targetm.vector_mode_supported_p() がfalseを返すことが原因だとわかりました。この関数ポインタが指す先は、アーキテクチャターゲット（ARMとかi386とかriscvとか）ごとに違います。RISC-Vの場合は下記のようにすれば良いです。

// gcc/config/riscv/riscv.c

static bool
riscv_vector_mode_supported_p (machine_mode mode)
{
  if (TARGET_VECTOR)  //★★本当はmodeの値を確認したほうが良いが、今回は手抜き
    return true;

  return false;
}

...

#undef TARGET_VECTOR_MODE_SUPPORTED_P
#define TARGET_VECTOR_MODE_SUPPORTED_P riscv_vector_mode_supported_p

このtargetmもやや魔界感があるので、何でこのdefineで実装が切り替わるのか、についても調べたいところですね。それはさておいて、上記の実装を追加すると無事ベクトル型が使えるようになります。

(insn 70 2 69 2 (set (reg:V64SI 105 [ v1 ])  ★★reg:V64SIになっている
        (asm_operands/v:V64SI ("vlw.v %0, %1") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 99 virtual-stack-vars)
                        (const_int -360 [0xfffffffffffffe98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))

バイナリも正しく出力されます。sizeof(v1) も256が返されます。ちなみにアセンブルしなくても、オプション -Sでアセンブラを見てもほぼ同じです。

a.out:     file format elf32-littleriscv

Disassembly of section .text:

00010054 <_start>:
   10054:       7165                    addi    sp,sp,-400
   10056:       103c                    addi    a5,sp,40
   10058:       1207e007                vlw.v   v0,(a5)
   1005c:       6159                    addi    sp,sp,400
   1005e:       8082                    ret

良かった良かった。オプションO0の問題はまた今度です。

GCCを調べる - その10-1 - ベクトル型を使うとエラー（TARGET_VECTOR_MODE_SUPPORTED_P追加編）

目次: GCC

以前（2020年3月27日の日記、2020年3月28日の日記、2020年3月29日の日記参照）ベクトルレジスタを扱えるようにした際に、下記の問題が残っていました。

• 変数がintなのでsizeof(v) が4になる、ベクトルを扱いたい
• 最適化オプションをO0にするとコンパイラがinternal errorを出す

前回（2020年5月12日の日記参照）はベクトル型に向けてマシンモードを追加しました。引き続き、1つ目の問題に取り組んでいきたいと思います。

ベクトル型は基本型（SI, DI, SF, DFなど）が複数連結されているデータ型です。個数は2のべき乗（2, 4, 8, 16, ...）でなければなりません、3個や10個はダメです。型は通常GCCの実装で定義します。ベクトル型も当然同じでGCCの実装で定義しますが、ベクトル型はやや特殊で、GCCのattributeでも定義することができます。今回はattributeを使ってみます。

typedef int __v64si __attribute__((__vector_size__(256)));

void _start()
{
	int b[100];
	__v64si v1;

	__asm__ volatile ("vlw.v %0, %1\n"
		: "=&v"(v1) : "A"(b[10]));
}

ベクトル型を使ってインラインアセンブラを書くとエラーが出ます。

$ riscv32-unknown-elf-gcc -Wall -march=rv32gcv b.c -O2 -nostdlib -S

b.c: In function '_start':
b.c:7:2: error: impossible constraint in 'asm'
    7 |  __asm__ volatile ("vlw.v %0, %1\n"
      |  ^~~~~~~

このエラーは以前（2020年3月6日の日記参照）、register constraintに 'v' を追加したときに解析した部分で見ました。詳細は昔の日記を見ていただくとして、以前との差を示します。

// gcc/recog.c

int
asm_operand_ok (rtx op, const char *constraint, const char **constraints)
{

...

	default:
	  cn = lookup_constraint (constraint);
	  switch (get_constraint_type (cn))
	    {
	    case CT_REGISTER:
	      if (!result
		  && reg_class_for_constraint (cn) != NO_REGS  //★★以前引っかかっていたのはこちら
		  && GET_MODE (op) != BLKmode        //★★今回はこちらの条件に引っかかる
		  && register_operand (op, VOIDmode))
		result = 1;
	      break;

新たなマシンモードV64SImodeを追加（2020年5月12日の日記参照）を追加したのに、どうしてBLKmodeが選択されてしまうのでしょう？

オプション --dump-tree-all --dump-rtl-allを付けて、BLKmodeが選ばれるタイミングを追うと、パスexpandが終わった時点でBLKmodeになっていました。

(insn 26 7 10 2 (set (mem/c:BLK (plus:SI (reg/f:SI 99 virtual-stack-vars)  ★★mem/c:BLKになっている
                (const_int -1168 [0xfffffffffffffb70])) [1  A128])
        (asm_operands/v:BLK ("vlw.v %0, %1") ("=&v") 0 [
                (mem/c:SI (plus:SI (reg/f:SI 99 virtual-stack-vars)
                        (const_int -872 [0xfffffffffffffc98])) [1 b+40 S4 A64])
            ]
             [
                (asm_input:SI ("A") b.c:7)
            ]
             [] b.c:7)) "b.c":7:2 -1
     (nil))

パスexpandはGIMPLEからRTLという中間表現に変換するパスです。RTLに変換した直後からBLKmodeですから、かなり最初の方からダメだってことがわかります。何が悪いかわからないのでexpand辺りのコードを探ってみます。

// gcc/cfgexpand.c

static void
expand_asm_stmt (gasm *stmt)
{

...

  for (i = 0; i < noutputs; ++i)
    {
      tree val = output_tvec[i];
      tree type = TREE_TYPE (val);
      bool is_inout, allows_reg, allows_mem, ok;
      rtx op;

...

      if ((TREE_CODE (val) == INDIRECT_REF && allows_mem)
	  || (DECL_P (val)
	      && (allows_mem || REG_P (DECL_RTL (val)))
	      && ! (REG_P (DECL_RTL (val))
		    && GET_MODE (DECL_RTL (val)) != TYPE_MODE (type)))
	  || ! allows_reg
	  || is_inout
	  || TREE_ADDRESSABLE (type))
	{

...
	}
      else
	{
	  op = assign_temp (type, 0, 1);  //★★これ
	  op = validize_mem (op);
	  if (!MEM_P (op) && TREE_CODE (val) == SSA_NAME)
	    set_reg_attrs_for_decl_rtl (SSA_NAME_VAR (val), op);

	  generating_concat_p = old_generating_concat_p;

	  push_to_sequence2 (after_rtl_seq, after_rtl_end);
	  expand_assignment (val, make_tree (type, op), false);
	  after_rtl_seq = get_insns ();
	  after_rtl_end = get_last_insn ();
	  end_sequence ();
	}


// gcc/function.c

rtx
assign_temp (tree type_or_decl, int memory_required,
	     int dont_promote ATTRIBUTE_UNUSED)
{
  tree type, decl;
  machine_mode mode;
#ifdef PROMOTE_MODE
  int unsignedp;
#endif

  if (DECL_P (type_or_decl))
    decl = type_or_decl, type = TREE_TYPE (decl);
  else
    decl = NULL, type = type_or_decl;

  mode = TYPE_MODE (type);  //★★これ


// gcc/tree.h

#define TYPE_MODE(NODE) \
  (VECTOR_TYPE_P (TYPE_CHECK (NODE)) \
   ? vector_type_mode (NODE) : (NODE)->type_common.mode)    //★★これ


// gcc/tree.c

/* Vector types need to re-check the target flags each time we report
   the machine mode.  We need to do this because attribute target can
   change the result of vector_mode_supported_p and have_regs_of_mode
   on a per-function basis.  Thus the TYPE_MODE of a VECTOR_TYPE can
   change on a per-function basis.  */
/* ??? Possibly a better solution is to run through all the types
   referenced by a function and re-compute the TYPE_MODE once, rather
   than make the TYPE_MODE macro call a function.  */

machine_mode
vector_type_mode (const_tree t)
{
  machine_mode mode;

  gcc_assert (TREE_CODE (t) == VECTOR_TYPE);

  mode = t->type_common.mode;  //★★このモードはV64SImodeになる
  if (VECTOR_MODE_P (mode)
      && (!targetm.vector_mode_supported_p (mode)  //★★この判定文が偽になる
	  || !have_regs_of_mode[mode]))
    {
      scalar_int_mode innermode;

      /* For integers, try mapping it to a same-sized scalar mode.  */
      if (is_int_mode (TREE_TYPE (t)->type_common.mode, &innermode))  //★★256バイトのIntはないから、偽になる
	{
	  poly_int64 size = (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (t)
			     * GET_MODE_BITSIZE (innermode));
	  scalar_int_mode mode;
	  if (int_mode_for_size (size, 0).exists (&mode)
	      && have_regs_of_mode[mode])
	    return mode;
	}

      return BLKmode;  //★★BLKmodeになってしまう
    }

  return mode;
}

条件式にあるtargetm.vector_mode_supported_p() がfalseのため、BLKmodeになってしまうようです。