Эльбрус/портирование: различия между версиями

Материал из ALT Linux Wiki
м (→‎отсутствие sys/io.h: добавил наконец; спасибо erthink, ldv@ и gremlin@, отвечавших на вопросы Рамиля Саттарова и antohami@)
Строка 132: Строка 132:
# проверить доступность опции и выставить переменную, см. [http://cmake.org/cmake/help/latest/module/CheckCXXCompilerFlag.html здесь]; пример: [http://github.com/erthink/libmdbx/blob/master/cmake/compiler.cmake#L37 раз], [http://github.com/erthink/libmdbx/blob/master/cmake/compiler.cmake#L231 два];
# проверить доступность опции и выставить переменную, см. [http://cmake.org/cmake/help/latest/module/CheckCXXCompilerFlag.html здесь]; пример: [http://github.com/erthink/libmdbx/blob/master/cmake/compiler.cmake#L37 раз], [http://github.com/erthink/libmdbx/blob/master/cmake/compiler.cmake#L231 два];
# добавить опцию, если выставлена переменная; [http://github.com/erthink/libmdbx/blob/master/cmake/compiler.cmake#L551 пример].
# добавить опцию, если выставлена переменная; [http://github.com/erthink/libmdbx/blob/master/cmake/compiler.cmake#L551 пример].
== отсутствие sys/io.h ==
Данный заголовок [http://lists.altlinux.org/pipermail/devel/2018-July/204841.html существует] для небольшого количества архитектур: alpha, arm, ia64, x86, x86_64 и определяет inline-работу с портами ввода-вывода, которые только на них в этом виде и наличествуют.  На всех других архитектурах (включая aarch64 и ppc64le) соответствующий код подлежит усечению (при возможности) либо переработке, если на bit banging завязана ключевая функциональность программы.


= Ссылки =
= Ссылки =

Версия от 12:18, 8 февраля 2022

Перенос ПО на платформу Эльбрус

При сборке существующих программ порой возникает ряд типичных проблем и вопросов, которые отчасти систематизированы ниже (см. тж. страничку по компилятору).

В ALT RPM реализован макрос %e2k, рекомендуемый к применению в %ifarch.

configure: error: cannot guess build type; you must specify one

В архив исходников программы включены устаревшие копии этих файлов, поддержка e2k добавлена в gnu-config в 2015 году; достаточно обновить их вручную из свежей системной версии этого пакета или automake (который с большей вероятностью окажется под рукой) либо выполнить autoreconf -fisv:

cp -aLt . -- /usr/share/automake/config.{guess,sub}
autoreconf -fisv

В %changelog можно добавить, например[1]:

- fix build on newer arches

configure: error: invalid value: boost_major_version=''

Препроцессор из lcc 1.25 может добавить лишний пробел в препроцессированный исходник, что ломает тест версии библиотеки boost, входящий в некоторые применяющие autoconf программы с типичной диагностикой (mcst#6826):

checking for Boost's header version...
configure: error: invalid value: boost_major_version=

Обход -- смягчение регулярного выражения перед запуском configure (либо в m4/boost.m4 или ином его источнике перед запуском autoreconf):

# lcc's cpp adds an extra space breaking this regex
sed -i 's,\^boost-lib-version,boost-lib-version,' configure

тесты на порядок байтов/битность

Нередко попадаются программы, которые интересует только длина указателей (размер integer) и, возможно, endianness; поскольку e2k -- 64-разрядная LE-архитектура, ищем подстроку вроде __amd64__, читаем контекст, добавляем аналогично __e2k__.

В альтовых пакетах на cmake исправления проверок битности порой выглядят примерно так[2]:

-%ifarch x86_64
+%if "%_lib" == "lib64"
 export LIB_SUFFIX=64
 %endif
- fixed build on 64-bit architectures

В проектах на boost порой попадается тот ax_boost_base.m4, где в тест на lib64 забит список архитектур; его придётся поправить перед запуском autoreconf[3] как-то так:

%ifarch %e2k ppc64le riscv64
sed -i 's,aarch64,&|riscv64|ppc64le|e2k,' m4/ax_boost_base.m4
%endif

...после чего не забываем autoreconf -fisv (или %autoreconf).

В альтовом пакете autoconf-archive это исправлено начиная со сборки 2019.01.06-alt1.1 в p9_e2k и с 2021.02.19-alt1 -- в p10_e2k и sisyphus_e2k.

Про невыровненный доступ к памяти на версиях архитектуры до пятой включительно ("Эльбрус-8СВ") известно, что он достаточно дорогой; поэтому про unaligned access интересующемуся коду можно сообщить, что таковой отсутствует.

Размер строки кэша L1 -- 32 байта, L2+ -- 64 байта; судя по патчам МЦСТ и поведению -fprefetch, указывать следует именно 64.

SIMD

Алгоритм портирования таких программ простой:

  1. ищем в исходниках макрос __x86_64__[4] или на худой конец i386; если они покрывают фрагменты кода с SIMD-интринсиками (функции, имена которых начинаются на _mm_), то нам повезло;
  2. заменяем defined __x86_64__ на defined __x86_64__ || defined __e2k__;
  3. если попадается динамическая проверка наличия MMX/SSE, то указываем, что у нас всё есть до SSE4.1[5];
  4. к asm-вставкам нужно творчески подходить, но чаще проще готовый generic-вариант кода использовать.

См. тж. проект SIMD Everywhere.

Примечание: несмотря на некоторую аппаратную поддержку выполнения SIMD-инструкций, по сути они реализуются в компиляторе и осмысленность задействования может отличаться от проекта к проекту -- возможно замедление, особенно на AVX* и архитектурах ранее e2kv5.
Примечание: если собираемый код замечает arm_neon.h и радостно пытается собрать ARM-ассемблер -- сообщите ему в явном виде, что NEON нет: в любом случае этот набор интринсиков хуже конвертируется в итоговые вектора на e2k.


компилятор/архитектура

Имейте в виду при выписывании #ifdef:

  • __e2k__ — это архитектура,
  • __LCC__ — компилятор.

Во-первых, lcc есть не только для e2k (привет sparc), поэтому если делается патч под особенности lcc (и, вероятнее всего, фронтенда edg), то правильнее использовать __LCC__ .

Во-вторых, со временем на e2k могут появится и другие компиляторы, например, clang через соответствующий бэкенд на основе lcc. И у них уже может не быть макроса __LCC__ , а вот __e2k__ будет.

Поэтому мне представляется правильным архитектурно-зависимые изменения в e2k заворачивать, а компиляторо-зависимые в LCC. Понятно, что в реальной жизни их отличить не всегда просто. - @bircoph

отсутствие makecontext()

На Эльбрусах makecontext_e2k() выделяет память под дополнительные стеки, поэтому если просто заменить s/makecontext/makecontext_e2k/, в программе может появиться утечка памяти. Нужно ещё поставить вызов freecontext_e2k() там, где выделенный для makecontext_e2k() ucp.uc_stack перестаёт использоваться под данный контекст, т.е. где:

  1. ucp.uc_stack освобождается через free();
  2. ucp.uc_stack переиспользуется, например, под другой контекст.

Должна стоять проверка на makecontext < 0: makecontext_e2k() возвращает значение int, а не void. Значение вызова необходимо проверять на статус ошибки (< 0).

Если речь про coroutines, надо уходить с fcontext на портабельную вещь, поддерживающую ucontext-e2k (например, koishi).

отсутствие cpuid.h

См. тж. wiki.elbrus.ru/CPU_id

Обуславливаем соответствующий #include и обращения к функциям так:

#if defined(__i386__) || defined(__x86_64__)

...не забывая добавить подходящую по смыслу заглушку вместо результата функции.

При необходимости подробного различения процессоров "Эльбрус" обратите внимание на __builtin_cpu_is(); в lcc от 1.23.23 и 1.24.10 должны быть доступны более удобные __builtin_cpu_name() и __builtin_cpu_arch() (#4484).

Есть альтернативный способ -- через чтение регистра IDR, что позволяет определить модель процесса если код скомпилирован под другой процессор и даже если недоступен /proc/cpuinfo. Для него написана маленькая библиотека под WTFPL.

SIGILL вместо ожидаемого сигнала

Обратите внимание, что на e2k в некоторых случаях можно получить SIGILL (Illegal instruction) вместо ожидаемого SIGSEGV (Segmentation fault), SIGBUS (Bus error) или SIGFPE (Floating point exception).

Не тот сигнал приходит, как правило, либо в результате работы оптимизаций, либо при ручном написании кода на ассемблере или ассемблерных вставках[6]. Если по каким-то причинам нужно поймать именно тот сигнал, который бы поймался на других архитектурах, то следует использовать режим с отключением оптимизаций, задействующих полуспекулятивный режим исполнения:

  • -O0 -- режим компиляции без оптимизаций;
  • -O1 -- минимальный набор оптимизаций;
  • -fcontrol-spec -- запрет полуспекулятивных обращений к памяти (для сохранения сингалов SIGSEGV и SIGBUS);
  • -fno-fp-spec -- запрет полуспекулятивных вещественных операций (для сохранения сигнала SIGFPE).

См. тж. Руководство и posix_signals.html[7].

наивные тесты в cmake

Если в каком-либо проекте на cmake вылезает "неизвестная опция", как в glslang:

if(NOT CMAKE_CXX_COMPILER_VERSION VERSION_LESS "9.0.0")
 add_compile_options(-Werror=deprecated-copy)
endif()

-- это прибитая гвоздями зависимость от gcc/clang; нужно:

  1. проверить доступность опции и выставить переменную, см. здесь; пример: раз, два;
  2. добавить опцию, если выставлена переменная; пример.

отсутствие sys/io.h

Данный заголовок существует для небольшого количества архитектур: alpha, arm, ia64, x86, x86_64 и определяет inline-работу с портами ввода-вывода, которые только на них в этом виде и наличествуют. На всех других архитектурах (включая aarch64 и ppc64le) соответствующий код подлежит усечению (при возможности) либо переработке, если на bit banging завязана ключевая функциональность программы.

Ссылки

Примечания

  1. поскольку затрагивает и riscv64, и обычно aarch64
  2. либо можно задействовать %_libsuff
  3. или найти этот фрагмент в уже сгенерированном configure, что несколько сложней
  4. или же __amd64__
  5. расширения системы команд SSE4.2 и AVX1 в каком-то виде также поддержаны в компиляторе, но, возможно, быстрее не будет
  6. Пример недопустимых инструкций: чтение с помощью apb по невыровненному адресу (причём проявляется только при попытке использовать значение в другой инструкции), попытка записи диагностического значения в память или использование регистра с диагностическим значением не в спекулятивном режиме. Обычно это всё невозможно отследить до исполнения (например, адрес приходит как аргумент функции). -- Дмитрий Щербаков
  7. в составе lcc1.25-doc или аналогичного пакета на ОС Альт, по пути /opt/mcst/doc/posix_signals.html при установленной системе программирования в Эльбрус Линукс