arm-none-eabi-gcc 不从代码中推断浮点乘法累加答案

【问题标题】：arm-none-eabi-gcc not inferring floating point multiply-accumulate from codearm-none-eabi-gcc 不从代码中推断浮点乘法累加
【发布时间】：2019-09-21 07:59:18
【问题描述】：

ARM fpv5 指令集支持双精度浮点运算，包括 ISA 文档中详述的单周期乘法累加指令 (VMLA/VMLS)。

很遗憾，我无法让我的代码在任何 C 应用程序中使用此指令。

这是一个简单的例子：

float64_t a=0, b=0, c=0;

while(1)
{
        b += 1.643;
        c += 3.901;
        a += b * c; // multiply accumulate???

        do_stuff(a) // use the MAC result

}

上面的代码为（我认为应该是的）MAC 操作生成以下程序集

170               a += b * c;
00000efe:   vldr    d6, [r7, #64]   ; 0x40
00000f02:   vldr    d7, [r7, #56]   ; 0x38
00000f06:   vmul.f64        d7, d6, d7
00000f0a:   vldr    d6, [r7, #72]   ; 0x48
00000f0e:   vadd.f64        d7, d6, d7
00000f12:   vstr    d7, [r7, #72]   ; 0x48

如您所见，它分别执行乘法和加法步骤。 编译器不能在这里使用VMLA.f64 指令有充分的理由吗？

目标：ARM Cortex M7 (NXP iMXRT1051)
工具链：arm-none-eabi-gcc（用于 Arm 嵌入式处理器的 GNU 工具 8-2018-q4-major）8.2.1 20181213（发布）[gcc-8-branch 修订版 267074]

【问题讨论】：

对此不是很了解，但从逻辑上讲，要确保 MAC 是您想要的东西要困难得多。只进行乘法然后相加可能更安全，成本也不会更高。

标签： gcc arm compiler-optimization cortex-m

【解决方案1】：

解决了。这是优化级别。当设置为 -O3 时，指令更改为正确使用 MAC。

我认为利用硬件加速（例如 FPU）不会依赖于优化级别，因为它本质上是“免费的”，但我想我错了。

【讨论】：

请注意，由于精度的细微差别，您可能需要使用 -ffast-math 来获得诸如乘法累加之类的融合指令。