Эльбрус/портирование: различия между версиями

Материал из ALT Linux Wiki
м (→‎Ссылки: +loongarch64 (прислали насчёт boost))
 
(не показано 56 промежуточных версий 4 участников)
Строка 1: Строка 1:
= Перенос ПО на платформу Эльбрус =
= Перенос ПО на платформу Эльбрус =
''Почему? -- на e2k не будут работать программы, скомпилированные для других архитектур, например, x86 или ARM<ref>точнее, для x86 есть [[эльбрус/rtc|бинарный транслятор]], но это средство совместимости, а не нормальное явление</ref>.  Зачем? -- см. [[эльбрус/faq|ЧаВо]].''


При сборке существующих программ порой возникает ряд типичных проблем и вопросов, которые отчасти систематизированы ниже (см. тж. [[эльбрус/lcc|страничку по компилятору]]).
При сборке существующих программ порой возникает ряд типичных проблем и вопросов, которые отчасти систематизированы ниже (см. тж. [[эльбрус/lcc|страничку по компилятору]]).
Строка 5: Строка 7:
В [[spec|ALT RPM]] реализован макрос <tt>%e2k</tt>, рекомендуемый к применению в <tt>%ifarch</tt>.
В [[spec|ALT RPM]] реализован макрос <tt>%e2k</tt>, рекомендуемый к применению в <tt>%ifarch</tt>.


Также обратите внимание: прописанные сборочные зависимости далеко не всегда минимальны, порой при сложностях стоит посмотреть, а не лучше ли на первом этапе оторвать (скажем, перенеся под <tt>%ifnarch %e2k</tt>) необязательную зависимость или отключить "ручку" (<tt>--without jit</tt>), лишившись части функциональности на конкретной архитектуре, но привнеся остальную часть.
<div id="configure"></div>
== configure: error: cannot guess build type; you must specify one ==
== configure: error: cannot guess build type; you must specify one ==


Строка 10: Строка 15:


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


В %changelog можно добавить, например<ref>поскольку затрагивает и riscv64, и обычно aarch64</ref>:
В %changelog можно добавить, например<ref>поскольку затрагивает и riscv64, и обычно aarch64</ref>:
Строка 15: Строка 21:
  - fix build on newer arches
  - fix build on newer arches


Если апстрим без [http://github.com/microsoft/DirectXShaderCompiler/pull/4690#issuecomment-1263787487 GPL3-фобии] -- стоит предложить обновить сразу там.
<div id="boost"></div>
== configure: error: invalid value: boost_major_version='<i></i>' ==
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 {{cmd|configure}} (либо в {{path|m4/boost.m4}} или ином его источнике перед запуском {{cmd|autoreconf}}; поправьте команду по месту):
# lcc's cpp adds an extra space breaking this regex
sed -r -i 's,\^boost(.)lib(.)version,boost\1lib\2version,' configure m4/boost.m4
<div id="64LE"></div>
== тесты на порядок байтов/битность ==
== тесты на порядок байтов/битность ==


Нередко попадаются программы, которые интересует только длина указателей (размер integer) и, возможно, endianness; поскольку e2k -- [[эльбрус/архитектура|64-разрядная LE-архитектура]], ищем подстроку вроде <tt>__amd64__</tt>, читаем контекст, добавляем аналогично <tt>__e2k__</tt>.
Нередко попадаются программы, которые интересует только длина указателей (размер integer) и, возможно, endianness; поскольку e2k -- [[эльбрус/архитектура|64-разрядная LE-архитектура]], ищем подстроку вроде <tt>__amd64__</tt>, читаем контекст, добавляем аналогично <tt>__e2k__</tt>.
Про невыровненный доступ к памяти на версиях архитектуры [http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter6.html#reference-prefetch до пятой включительно] ("Эльбрус-8СВ"<!-- http://sdelanounas.ru/blogs/136426/ -->) известно, что он [http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter9.html#id6 достаточно дорогой]; поэтому про unaligned access интересующемуся коду на <e2kv6 можно сообщить, что таковой отсутствует.
Размер строки кэша L1 -- 32 байта, L2+ -- 64 байта; судя по патчам МЦСТ и поведению <tt>-fprefetch</tt>, указывать следует именно 64.
Размеры типов можно глянуть в [http://bug1554614.bmoattachments.org/attachment.cgi?id=9174114 патче к nspr].
=== cmake ===


В альтовых пакетах на cmake исправления проверок битности порой выглядят примерно так<ref>либо можно задействовать <tt>%_libsuff</tt></ref>:
В альтовых пакетах на cmake исправления проверок битности порой выглядят примерно так<ref>либо можно задействовать <tt>%_libsuff</tt></ref>:
Строка 28: Строка 59:
  - fixed build on 64-bit architectures
  - fixed build on 64-bit architectures


В проектах на boost порой попадается тот [https://www.gnu.org/software/autoconf-archive/ax_boost_base.html {{path|ax_boost_base.m4}}], где в тест на lib64 забит список архитектур; его придётся поправить перед запуском {{cmd|autoreconf}}<ref>или найти этот фрагмент в уже сгенерированном configure, что несколько сложней</ref> как-то так:
=== boost ===
 
В проектах на boost порой попадается тот [https://www.gnu.org/software/autoconf-archive/ax_boost_base.html {{path|ax_boost_base.m4}}], где в проверку на lib64 забит список архитектур; его придётся поправить перед запуском {{cmd|autoreconf}}<ref>или найти этот фрагмент в уже сгенерированном configure, что несколько сложней</ref> как-то так:


  %ifarch %e2k ppc64le riscv64
  %ifarch %e2k ppc64le riscv64 loongarch64
  sed -i 's,aarch64,&|riscv64|ppc64le|e2k,' m4/ax_boost_base.m4
  sed -i 's,aarch64,&|e2k|ppc64le|riscv64|loongarch64,' m4/ax_boost_base.m4
  %endif
  %endif


Про невыровненный доступ к памяти на версиях архитектуры [http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter6.html#reference-prefetch до пятой включительно] ("Эльбрус-8СВ"<!-- http://sdelanounas.ru/blogs/136426/ -->) известно, что он [http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter9.html#id6 достаточно дорогой]; поэтому про unaligned access интересующемуся коду можно сообщить, что таковой отсутствует.
...после чего не забываем {{cmd|autoreconf -fisv}} (или {{cmd|%autoreconf}}).
 
Обратите внимание: характерная диагностика <tt>configure: error: Could not link against -l...</tt> может наводить на ложный след, если сбоит тест boost (но не приводит к останову), а вываливается тест последующей библиотеки.
 
В альтовом пакете {{pkg|autoconf-archive}} это исправлено начиная со сборки 2019.01.06-alt1.1 в p9_e2k и с [http://github.com/autoconf-archive/autoconf-archive/pull/222 2021.02.19-alt1] -- в p10_e2k и sisyphus_e2k.


== SIMD ==
== SIMD ==
Строка 42: Строка 79:
# заменяем <tt>defined __x86_64__</tt> на <tt>defined __x86_64__ || defined __e2k__</tt>;
# заменяем <tt>defined __x86_64__</tt> на <tt>defined __x86_64__ || defined __e2k__</tt>;
# если попадается динамическая проверка наличия MMX/SSE, то указываем, что у нас всё есть до SSE4.1<ref>расширения системы команд SSE4.2 и AVX1 в каком-то виде также поддержаны в компиляторе, но, возможно, быстрее не будет</ref>;
# если попадается динамическая проверка наличия MMX/SSE, то указываем, что у нас всё есть до SSE4.1<ref>расширения системы команд SSE4.2 и AVX1 в каком-то виде также поддержаны в компиляторе, но, возможно, быстрее не будет</ref>;
# к asm-вставкам нужно творчески подходить, но чаще проще готовый generic-вариант кода использовать.
# к asm-вставкам нужно творчески подходить<ref><tt><ilyakurdyukov> Такое:</tt>
<source lang="c">
    inline int getCSR()
    {
        int result;
        asm volatile("stmxcsr %0" : "=m" (result));
        return result;
    }
 
    inline void setCSR(int a)
    {
        int temp = a;
        asm volatile("ldmxcsr %0" : : "m" (temp));
    }
</source>
<tt>лучше делать так:</tt>
<source lang="c">
    inline int getCSR() { return _mm_getcsr(); }
 
    inline void setCSR(int a) { _mm_setcsr(a); }
</source>
<tt>но надо добавить заголовок для работы интринсиков:</tt>
<source lang="c">#include <xmmintrin.h></source>
</ref>, но чаще проще готовый generic-вариант кода использовать.
 
См. тж. проект [https://github.com/simd-everywhere/simde/pull/700 SIMD Everywhere].
{{note|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 [[эльбрус/архитектура|архитектурах]] ранее e2kv5.}}
{{note|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 [[эльбрус/архитектура|архитектурах]] ранее e2kv5.}}
{{note|если собираемый код замечает {{path|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.}}


сырое:
== компилятор/архитектура==
__e2k__  — это архитектура,
Имейте в виду при выписывании <tt>#ifdef</tt>:
__LCC__  — компилятор.
* <tt>__e2k__</tt> — это [http://github.com/a1batross/predef/blob/master/Architectures.md#elbrus архитектура];
* <tt>__LCC__</tt> [http://github.com/a1batross/predef/blob/master/Compilers.md#mcst-lcc компилятор];
* <tt>__MCST__</tt> — поставщик и того, и другого (макрос взводится с ветки lcc 1.25).


Во-первых, lcc есть не только для e2k (привет sparc), поэтому если делается патч под особенности lcc (и, вероятнее всего, фроентенда edg), то правильнее использовать __LCC__ .
Во-первых, lcc есть не только для e2k (привет sparc), поэтому если делается патч под особенности lcc, то правильнее использовать <tt>__LCC__</tt>  (скорее даже <tt>__EDG__</tt> для фронтенда edg, можно проверить на старых ICC тем же [http://godbolt.org/ Compiler Explorer]); обратите внимание, порой уже есть <tt>#ifdef __ICC</tt> либо <tt>#if defined(__INTEL_COMPILER)</tt>, в каковом случае можно либо пропатчить, расширив список, либо взвести проверяемое:


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.
%add_optflags -D__ICC


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
Во-вторых, со временем на e2k появляются и другие компиляторы, например, clang через соответствующий бэкенд на основе lcc. И у них уже может не быть макроса <tt>__LCC__</tt>, а вот <tt>__e2k__</tt> есть.


А мб лучше не __LCC__ , а __LCC_MCST__ )
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<ref>соображения коллег из МЦСТ (#8192#22):<br/><tt>lcc: __EDG__ __GNUC__ __LCC__ __MCST__<br/>
clang: __clang__ __LCC__ __MCST__<br/>
gcc: __GNUC__ __MCST__</tt><br/>
...плюс архитектурнозависимый</ref><!-- А мб лучше не __LCC__ , а __LCC_MCST__ ) // ну это точно не сюда... mike@ -->
<div id="makecontext"></div>


== отсутствие makecontext() ==
== отсутствие makecontext() ==
<!-- 2320, А.Ф. -->
<!-- 2320, А.Ф.; 5696, Д.К. -->
На Эльбрусах <tt>makecontext_e2k()</tt> выделяет память под дополнительные стеки, поэтому если просто заменить <tt>s/makecontext/makecontext_e2k/</tt>, в программе может появиться утечка памяти. Нужно ещё поставить вызов <tt>freecontext_e2k()</tt> там, где выделенный для <tt>makecontext_e2k()</tt> <tt>ucp.uc_stack</tt> перестаёт использоваться под данный контекст, т.е. где:
На Эльбрусах <tt>makecontext_e2k()</tt> выделяет память под дополнительные стеки, поэтому если просто заменить <tt>s/makecontext/makecontext_e2k/</tt>, в программе может появиться утечка памяти. Нужно ещё поставить вызов <tt>freecontext_e2k()</tt> там, где выделенный для <tt>makecontext_e2k()</tt> <tt>ucp.uc_stack</tt> перестаёт использоваться под данный контекст, т.е. где:
# <tt>ucp.uc_stack</tt> освобождается через <tt>free()</tt>;
# <tt>ucp.uc_stack</tt> освобождается через <tt>free()</tt>;
# <tt>ucp.uc_stack</tt> переиспользуется, например, под другой контекст.
# <tt>ucp.uc_stack</tt> 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, [https://github.com/taisei-project/koishi koishi]). <!-- со слов Игоря Молчанова по мотивам упоминания проблемы сборки kicad -->
<div id="cpuid"></div>
== отсутствие cpuid.h ==
== отсутствие cpuid.h ==
: ''См. тж. [http://wiki.elbrus.ru/CPU_id wiki.elbrus.ru/CPU_id], mcst#6511, mcst#8456''


Обуславливаем соответствующий <tt>#include</tt> и обращения к функциям так:
Обуславливаем соответствующий <tt>#include</tt> и обращения к функциям так:
Строка 70: Строка 145:


При необходимости подробного различения процессоров "Эльбрус" обратите внимание на <tt>__builtin_cpu_is()</tt>; в [[lcc]] от 1.23.23 и 1.24.10 должны быть доступны более удобные <tt>__builtin_cpu_name()</tt> и <tt>__builtin_cpu_arch()</tt> (#4484).
При необходимости подробного различения процессоров "Эльбрус" обратите внимание на <tt>__builtin_cpu_is()</tt>; в [[lcc]] от 1.23.23 и 1.24.10 должны быть доступны более удобные <tt>__builtin_cpu_name()</tt> и <tt>__builtin_cpu_arch()</tt> (#4484).
Есть альтернативный способ -- через чтение регистра IDR, что позволяет определить модель процессора если код скомпилирован под другой процессор и даже если недоступен <tt>/proc/cpuinfo</tt>.
Для него написана [https://git.mentality.rip/OpenE2K/e2k-libs/src/branch/master/cpuid/e2k_cpuid.h маленькая библиотека под WTFPL].
<div id="rdtsc"></div>
== rdtsc ==
Вместо ассемблерных вставок для обращения к TSC [http://github.com/ilyakurdyukov/e2k-ports#rdtsc применяйте интринсик]:
<source lang="c">
#include <x86intrin.h>
uint64_t time = __rdtsc();
// same: unsigned aux; uint64_t time = __rdtscp(&aux);
</source>
<div id="sigsegv"></div><div id="SIGILL"></div>
== 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<ref>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</ref>. 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:
* <tt>-O0</tt> -- режим компиляции без оптимизаций;
* <tt>-O1</tt> -- минимальный набор оптимизаций;
* <tt>-fcontrol-spec</tt> -- запрет полуспекулятивных обращений к памяти (для сохранения сингалов SIGSEGV и SIGBUS);
* <tt>-fno-fp-spec</tt> -- запрет полуспекулятивных вещественных операций (для сохранения сигнала SIGFPE).
См. тж. [http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter2.html#sigill Руководство] и {{path|posix_signals.html}}<ref>в составе {{pkg|lcc1.25-doc}} или аналогичного пакета на ОС Альт, по пути {{path|/opt/mcst/doc/posix_signals.html}} при установленной системе программирования в Эльбрус Линукс</ref>.
<div id="cmake"></div>
== наивные тесты в cmake ==
Если в каком-либо проекте на cmake вылезает "неизвестная опция", как в [https://github.com/KhronosGroup/glslang/blob/master/CMakeLists.txt#L162 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:
# 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].
<div id="io.h"></div>
== 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.
<div id="waf"></div>
== waf ==
Если для сборки предлагается старый безэльбрусный waf, добавьте в waflib/Tools/c_config.py строчку
'__e2k__'    : 'e2k',
после описания <tt>xtensa</tt>.
<div id="set_gcc_version"></div>
== <tt>%set_gcc_version</tt> ==
Альт-специфика: если какой-либо пакет не собирается (или перестал собираться после его обновления) с чем-то вроде
E: Couldn't find package gcc12-c++
-- видимо, майнтейнер обошёл слом сборки этой версии пакета на другой версии gcc в [[сизифе]] таким образом; поскольку [[lcc]] представляет из себя ''другой'' компилятор (и прикидывается, как правило, на несколько версий более старым gcc, чем в сизифе) -- на [[e2k]] есть смысл такие ограничения убрать: соберётся и заработает -- хорошо, нет -- ну нет.
На том же примере [http://packages.altlinux.org/igraph igraph] это выглядит так:
<source lang="diff">
+%ifarch %e2k
+%define gcc_ver %nil
+%else
%define gcc_ver 12
+%endif
</source>
<source lang="diff">
+%if 0%gcc_ver
export CC=gcc-%gcc_ver
export CXX=g++-%gcc_ver
+%endif
</source>


= Ссылки =
= Ссылки =
* '''[[эльбрус/lcc]]'''
* '''[[эльбрус/lcc]]'''
* '''[http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter3.html Руководство по эффективному программированию на платформе «Эльбрус». 3. Отличия в интерфейсах]'''
* '''[http://ftp.altlinux.org/pub/people/mike/elbrus/docs/elbrus_prog/html/chapter3.html Руководство по эффективному программированию на платформе «Эльбрус». 3. Отличия в интерфейсах]'''
* [https://lvee.org/ru/abstracts/303 Free software porting on the Elbrus architecture]
* '''[http://github.com/ilyakurdyukov/e2k-ports/blob/main/README.md Шпаргалка по портированию]'''
* [http://0x1.tv/20190827B Особенности портирования СПО на Эльбрус] (Андрей Савченко, OSSDEVCONF-2019)
** [[эльбрус/ptr128|Заметки по защищённому режиму]] ''(ptr128)''
* Портирование Embox: [https://habr.com/ru/company/embox/blog/421441/], [https://habr.com/ru/company/embox/blog/447704/], [https://m.habr.com/ru/company/embox/blog/485694/]
* Доклады из серии [http://0x1.tv/Категория:ALTLinux_на_Эльбрусе ALT на e2k]:
** [https://lvee.org/ru/abstracts/303 Free software porting on the Elbrus architecture]
** [http://0x1.tv/20190827B Особенности портирования СПО на Эльбрус] (Андрей Савченко, OSSDEVCONF-2019)
* Портирование Embox:  
** [https://habr.com/ru/company/embox/blog/421441/ Embox начинает восхождение на Эльбрус 2018],  
** [https://habr.com/ru/company/embox/blog/447704/ Восхождение на Эльбрус — Разведка боем. Техническая Часть 1. Регистры, стеки и другие технические детали 2019],
** [https://habr.com/ru/company/embox/blog/447744/ Восхождение на Эльбрус — Разведка боем. Техническая Часть 2. Прерывания, исключения, системный таймер 2019]
** [https://habr.com/ru/company/embox/blog/485694/ Embox на процессоре Эльбрус. Или никогда не забывайте о том, что получили при разведке 2020]
* [http://jug.ru/talks/jbreak-2016/java-on-elbrus/ Портирование Java на Эльбрус]
* [https://habr.com/ru/company/jugru/blog/419155/ Портирование JS на Эльбрус]
* [https://habr.com/ru/company/jugru/blog/419155/ Портирование JS на Эльбрус]
* [https://www.youtube.com/watch?v=f_hwK0zM9y8&t=29m17s Константин Трушкин: ответы на вопросы] (видео)
* [https://www.youtube.com/watch?v=f_hwK0zM9y8&t=29m17s Константин Трушкин: ответы на вопросы] (видео)
* [https://www.youtube.com/watch?v=QC2OU5axEDI Yandex Day: 3. Компилятор для процессоров "Эльбрус". Алексей Маркин] (видео)
* [https://www.youtube.com/watch?v=QC2OU5axEDI Yandex Day: 3. Компилятор для процессоров "Эльбрус". Алексей Маркин] (видео)
* [https://www.youtube.com/watch?v=IeT091Ej1lU Yandex Day: 4. Прикладное программирование на Эльбрусе. Антон Аникин] (видео)
* [https://www.youtube.com/watch?v=IeT091Ej1lU Yandex Day: 4. Прикладное программирование на Эльбрусе. Антон Аникин] (видео)
* [http://habr.com/ru/company/gaijin/blog/533380/ Как мы переносили современные игры на процессор Эльбрус-8С] (Gaijin Entertainment)
* [http://www.mcst.ru/files/52f220/590cd8/50136e/000004/ishin-loginov-vasilev-uskorenie_vychisleniy_s_ispolzovaniem_vysokoproizvoditelnyh_matematicheskih_i_multimediynyh_bibliotek_dlya_arhitektury_elbrus.pdf Ускорение вычислений с использованием высокопроизводительных математических и мультимедийных библиотек для архитектуры Эльбрус] ([[эльбрус/eml|EML]])
* [http://habr.com/ru/post/535926/ Это непростое условное выполнение]
* [http://forum.elbrus.ru/viewtopic.php?f=48&p=7277 Узкие места производительности Эльбрусов] ''публичный сбор запросов на оптимизацию подсистем''
* [http://github.com/ilyakurdyukov/e2k-ports/blob/main/README.md Elbrus porting cheat sheet]
* [[эльбрус/оптимизация]]
* [http://vk.com/@erthink-net-softa-pod-elbrus Нет софта под Эльбрус?]
* [http://habr.com/ru/company/ascon/blog/696740/ Опыт портирования геометрического ядра C3D на платформу «Эльбрус»]
* [http://habr.com/ru/company/rostelecom/blog/562858/ История портирования Reindexer'а – как покорить Эльбрус за 11 дней]
* [http://habr.com/ru/company/ashmanov_net/blog/469033/ Запуск на Эльбрусе платформы для нейросетей PuzzleLib]
* [[эльбрус/отладка]]
* неофициальное: [http://github.com/nrdmn/elbrus-docs elbrus-docs.git], [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1p8K5DWBsXTpCDk3TdFwMaTFIadAFuxaH4zfnJXUxK94/edit e2k_opcodes]
* [[Ports/loongarch64/Porting|коллеги с loongarch64]]


= Примечания =
= Примечания =

Текущая версия от 20:02, 7 декабря 2023

Перенос ПО на платформу Эльбрус

Почему? -- на e2k не будут работать программы, скомпилированные для других архитектур, например, x86 или ARM[1]. Зачем? -- см. ЧаВо.

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.

Также обратите внимание: прописанные сборочные зависимости далеко не всегда минимальны, порой при сложностях стоит посмотреть, а не лучше ли на первом этапе оторвать (скажем, перенеся под %ifnarch %e2k) необязательную зависимость или отключить "ручку" (--without jit), лишившись части функциональности на конкретной архитектуре, но привнеся остальную часть.

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[2]:

- fix build on newer arches

Если апстрим без GPL3-фобии -- стоит предложить обновить сразу там.

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; поправьте команду по месту):

# lcc's cpp adds an extra space breaking this regex
sed -r -i 's,\^boost(.)lib(.)version,boost\1lib\2version,' configure m4/boost.m4

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__.

Про невыровненный доступ к памяти на версиях архитектуры до пятой включительно ("Эльбрус-8СВ") известно, что он достаточно дорогой; поэтому про unaligned access интересующемуся коду на <e2kv6 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.

Размеры типов можно глянуть в патче к nspr.

cmake

В альтовых пакетах на cmake исправления проверок битности порой выглядят примерно так[3]:

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

boost

В проектах на boost порой попадается тот ax_boost_base.m4, где в проверку на lib64 забит список архитектур; его придётся поправить перед запуском autoreconf[4] как-то так:

%ifarch %e2k ppc64le riscv64 loongarch64
sed -i 's,aarch64,&|e2k|ppc64le|riscv64|loongarch64,' m4/ax_boost_base.m4
%endif

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

Обратите внимание: характерная диагностика configure: error: Could not link against -l... может наводить на ложный след, если сбоит тест boost (но не приводит к останову), а вываливается тест последующей библиотеки.

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.

SIMD

Алгоритм портирования таких программ простой:

  1. ищем в исходниках макрос __x86_64__[5] 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[6];
  4. к asm-вставкам нужно творчески подходить[7], 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:

Во-первых, lcc есть не только для e2k (привет sparc), поэтому если делается патч под особенности lcc, то правильнее использовать __LCC__ (скорее даже __EDG__ для фронтенда edg, можно проверить на старых ICC тем же Compiler Explorer); обратите внимание, порой уже есть #ifdef __ICC либо #if defined(__INTEL_COMPILER), в каковом случае можно либо пропатчить, расширив список, либо взвести проверяемое:

%add_optflags -D__ICC

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

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[8]

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, mcst#6511, mcst#8456

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 процессора если код скомпилирован под другой процессор и даже если недоступен /proc/cpuinfo. Для него написана маленькая библиотека под WTFPL.

rdtsc

Вместо ассемблерных вставок для обращения к TSC применяйте интринсик:

#include <x86intrin.h>
uint64_t time = __rdtsc();
// same: unsigned aux; uint64_t time = __rdtscp(&aux);

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[9]. 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[10].

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.

waf

Если для сборки предлагается старый безэльбрусный waf, добавьте в waflib/Tools/c_config.py строчку

'__e2k__'     : 'e2k',

после описания xtensa.

%set_gcc_version

Альт-специфика: если какой-либо пакет не собирается (или перестал собираться после его обновления) с чем-то вроде

E: Couldn't find package gcc12-c++

-- видимо, майнтейнер обошёл слом сборки этой версии пакета на другой версии gcc в сизифе таким образом; поскольку lcc представляет из себя другой компилятор (и прикидывается, как правило, на несколько версий более старым gcc, чем в сизифе) -- на e2k есть смысл такие ограничения убрать: соберётся и заработает -- хорошо, нет -- ну нет.

На том же примере igraph это выглядит так:

+%ifarch %e2k
+%define gcc_ver %nil
+%else
 %define gcc_ver 12
+%endif
+%if 0%gcc_ver
 export CC=gcc-%gcc_ver
 export CXX=g++-%gcc_ver
+%endif

Ссылки

Примечания

  1. точнее, для x86 есть бинарный транслятор, но это средство совместимости, а не нормальное явление
  2. поскольку затрагивает и riscv64, и обычно aarch64
  3. либо можно задействовать %_libsuff
  4. или найти этот фрагмент в уже сгенерированном configure, что несколько сложней
  5. или же __amd64__
  6. расширения системы команд SSE4.2 и AVX1 в каком-то виде также поддержаны в компиляторе, но, возможно, быстрее не будет
  7. <ilyakurdyukov> Такое:
        inline int getCSR()
        {
            int result;
            asm volatile("stmxcsr %0" : "=m" (result));
            return result;
        }
    
        inline void setCSR(int a)
        {
            int temp = a;
            asm volatile("ldmxcsr %0" : : "m" (temp));
        }
    

    лучше делать так:

        inline int getCSR() { return _mm_getcsr(); }
    
        inline void setCSR(int a) { _mm_setcsr(a); }
    

    но надо добавить заголовок для работы интринсиков:

    #include <xmmintrin.h>
    
  8. соображения коллег из МЦСТ (#8192#22):
    lcc: __EDG__ __GNUC__ __LCC__ __MCST__
    clang: __clang__ __LCC__ __MCST__
    gcc: __GNUC__ __MCST__

    ...плюс архитектурнозависимый
  9. 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
  10. 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