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2010.01.03 [MIPS] Assembler 코드 살펴보기 - 4
2009.12.17 [MIPS] OSX에서 MIPS C Compiler를 빌드하기

Embedded2010. 1. 3. 07:59

[MIPS] Assembler 코드 살펴보기 - 4

이번에는 Loop문이 어떻게 바뀌는지에 대해서 살펴 봅니다.

예제를 새로 짜는 것 보다는 기존에 있던것을 가지고 한번 해보겠습니다.

아래는 NEWLIB 라이브러리에 있는 memset 함수입니다.

참고로, newlib은 c에서 사용하는 여러가지 라이브러리를 embedded 등에서 사용할 수 있도록 제공해주는 라이브러리입니다. 다양한 프로세서에 포팅되어 있습니다. 대부분의 함수가 C로 코딩되어 있지만, 속도가 필요한 부분이나 프로세서에 종속적인 부분에 대해서는 assembler로 되어 있습니다.

주어진 어드레스 m에서 시작해서 주어진 값 c를 n개의 메모리에 차례로 기록하는 것입니다.

........

#define PREFER_SIZE_OVER_SPEED 1

_PTR

_DEFUN (memset, (m, c, n),

_PTR m _AND

int c _AND

size_t n)

{

#if defined(PREFER_SIZE_OVER_SPEED) || defined(__OPTIMIZE_SIZE__) || defined(__mips16)

char *s = (char *) m;

while (n-- != 0)

{

*s++ = (char) c;

}

return m;

#else

char *s = (char *) m;

int i;

unsigned wordtype buffer;

......

#ifdef -else에서 #else는 복잡한(?) 판단문을 가지고 있으므로 위의 #ifdef를 이용하기로 합니다.

그래서 PERFER_SIZE_OF_SPEED를 Define하여서 #ifdef로 컴파일 되게 합니다.

코드를 보면 S라고 하는 스타팅 어드레스는 주어진 인자 m으로 세팅됩니다.

이후 while에서 n을 하나씩 밑으로 카운트 하면서 주어진 인자 c를 S포인터에 기록합니다.

이후 S 포인터를 하나씩 증가시킵니다.

컴파일 커맨드는 아래와 같습니다.

mips-elf-gcc -S -O2 memset.c -o memset.s

컴파일 결과는 아래와 같습니다.

.file 1 "memset.c"

.section .mdebug.abi32

.previous

.gnu_attribute 4, 1

.text

.align 2

.globl memset

.set nomips16

.ent memset

.type memset, @function

memset:

.frame $sp,0,$31 # vars= 0, regs= 0/0, args= 0, gp= 0

.mask 0x00000000,0

.fmask 0x00000000,0

.set noreorder

.set nomacro

beq $6,$0,$L7

move $2,$4

sll $5,$5,24

sra $5,$5,24

move $3,$4

$L3:

addiu $6,$6,-1

sb $5,0($3)

bne $6,$0,$L3

addiu $3,$3,1

$L7:

j $31

nop

.set macro

.set reorder

.end memset

.size memset, .-memset

.ident "GCC: (GNU) 4.4.2"

위에서 보면 우선 $6이 $0과 같으면 $L7으로 분기하도록 되어 있습니다.

$0는 0 레지스터 값이므로 항상 0을 가집니다. 즉 주어진 카운트 값이 0이면 더이상 할 필요가 없으므로, 그냥 일을 마치고 돌아가는 것입니다.

따라서 $6이 인자 c (count)에 해당된다는 것을 알수 있습니다.

그리고 그 밑에

sll $5,$5,24

sra $5,$5,24

구분은 쉬프트 구문인데 $5를 왼쪽으로 24번 보냈다가 오른쪽으로 다시 24번 보내는 구문입니다.

뻉뻉이 돌리는 것인데요, 이렇게 하면 상위 24비트는 모두 0가 됩니다. 위의 구문은 그냥

and $5 , $5 , 0xFF와 같은 구문이 됩니다.

이렇게 해서 하위 8비트 즉 하위 1Byte만 사용한다는 것입니다. 인자 리스트를 쭈욱 보면 c에 해당하는 것이

함수 중간에서 char로 사용하고 있으므로 $5는 c에 해당하는 것임을 눈치밥으로 알수 있습니다.

.......

*s++ = (char) c; <-- 요기서 c가 char로 쓰이므로 불필요한 상위 24비트를 날려버리는 것이빈다.

....

이렇게 해서 필요한 / 사용할 데이터 타입과 변수들을 정리해 두고 whil에 해당하는 루프를 시작합니다.

$L3:

addiu $6,$6,-1

sb $5,0($3)

bne $6,$0,$L3

addiu $3,$3,1

을 살펴 봅니다.

$6이 카운트 값이라고 하였으니 addiu $6,$6,-1 구문은 자연스럽게

...

while (n-- != 0)

...

에서 n--에 해당함을 알 수 있습니다.

이제 갑자기 나온 레지스터 $3 이 보이는데 코드를 보면 레지스터 $5의 값을 어드레스 $3에 기록하는 것을 알 수 있습니다. 즉 메모리에 쓰는 어드레스를 $3에 기록합니다. 따라서 C코드에서 변수 s에 해당하는 것이 $3임을 알수 있습니다.

이후 카운트 값 레지스터 $6이 0이 아니면 계속 루프를 돌고 0이면 밑으로 내려가도록 되어 있습니다.

addiu $3,$3,1 은

어드레스를 1 증가시키는 것에 해당합니다.

*s++ = (char) c;

에서 s++에 해당합니다.

이는 loop를 돌때 마다 해야 하므로 branch delay slot에 해당하는 BNE다음 구문으로 집어 넣습니다.

이렇게 해서 loop를 돌고 끝나면 jump로 복귀하게 됩니다.

복귀 문인 j 문 다음에 있는 NOP는 그냥 Delay Slot을 사용하지 않도록 하기 위해서 0으로 넣어버린 것입니다.

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Posted by GUNDAM_IM

ASIC SoC2009. 12. 17. 13:17

[MIPS] OSX에서 MIPS C Compiler를 빌드하기

오래간만의 컴파일러 빌드입니다.

1) binutils 설치하기

우선 binutils를 다운 받습니다.

커맨드는 아래와 같습니다.

cvs -z 9 -d :pserver:anoncvs@sourceware.org:/cvs/src login
{enter "anoncvs" as the password}
cvs -z 9 -d :pserver:anoncvs@sourceware.org:/cvs/src co binutils

빌드는 아래와 같이 합니다.

mkdir build

cd build

../binutils-2.20/configure --target=mips-elf --prefix=/Volumes/ZGUNDAM/usr/lcao --with-gnu-as --with-gnu-ld

make all
make install

설치가 끝나고 확인하면 아래와 같습니다.

GUNDAMMACPRO:build kevinIm$ ls /Volumes/ZGUNDAM/usr/local/bin/
mips-elf-addr2line mips-elf-ld mips-elf-ranlib mips-elf-strip
mips-elf-ar mips-elf-nm mips-elf-readelf
mips-elf-as mips-elf-objcopy mips-elf-size
mips-elf-c++filt mips-elf-objdump mips-elf-strings

패스가 추가되어야 하기 때문에

export PATH=$PATH:/Volumes/ZGUNDAM/usr/local/bin

으로 미리 추가해 둡니다.

2. gcc를 빌드하기

ftp.dti.ad.jp

에서 gcc 최신 버전을 다운 받습니다. 이 글을 쓰는 시점에서는 4.4.2입니다.

다운받아서 압축을 풀고 빌드를 합니다.

mkdir build
cd build
../gcc-4.4.2/configure --target=mips-elf --without-headers --with-gnu-as --with-gnu-ld --disable-shared --prefix=/Volumes/ZGUNDAM/usr/local/ --with-newlib --disable-libssp

그러면 아래와 같은 오류가 발생합니다.

....
checking for correct version of gmp.h... no
configure: error: Building GCC requires GMP 4.1+ and MPFR 2.3.2+.
Try the --with-gmp and/or --with-mpfr options to specify their locations.
Copies of these libraries' source code can be found at their respective
hosting sites as well as at ftp://gcc.gnu.org/pub/gcc/infrastructure/.
.......

GMP 4.1과 MPFR2.32 이상 버전이 필요하다는 의미입니다.
MAC에서는 소스를 가지고 와서 빌드하는 것과 fink등을 이용해서 다운 받는것이 가능합니다.
여기선 그냥 다운 받는것으로 하고 진행합니다.

sudo port install gmp
---> Fetching gmp
---> Attempting to fetch gmp-4.3.1.tar.bz2 from ftp://ftp.dti.ad.jp/pub/GNU/gmp
---> Verifying checksum(s) for gmp
---> Extracting gmp
---> Applying patches to gmp
---> Configuring gmp
---> Building gmp
---> Staging gmp into destroot
---> Installing gmp @4.3.1_1
---> Activating gmp @4.3.1_1
---> Cleaning gmp

GUNDAMMACPRO:build kevinIm$ sudo port install mpfr
---> Fetching lzmautils
---> Attempting to fetch lzma-4.32.7.tar.gz from http://distfiles.macports.org/lzmautils
---> Verifying checksum(s) for lzmautils
---> Extracting lzmautils
---> Configuring lzmautils
---> Building lzmautils
---> Staging lzmautils into destroot
---> Installing lzmautils @4.32.7_1
---> Activating lzmautils @4.32.7_1
---> Cleaning lzmautils
---> Fetching mpfr
---> Attempting to fetch patch01 from http://distfiles.macports.org/mpfr/2.4.1
---> Attempting to fetch patch02 from http://distfiles.macports.org/mpfr/2.4.1
---> Attempting to fetch patch03 from http://distfiles.macports.org/mpfr/2.4.1
---> Attempting to fetch patch04 from http://distfiles.macports.org/mpfr/2.4.1
---> Attempting to fetch mpfr-2.4.1.tar.lzma from http://distfiles.macports.org/mpfr/2.4.1
---> Verifying checksum(s) for mpfr
---> Extracting mpfr
---> Applying patches to mpfr
---> Configuring mpfr
---> Building mpfr
---> Staging mpfr into destroot
---> Installing mpfr @2.4.1-p4_1
---> Activating mpfr @2.4.1-p4_1
---> Cleaning mpfr

그러면 설치가 된다. 설치된 위치는 /opt/local입니다.
이 위치를 반영하여서 다시 아래와 같이 커맨드를 넣습니다.

GUNDAMMACPRO:build kevinIm$ ../gcc-4.4.2/configure --target=mips-elf --without-headers --with-gnu-as --with-gnu-ld --disable-shared --prefix=/Volumes/ZGUNDAM/usr/local/ --with-newlib --disable-libssp --with-gmp=/opt/local --with-mpfr=/opt/local --enable-languages="c"

make all

그러면 한참 컴파일을 합니다.

그러다가 다음과 같은 오류를 냅니다.

gcc -g -O2 -DIN_GCC -DCROSS_DIRECTORY_STRUCTURE -W -Wall -Wwrite-strings -Wstrict-prototypes -Wmissing-prototypes -Wcast-qual -Wold-style-definition -Wmissing-format-attribute -DHAVE_CONFIG_H -o cc1-dummy c-lang.o stub-objc.o attribs.o c-errors.o c-lex.o c-pragma.o c-decl.o c-typeck.o c-convert.o c-aux-info.o c-common.o c-opts.o c-format.o c-semantics.o c-ppoutput.o c-cppbuiltin.o c-objc-common.o c-dump.o c-pch.o c-parser.o c-gimplify.o tree-mudflap.o c-pretty-print.o c-omp.o dummy-checksum.o \
   main.o libbackend.a ../libcpp/libcpp.a ../libdecnumber/libdecnumber.a ../libcpp/libcpp.a ./../intl/libintl.a -liconv ../libiberty/libiberty.a ../libdecnumber/libdecnumber.a -L/opt/local/lib -L/opt/local/lib -lmpfr -lgmp
Undefined symbols:
"_iconv_close", referenced from:
   __cpp_destroy_iconv in libcpp.a(charset.o)
   __cpp_destroy_iconv in libcpp.a(charset.o)
   __cpp_convert_input in libcpp.a(charset.o)
   __nl_free_domain_conv in libintl.a(loadmsgcat.o)
"_iconv", referenced from:
   _convert_using_iconv in libcpp.a(charset.o)
   _convert_using_iconv in libcpp.a(charset.o)
......

이 오류는 다음과 같이 커맨드를 넣어서 해결한다.

sudo port deactivate libiconv
/sw/bin/fink update libgettext3-dev

이후에 make를 하면 잘 진행된다.

make all
make install

테스트를 하면

GUNDAMMACPRO:build kevinIm$ mips-elf-gcc --help
Usage: mips-elf-gcc [options] file...
Options:
-pass-exit-codes Exit with highest error code from a phase
--help Display this information
--target-help Display target specific command line options
--help={target|optimizers|warnings|params|[^]{joined|separate|undocumented}}[,...]
   Display specific types of command line options
(Use '-v --help' to display command line options of sub-processes)
--version Display compiler version information
-dumpspecs Display all of the built in spec strings
-dumpversion Display the version of the compiler
-dumpmachine Display the compiler's target processor
-print-search-dirs Display the directories in the compiler's search path
-print-libgcc-file-name Display the name of the compiler's companion library
-print-file-name=<lib> Display the full path to library <lib>
-print-prog-name=<prog> Display the full path to compiler component <prog>
-print-multi-directory Display the root directory for versions of libgcc
.......

3) Newlib 컴파일 하기

다운로드는 다음 커맨드로 받습니다.
cvs -z 9 -d :pserver:anoncvs@sources.redhat.com:/cvs/src login {enter "anoncvs" as the password} cvs -z 9 -d :pserver:anoncvs@sources.redhat.com:/cvs/src co newlib

../src/configure --target=mips-elf -prefix=/Volumes/ZGUNDAM/usr/local --with-gnu-as --with-gnu-ld

이후에

make all
make install

을 하면 됩니다.

확인은 아래와 같이 합니다.
GUNDAMMACPRO:build kevinIm$ ls /Volumes/ZGUNDAM/usr/local/mips-elf/lib/

cfe.ld ddb.ld ldscripts libidt.a libnullmon.a pcrt0.o
crt0.o el libc.a liblsi.a libpmon.a pmon.ld
crt0_cfe.o idt.ld libcfe.a libm.a lsi.ld soft-float
ddb-kseg0.ld idtecoff.ld libg.a libnosys.a nullmon.ld
GUNDAMMACPRO:build kevinIm$

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Posted by GUNDAM_IM

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