コグノスケ

STATIONflow のバグ

STATIONflow バグってますね……。ゲーム進行速度を最大にすると勝手に評価が下がってしまいます。これはあんまりだ。

ゲーム進行速度を最大の 3 にすると、評価がかなり下がります。速度 1 or 2 なら A+（1枚目）ですが、速度 3 だと B（2枚目）です。他は何も変えず、速度だけ変えた結果です。

STATIONflow 速度 2

STATIONflow 速度 3

STATIONflow は評価と収入が直結しており、評価が 2段階下がると大赤字です。画像の右下が収入ですが、A+ 316000 から B 158000 に下がってますよね？

速度 3 のときの客の評価値を見ると、利用施設の待ち時間に対する評価が軒並み悪化しています。速度 3 だけ待ち時間の計算をミスってるんじゃないでしょうか？

あまりにも評価が乱高下するから、何が起きたのか結構悩んでしまいました。無駄に悩んだ時間を返せ。

STATIONflow

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

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;

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

$ 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 - define_insn も必要

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

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

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

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！