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本期为你带来

《鲲鹏芯片代码移植参考手册(一)》

简介

1.编程语言简介

按照翻译方式的不同，高级语言通常可以分为两类：一类是编译翻译，一类是解释翻译，分别对应着编译型语言和解释型语言。 

编译型语言

典型的如C、C++语言，都属于编译型语言，源代码到执行的过程概括如图1-1所示。C/C++编译好的程序是机器指令，由操作系统加载到存储器(一般为内存)后由CPU直接执行。

图1-1 编译型语言执行过程

解释型语言

典型的如Java、Python语言，都属于解释型语言，源代码到执行的过程概括如图1-2所示。Java/Python编译好的程序是平台无关的字节码，由虚拟机解释执行，虚拟机完成平台差异的屏蔽。

图1-2 解释型语言执行过程

2.基于编译型语言开发的应用程序

基于编译型语言开发的应用程序，例如C/C++语言应用程序，其编译后得到可执行程序，可执行程序执行时依赖的指令是CPU架构相关的。因此，基于x86架构编译的C/C++语言应用程序，无法直接在TaiShan服务器运行，需要进行移植编译，移植编译过程中遇到的问题可以参考第2、3章提供的方法解决。

3.基于解释型语言开发的应用程序

基于解释型语言开发的应用程序，是CPU架构不相关的，例如Java、Python，将这类应用程序移植到TaiShan服务器，无需修改和重新编译，按照与x86一致的方式部署和运行应用程序即可。Java应用程序jar包内，可能包含基于C/C++语言开发的so库文件，这类so库需要移植编译，移植编译so库遇到的问题可以参考第2、3章提供的方法解决，使用编译得到的so库重新打包jar包。

准备工作

C/C++程序移植需要安装编译器，推荐使用gcc7.3及以上版本(最低不低于4.8.5)，下载安装参考链接:

gcc7.3版本下载地址：

http://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-7.3.0/

安装步骤参考：

https://gcc.gnu.org/install/

移植相关问题处理

1.编译脚本移植类问题

1.1 -m64编译选项

现象描述

告警信息：

gcc: error: unrecognized command line option ‘-m64’

可能原因

-m64是x86 64位应用编译选项，m64选项设置int为32bits及long、指针为64 bits，为AMD的x86 64架构生成代码。在ARM64平台无法支持。

处理步骤

将ARM64平台对应的编译选项设置为-mabi=lp64。

1.2 char数据类型的符号

现象描述

告警信息：

warning: comparison is always false due to limitedrange of data type

可能原因

char变量在不同CPU架构下默认符号不一致，在x86架构下为signed char，在ARM64平台为unsigned char，移植时需要指定char变量为signed char。

处理步骤

在编译选项中加入“-fsigned-char”选项，指定ARM64平台下的char为有符号数。

2.源码修改类问题

2.1 代码中汇编指令需要重写

现象描述

ARM的汇编语言与x86完全不同，需要重写，涉及使用嵌入汇编的代码，都需要针对ARM进行配套修改。

处理步骤

需要重新实现汇编代码段。

示例：

在x86架构下：

在ARM64平台下，使用gcc内置函数实现：

2.2替换x86 CRC32汇编指令

现象描述

编译错误：

unknown mnemonic `crc32q' -- `crc32q (x3),x2'或operand 1 should be an integer register -- `crc32b (x1),x0'

或unrecognized command line option ‘-msse4.2’。

可能原因

x86使用的是crc32b、crc32w、crc32l、 crc32q汇编指令完成CRC32C校验值计算功能，而ARM64平台使用crc32cb、crc32ch、crc32cw、crc32cx 4个汇编指令完成CRC32C校验值计算功能。

处理步骤

请使用crc32cb、crc32ch、crc32cw、crc32cx取代x86的CRC32系列汇编指令，替换方法如表3-1所示，并在编译时添加编译参数-march=armv8+crc。

表2-1 替换方法

示例：

在x86下的实现：

在ARM64平台下的实现：

2.3替换x86 bswap汇编指令

现象描述

编译报错：

Error: unknown mnemonic `bswap' -- `bswap x3'。

可能原因

bswap是x86的字节序反序指令，需替换为ARM64的rev指令。

处理步骤

x86指令实现的bswap如下：

替换为ARM64指令后如下：

2.4替换x86 rep汇编指令

现象描述

编译报错：

unknown mnemonic `rep` -- `rep`。

可能原因

rep为x86的重复执行指令，需替换为ARM64的rept指令。

处理步骤

修改方法参考如下：

X86实现样例：

TaiShan实现样例，本样例实现空指令，参数n为循环次数：

2.5快速移植内联SSE/SSE2应用

现象描述

部分应用采用了gcc封装的用SSE/SSE2实现的函数，但是gcc目前没有提供对应的ARM64平台版本，需要实现对应函数。

处理步骤

目前已有开源代码实现了部分ARM64平台的函数，代码下载地址：https://github.com/open-estuary/sse2neon.git。

步骤一

将下载项目中的SSE2NEON.h文件拷贝到待移植项目中。

步骤二

在源文件中删除如下代码。

步骤三

在源代码中包含头文件SSE2NEON.h。

下期预告

《鲲鹏芯片代码移植参考手册(二)》

请准备好你们的小板凳