[参考译文] TMS320F280039：在编译器 O2优化下、UINT16减法优化为浮点减法、导致运算结果不正确

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https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1367043/tms320f280039-under-the-compiler-o2-optimizes-uint16-subtraction-is-optimized-into-floating-point-subtraction-resulting-in-incorrect-operation-results

器件型号：TMS320F280039

工具与软件：

编译器版本：TI v22.6.0.LTS

当我编写一个算法时、我发现在打开编译器的 O2水平优化后、控制器的系数生成不正确。所以我编写了以下代码进行测试、其中输入参数 w 为1：

struct TEST_STRUCT
{
    float f1;
    float f2;
};
volatile struct TEST_STRUCT TEST[5];

void TEST_FCN(float w)
{
    Uint16 Index;
    float w_temp;
    for( Index = 5 ; Index > 0 ; Index-- )
    {
        w_temp = w * ( Index * 2 - 1 );
        TEST[Index - 1].f1 = w_temp;
    }
}

开启 O2后生成的汇编代码如下：

        MOVB      XAR6,#4               ; [CPU_ALU] 
        MOVL      XAR4,#||TEST||+16     ; [CPU_ARAU] 
        MOVIZ     R3H,#16656            ; [CPU_FPU] 
	.dwpsn	file "../main.c",line 22,column 22,is_stmt,isa 0
        RPTB      ||$C$L2||,AR6         ; [CPU_ALU] |22| 
        ; repeat block starts ; [] 
||$C$L1||:    
        MOVIZ     R2H,#18303            ; [CPU_FPU] |22| 
	.dwpsn	file "../main.c",line 25,column 9,is_stmt,isa 0
        MPYF32    R1H,R0H,R3H           ; [CPU_FPU] |25| 
	.dwpsn	file "../main.c",line 22,column 22,is_stmt,isa 0
        MOVXI     R2H,#65024            ; [CPU_FPU] |22| 

        ADDF32    R3H,R3H,R2H           ; [CPU_FPU] |22| 
||      MOV32     *+XAR4[0],R1H         ; [CPU_FPU] |25| 

        SUBB      XAR4,#4               ; [CPU_ALU] |22| 
        ; repeat block ends ; [] 
||$C$L2||:    
$C$DW$11	.dwtag  DW_TAG_TI_branch
	.dwattr $C$DW$11, DW_AT_low_pc(0x00)
	.dwattr $C$DW$11, DW_AT_TI_return

        LRETR     ; [CPU_ALU] 
        ; return occurs ; []

问题在于(Index * 2 - 1)的优化：编译器将(Index * 2 - 1)修复到 R3H 寄存器、以便每个周期从 R3H 减去2。由于 Index 被声明为 UINT16无符号整数类型、因此编译器为 R2H 分配一个0x477ffe00 (65534)的值、并希望通过 R3H=R2H+R3H 执行等效的减法。但是、RxH 是浮点寄存器、编译器只能调用 ADDF32来执行浮点加法、从而导致错误的结果：

如果我将 Index 声明为 int16、则编译的汇编代码是正确的、结果是正确的：

        MOVB      XAR6,#4               ; [CPU_ALU] 
        MOVL      XAR4,#||TEST||+16     ; [CPU_ARAU] 
        MOVIZ     R1H,#16656            ; [CPU_FPU] 
	.dwpsn	file "../main.c",line 21,column 22,is_stmt,isa 0
        RPTB      ||$C$L2||,AR6         ; [CPU_ALU] |21| 
        ; repeat block starts ; [] 
||$C$L1||:    
	.dwpsn	file "../main.c",line 24,column 9,is_stmt,isa 0
        MPYF32    R2H,R0H,R1H           ; [CPU_FPU] |24| 
	.dwpsn	file "../main.c",line 21,column 22,is_stmt,isa 0
        ADDF32    R1H,R1H,#49152        ; [CPU_FPU] |21| 
	.dwpsn	file "../main.c",line 24,column 9,is_stmt,isa 0
        MOV32     *+XAR4[0],R2H         ; [CPU_FPU] |24| 
	.dwpsn	file "../main.c",line 21,column 22,is_stmt,isa 0
        SUBB      XAR4,#4               ; [CPU_ALU] |21| 
        NOP       ; [CPU_ALU] 
        NOP       ; [CPU_ALU] 
        ; repeat block ends ; [] 
||$C$L2||:    
$C$DW$11	.dwtag  DW_TAG_TI_branch
	.dwattr $C$DW$11, DW_AT_low_pc(0x00)
	.dwattr $C$DW$11, DW_AT_TI_return

        LRETR     ; [CPU_ALU] 
        ; return occurs ; []

可以看出、此时(索引* 2 - 1)固定为 R1H、生成的汇编指令为 ADDF32 R1H、R1H、#49152、即 R1H=R1H-2。

这是一个错误吗？

谢谢你。

1 年多前