Несимметрия конечного результата vinavr компилятора Опции

[=GM=]

Всем привет.
Такой вопрос. Почему код

Код

  while(pph!=&ph[8])
  {
   *(pph++)=~(*(pph-4));
  },

в котором берётся часть массива, инвертируется и записывается в другое место, компилируется в такой несимметричный код?

Код

  while(pph!=&ph[8])
  {
   *(pph++)=~(*(pph-4));
  94:    fd 01           movw    r30, r26
  96:    34 97           sbiw    r30, 0x04; 4
  98:    80 81           ld    r24, Z
  9a:    80 95           com    r24
  9c:    8c 93           st    X, r24
  9e:    80 91 71 00     lds    r24, 0x0071
  a2:    80 95           com    r24
  a4:    11 96           adiw    r26, 0x01; 1
  a6:    8c 93           st    X, r24
  a8:    11 97           sbiw    r26, 0x01; 1
  aa:    90 91 72 00     lds    r25, 0x0072
  ae:    89 2f           mov    r24, r25
  b0:    80 95           com    r24
  b2:    12 96           adiw    r26, 0x02; 2
  b4:    8c 93           st    X, r24
  b6:    12 97           sbiw    r26, 0x02; 2
  b8:    80 91 73 00     lds    r24, 0x0073
  bc:    80 95           com    r24
  be:    13 96           adiw    r26, 0x03; 3
  c0:    8c 93           st    X, r24
  }

Казалось бы чего проще, для всех 4-х байт сделать одно и тоже действие: загрузить байт
в регистр, а лучше бы воспользоваться регистровой парой Z, инвертировать и записать в
новое место, указываемое парой Х. Дальше, почему бы не использовать постинкремент Х+
вместо двух команд adiw и st? Может, кто-то знает, как переделать си-код в нечто подобное?

[demiurg_spb]

Мне вообще представленная ТС строка не нравится

*(pph++)=~(*(pph-4));

приходится напрягать мозг чтобы понять что произойдёт тут и вспоминать точки следования
ИМХО так значительно прозрачнее

Код

pph[0] = ~pph[-4];
pph++;

ну или даже так

Код

*pph++ = ~pph[-4]

не, так плохо, прогнал, и на компиляции получил предупреждение о возможном неопределённом поведении. {дополнено позже}

при грамотном использовании инлайн-асм gcc позволяет сделать практичеки чудеса

Это наверно так, но у меня к примеру почему-то простейшая конструкция не выходит (правда я нашёл другой способ решить мою задачу)

Код

#define makeword16(b0,b1)                                                     \
(__extension__({                                                              \
    uint8_t  __b0 = (uint8_t)(b0);                                            \
    uint8_t  __b1 = (uint8_t)(b1);                                            \
    uint16_t __result;                                                        \
    __asm__ __volatile__                                                      \
    (                                                                         \
        "\n\t"                                                                \
        "mov %A0,%A1"                       "\n\t"                            \
        "mov %B0,%A2"                       "\n\t"                            \
        : "=r" (__result)                   /* output operands */             \
        : "r" (__b0),                       /* input operands */              \
          "r" (__b1)                                                          \
    );                                                                        \
    __result;                                                                 \
}))

uint8_t b[n];
uint16_t x = makeword16(b[1],b[0]); //read big-endian value
...

получаем

Код

     582:    81 81           ldd    r24, Z+1; 0x01
     584:    90 81           ld    r25, Z
     586:    88 2f           mov    r24, r24     // я плакал:(
     588:    99 2f           mov    r25, r25     // дважды:(

Если вы сможете мне помочь буду очень благодарен за развитие кругозора. Спасибо!

[=GM=]

1) Мне вообще представленная ТС строка не нравится *(pph++)=~(*(pph-4));

приходится напрягать мозг чтобы понять что произойдёт тут и вспоминать точки следования

2) ИМХО так значительно прозрачнее

Код

pph[0] = ~pph[-4];
pph++;

Моя версия компилятора даёт один и тот же ассемблерный код для обоих вариантов 1 и 2.

while(pph!=&ph[8])
{
*(pph++)=~(*(pph-4));
98: 80 91 70 00 lds r24, 0x0070
9c: 80 95 com r24
9e: 80 93 74 00 sts 0x0074, r24
a2: 80 91 71 00 lds r24, 0x0071
a6: 80 95 com r24
a8: 80 93 75 00 sts 0x0075, r24
ac: 80 91 72 00 lds r24, 0x0072
b0: 80 95 com r24
b2: 80 93 76 00 sts 0x0076, r24
b6: 80 91 73 00 lds r24, 0x0073
ba: 80 95 com r24
bc: 80 93 77 00 sts 0x0077, r24

И сначала мне больше понравилась ваша версия 2, поскольку никаких предупреждений не было, а в моём варианте было предупреждение: operation on pph may be undefined - операция с pph может быть неопределенной.

Но присмотревшись к коду, я понял к чему относится предупреждение. По си коду указатель pph в процессе исполнения кода увеличивается на 4, а в листинге указатель кода никак не участвует, поскольку там цикл развернут и применена прямая адресация! Поэтому компилятор предупреждает, что если вы будете использовать pph дальше, то содержимое указателя может быть отлично от того, на что вы рассчитывали. Я считаю, что лучше пусть будет предупреждение просто как напоминание, что может произойти в дальнейшем.

А чудеса с оптимизацией продолжаются. Из такого си кода, больше ничего нет

int main(void) //LCD test
{
unsigned char *pph;
unsigned char *pdg;
while(1)
{
pdg=&dig[0];
pph=&ph[4];
while(pph!=&ph[8])
{
*(pph++)=~(*(pph-4));
}
}
}

получается такой ассемблерный листинг

int main(void) //LCD test
{
5e: e4 e7 ldi r30, 0x74 ; 116
60: f0 e0 ldi r31, 0x00 ; 0
pph=&ph[4];
while(pph!=&ph[8])
{
*(pph++)=~(*(pph-4));
62: 34 97 sbiw r30, 0x04 ; 4
64: 80 81 ld r24, Z
66: 34 96 adiw r30, 0x04 ; 4
68: 80 95 com r24
6a: 81 93 st Z+, r24
}
while((pdg)!=&dig[4]);
pph=&ph[4];
while(pph!=&ph[8])
6c: 80 e0 ldi r24, 0x00 ; 0
6e: e8 37 cpi r30, 0x78 ; 120
70: f8 07 cpc r31, r24
72: b9 f7 brne .-18 ; 0x62 <main+0x4>
74: 34 97 sbiw r30, 0x04 ; 4
76: f5 cf rjmp .-22 ; 0x62 <main+0x4>

Умереть-не встать: теперь компилятор решил не разворачивать цикл while. Не могу понять, по какой причине меняется генерируемый код - по воле левой ноги компилятора или я делаю что-то не так?

[ReAl]

И сначала мне больше понравилась ваша версия 2, поскольку никаких предупреждений не было, а в моём варианте было предупреждение: operation on pph may be undefined - операция с pph может быть неопределенной.

Но присмотревшись к коду, я понял к чему относится предупреждение. По си коду указатель pph в процессе исполнения кода увеличивается на 4, а в листинге указатель кода никак не участвует, поскольку там цикл развернут и применена прямая адресация! Поэтому компилятор предупреждает, что если вы будете использовать pph дальше, то содержимое указателя может быть отлично от того, на что вы рассчитывали. Я считаю, что лучше пусть будет предупреждение просто как напоминание, что может произойти в дальнейшем.

Нет, не так.
Перепишите цикл следующим образом

Код

while(pph!=&ph[8])
{
    *pph=~(*(pph-4));
    ++pph; // Ну или pph++
}

и убедитесь, что сообщение пропало, хотя указатель так же меняется.
Дело тут в том, что эффект от операции pph++ может быть сделан где угодно между уже упомянутыми точками следования.
И строка

Код

{   *pph++=~(*(pph-4));  }

имеет одинаковое право быть скомпилированной и как вышло, и так:

Код

{
   temp_ptr1 = pph
   pph = pph + 1    <- эта строка имеет право стоять где угодно в пределах от { до;
   temp_ptr2 = pph - 4
   temp_var1 = *temp_ptr2
   temp_var1 = ~temp_var1
   *temp_ptr1 = temp_var1
;

и на какой-то другой архитектуре это может оказаться выгоднее, например, по скорости исполнения.
С-шная строка та же, а результат разный. Стандарт такие места обозначил как undefined behaviour, так как попытка задать что-то жесткое может ухудшить оптимизацию в других местах.
Классика.

[=GM=]

Не понимаю разницы, оба варианта псевдокода приведите, чтобы сравнить.

(Добавлено позже)
1) Здесь не могу согласиться с вашим высказыванием, что "эта строка имеет право стоять где угодно в пределах от { до;"
Эта строка не может стоять первой
{
temp_ptr1 = pph
pph = pph + 1 <- эта строка имеет право стоять где угодно в пределах от { до;
temp_ptr2 = pph - 4
temp_var1 = *temp_ptr2
temp_var1 = ~temp_var1
*temp_ptr1 = temp_var1
;

2) Для компилятора в таком коде *pph++=~(*(pph-4)); нет ничего неоднозначного. Судите сами. Берется значение по
адресу (pph-4), инвертируется, сохраняется по адресу (pph), затем адрес (pph) увеличивается на 1. Где тут неоднозначность?
Здесь компилятор даже предупреждения не может выставить.

[HHIMERA]

2 =GM=
А вопрос применения МК с хадварной поддержкой LCD рассматривался???
Ну там... PIC какой... или STM8L ...
Или всё это только "мазохизма ради" ???

[=GM=]

2 =GM=
А вопрос применения МК с хадварной поддержкой LCD рассматривался???
Ну там... PIC какой... или STM8L ...Или всё это только "мазохизма ради" ???

Всё началось отсюда, там на основе
сломанного электронного термометра был сделан пробник-минивольтметр.

Что касается других МК. На STM32F100 discovery писал программку вывода на ЛСД,
который стоит на плате, вот там просто исплевался! Не знаю, кто придумал такое
аппаратное двухмерное представление сегментов, возможно индусы, тогда я думал о
них гораздо лучше, чем они есть на самом деле, но ХУЖЕ просто невозможно придумать,
это даже не мазохизм, а примерно как ржавой тупой пилой самому пилить зажатые в
тисках гениталии.

{
temp_ptr1 = pph
pph = pph + 1 <- эта строка имеет право стоять где угодно в пределах от { до;
temp_ptr2 = pph - 4
temp_var1 = *temp_ptr2
temp_var1 = ~temp_var1
*temp_ptr1 = temp_var1
;

Извините, Александр, с ходу не углядел, но третью строку вы неправильно представляете. Должно быть "temp_ptr2 = temp_ptr1-4", а не " temp_ptr2 = pph-4".

Кстати, порядок для операции присваивания вполне определённый - справа налево.

[ReAl]

Извините, Александр, с ходу не углядел, но третью строку вы неправильно представляете. Должно быть "temp_ptr2 = temp_ptr1-4", а не " temp_ptr2 = pph-4".

Я всё написал правильно. Именно temp_ptr2 = pph-4.
И именно потому, что это один из допустимых вариантов, компилятор и выдаёт предупреждение udefined operation.

Кстати, порядок для операции присваивания вполне определённый - справа налево.

Ага, щас™

Код

unsigned char A;
unsigned char foo()
{
    unsigned char temp;
    temp = A = 3;    // Сначала присвоили A, а потом temp ?
    return temp;
}

Код

foo:    
    ldi r24,lo8(3); таки сначала temp
    sts A,r24     ; потом A
    ret

Определён не порядок присавиваний, а порядок вычисления присваивающих выражений.
Как видите, это несколько разные вещи, как и пара высказываний «имя массива есть указатель на его первый элемент» (почти правда, работающая в большинстве случаев, как и «порядок присваиваний», но иногда приводящая к недоумению) и «имя массива автоматически приводится к указателю на его первый элемент во всех случаях кроме...».

Благодаря определённому порядку во все переменные заносятся величины, полученные вычислениями справа налево, но порядок занесения величин (между двумя точками следования) неопределён. В корректной программе всё нормально.
В некорректной, как в Вашем случае с указателями или как в той цепочке a ^= b ^= a ^= b; компилятор выдаёт предупреждение, что операции над той или иной переменной неопределены.

[ReAl]

но порядок занесения величин (между двумя точками следования) неопределён.

Да, чтобы два раза не вставать...

В качестве упреждения разных «фи, какой он этот С, вот в ассемблере всё однозначно» предлагаю любителям PDP-11 сказать, что будет результатом операций

Код

  MOV (R0)+, R0;  как бы p = *p++;
  MOV R0, -(R0);  как бы *--p = p;

и при этом сказать, для какой модели PDP-11/версии микрокода такой результат будет :-)
Я уже точно не помню (оно мне и не нужно было, просто когда-то как казус запомнилось, но потом в понимании сути UB помогло), возможно, какая-то из этих строк одинаково выполнялась на любой PDP-11, но одна из них точно выполнялась по разному.

В корректной программе

В стандарте есть такое понятие «well-formed», «корректная» может и не самый лучший перевод, но у меня лучше не вышло.
Ещё там есть слова sequence point (точка следования), assignment expression (присваивающее выражение) и side effect (побочный эффект -- в частности, запись в левый операнд присваивающего выражения является побочным эффектом вычисления присваивающего выражения).
Там всё можно найти.

А я, пожалуй, на пару с Сергеем тоже на какое-то время уймусь.
Есть более интересные занятия, чем чтение стандарта вслух.