用于除法運(yùn)算的運(yùn)行時(shí)ABI輔助方法過載

工業(yè)和家用電器市場(chǎng)中的各種應(yīng)用要求使用數(shù)學(xué)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)不同的算法和計(jì)算?；?Cortex?-M0+的單片機(jī)包含加法、減法和乘法指令。Cortex-M0+架構(gòu)沒有用于除法運(yùn)算的匯編指令，除法邏輯可以根據(jù)不同的編譯器而變化?；?Arm? Cortex-M0+的單片機(jī)（MCU）具有一個(gè)可配置選項(xiàng)，可通過該選項(xiàng)使用快速乘法器進(jìn)行乘法運(yùn)算。基于該可配置選項(xiàng)，乘法運(yùn)算可以為單個(gè)周期指令到最多 32 個(gè)周期指令不等。 SAMC21（一款 Cortex-M0+ MCU）非常適合需要數(shù)學(xué)計(jì)算的應(yīng)用。SAMC21 MCU 具有可進(jìn)行乘法運(yùn)算的快速單周期乘法器選項(xiàng)，還具有一個(gè)新的外設(shè)，稱為除法和平方根加速器（Division and Square RootAccelerator，DIVAS），可用于執(zhí)行快速除法和平方根運(yùn)算。

概念

適用于Arm架構(gòu)的應(yīng)用程序二進(jìn)制接口（ABI）包含一系列標(biāo)準(zhǔn)，其中有些是開放的標(biāo)準(zhǔn)，還有一些是 Arm 架構(gòu)專用標(biāo)準(zhǔn)。ABI 可管控各種基于 Arm 的執(zhí)行環(huán)境中二進(jìn)制文件和開發(fā)工具的互操作。支持 Arm MCU 的編譯器需符合這些標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的其中一項(xiàng)是適用于 Arm 架構(gòu)的運(yùn)行時(shí) ABI。此標(biāo)準(zhǔn)為 ABI 指定輔助函數(shù)，使之能夠支持 C、C++和算術(shù)運(yùn)算。對(duì)于除法，編譯器會(huì)用各自的庫代碼替換除法和模運(yùn)算符（即，使用重復(fù)減法來實(shí)現(xiàn)除法）。該庫代碼將數(shù)百個(gè)字節(jié)添加到代碼存儲(chǔ)器，MCU 消耗 50 到 400 之間任意數(shù)量的時(shí)鐘周期，具體取決于操作數(shù)的大小。編譯器可通過過載運(yùn)行時(shí)ABI 輔助方法來使用 DIVAS 功能。DIVAS 展現(xiàn)出的性能優(yōu)于編譯器除法（即，比除法 65535/3 少 50 個(gè)時(shí)鐘周期）。DIVAS 支持整數(shù)平方根運(yùn)算，而不需要任何額外的庫依賴關(guān)系。

解決方案/實(shí)現(xiàn)

DIVAS 只支持 32 位整數(shù)除法。用于除法運(yùn)算的運(yùn)行時(shí) ABI 輔助方法過載，以便編譯器了解除法應(yīng)使用DIVAS 功能進(jìn)行除法。根據(jù)運(yùn)行時(shí) ABI 標(biāo)準(zhǔn)，32 位整數(shù)除法函數(shù)在 r0 中返回商，或在{r0, r1}中返回商和余數(shù)。

• DIVAS除法運(yùn)算

• DIVAS平方根運(yùn)算