Re: [avr-gcc-list] binutils 2.22 blow up program size with -flto

[Georg-Johann Lay]

Georg-Johann Lay wrote:
> 
> [...]
> 
> One known problem is the way AVR-Libc "supplies" basic single float (SF)
> routines:  It "overrides" the routines from libgcc for some reasons.
> 
> This relies on a specific -library sequence during the final link.
> 
> Suppose the following small program:
> 
> /* foo.c */
> float volatile f;
> 
> int main (void)
> {
>     return f;
> }
> 
> And compile it to foo.o with, say
> 
> $ avr-gcc -mmcu=atmega8 foo.c -Os -flto -c
> 
> Then link with
> 
> $ avr-gcc -mmcu=atmega8 foo.o -Os -o foo.elf -lm -v
> 
> and with by setup (avr-gcc 4.7.1, binutils ~2.23, AVR-Libc 1.8.0)
> the elf has a size of 278 bytes.
> 
> $ avr-gcc -mmcu=atmega8 foo.o -Os -o foo.elf -lm -v -flto
> 
> gives a size of 582 bytes because the SF routines from libgcc are
> linked:
> 
>>> COLLECT_GCC_OPTIONS='-mmcu=atmega8' '-Os' '-o' 'foo.elf' '-v' '-flto'
>>> .../collect2.exe ... -plugin-opt=-pass-through=-lgcc
>>> -plugin-opt=-pass-through=-lc -plugin-opt=-pass-through=-lgcc -flto
>>> -m avr4 -o foo.elf ... -lm -lgcc -lc -lgcc
> 
> The -v options does not show how the final link is actually performed,
> but the result indicates that it's similar to
> 
> $ ld ... -lgcc -lc -lgcc -m avr4 -o foo.elf ... -lm -lgcc -lc -lgcc
> 
> For the test case a hack around is to link with
> 
> $ avr-gcc ... -nodefaultlibs -lm -lgcc -lc -lgcc
> 
> instead of with -lm.  Thus we have just another déjà-vu of PR28718...
> 
> One proposed hack was to add a configure option to GCC:
> 
> From 2011-11-10 [off-list] PR28718 Infos?
> 
>> As Georg-Johann Lay wrote:
>>
>> >> Dazu habe ich folgende Fragen:
>> >> >> o Ist sowas überhaupt sinnvoll (per extra configure-Option)?
>>
>> Sinnvoller würde ich es finden, die avr-libc-Teile stattdessen in die
>> libgcc zu packen, aber ich fürchte, dass das mit all dem copyright
>> assignment Krams für die beteiligten Leute zumindest ein jahrelanger
>> Prozess wäre, einschließlich des Umschreibens der Lizenz.  Teilweise
>> stammt der Code noch von Michael Stumpf (2002 geschrieben), und ihn
>> hatten wir damals extra noch um die Genehmigung gebeten, seinen Code
>> unter BSD-Lizenz zu stellen (ursprünglich war er unter GPL), damit er
>> zur Lizenz der übrigen avr-libc passt.
>>
>> >> o Falls ja: Welche libgcc-Funktionen werden auch von der
>> >>    avr-libc dargestellt und können über den geplanten Mechanismus
>> >>    rausgekickt werden?
>>
>> Gute Frage.  ;-)
>> % nm /usr/local/avr/lib/libm.a | grep 'T __'
>>
>> 00000002 T __addsf3
>> 00000000 T __subsf3
>> 00000000 T __cmpsf2
>> 00000000 T __eqsf2
>> 00000000 T __lesf2
>> 00000000 T __ltsf2
>> 00000000 T __nesf2
>> 00000000 T __divsf3
>> 00000000 T __fixsfdi
>> 0000000a T __fixunssfdi
>> 00000000 T __fixsfsi
>> 00000000 T __fixunssfsi
>> 00000000 T __floatdisf
>> 00000004 T __floatsisf
>> 00000000 T __floatunsisf
>> 00000000 T __floatundisf
>> 00000000 T __gesf2
>> 00000000 T __gtsf2
>> 00000000 T __mulsf3
>> 00000000 T __negsf2
>> 00000000 T __unordsf2
> 
> I cut down that list to possible candidates (__fp_* are not).
> 
>> Das müssten sie sein, oder?
> 
> Maybe there are some missing like ffs, parity, popcount, etc.
> 
>> Disclaimer: das oben ist erstmal nur für avr3 direkt aus den binären
>> Bibliotheken gezogen.  Wir sollten dafür in der avr-libc noch eine
>> Methode finden, eine solche Liste explizit zu pflegen und dann auch zu
>> testen, dass genau die in dieser Liste genannten Symbole auch
>> tatsächlich vorhanden sind.
>>
>> Schwierig wird das natürlich mit der relativen Unabhängigkeit von
>> Compiler und Bibliothek bei irgendwelchen Änderungen.
> 
> Or instead of --with-avrlibc=yes or --with-avrlibc=1.8.0 there could
> be --with-lib2funcs-exclude=<list> append to LIB2FUNCS_EXCLUDE.

Attached is a patch that supports --with-avrlibc=yes as
GCC configure option.

> avr.h currently has no macro to define LINK_GCC_C_SEQUENCE_SPEC which
> defaults to "%G %L %G".

Maybe this has to be adjusted, too, i.e. something like
"%G %L %G %L"
which covers the case when AVR-Libc uses fixed-point support from
libgcc which use float-functions in AVR-Libc.

Johann

--

libgcc/
        * config.host (tmake_file && avr-*-*): Add avr/t-avrlibc if
        configured --with-avrlibc=yes
        * Makefile.in (FPBIT_FUNCS): filter-out LIB2FUNCS_EXCLUDE.
        (DPBIT_FUNCS): Ditto.
        (TPBIT_FUNCS): Ditto.
        * config/avr/t-avrlibc: New.

Index: libgcc/config.host
===================================================================
--- libgcc/config.host  (revision 190644)
+++ libgcc/config.host  (working copy)
@@ -380,6 +380,9 @@ avr-*-rtems*)
 avr-*-*)
        # Make HImode functions for AVR
        tmake_file="${cpu_type}/t-avr t-fpbit"
+       if test x$with_avrlibc = xyes; then
+           tmake_file="$tmake_file ${cpu_type}/t-avrlibc"
+       fi
        tm_file="$tm_file avr/avr-lib.h"
        ;;
 bfin*-elf*)
Index: libgcc/Makefile.in
===================================================================
--- libgcc/Makefile.in  (revision 190644)
+++ libgcc/Makefile.in  (working copy)
@@ -516,6 +516,10 @@ FPBIT_FUNCS := $(filter-out _sf_to_tf,$(
 DPBIT_FUNCS := $(filter-out _df_to_tf,$(DPBIT_FUNCS))
 endif
 
+FPBIT_FUNCS := $(filter-out $(LIB2FUNCS_EXCLUDE),$(FPBIT_FUNCS))
+DPBIT_FUNCS := $(filter-out $(LIB2FUNCS_EXCLUDE),$(DPBIT_FUNCS))
+TPBIT_FUNCS := $(filter-out $(LIB2FUNCS_EXCLUDE),$(TPBIT_FUNCS))
+
 fpbit-src := $(srcdir)/fp-bit.c
 
 # Build FPBIT.
Index: libgcc/config/avr/t-avrlibc
===================================================================
--- libgcc/config/avr/t-avrlibc (revision 0)
+++ libgcc/config/avr/t-avrlibc (revision 0)
@@ -0,0 +1,36 @@
+LIB2FUNCS_EXCLUDE += \
+       _compare_sf \
+       _eq_sf \
+       _ne_sf \
+       _gt_sf \
+       _ge_sf \
+       _lt_sf \
+       _le_sf \
+       _unord_sf \
+       \
+       _negate_sf \
+       _addsub_sf \
+       _mul_sf \
+       _div_sf \
+       \
+       _si_to_sf  _sf_to_si \
+       _usi_to_sf _sf_to_usi
+
+# DF
+LIB2FUNCS_EXCLUDE += \
+       _sf_to_df
+
+LIB2FUNCS_EXCLUDE += \
+       _fixunssfsi \
+       _fixsfdi \
+       _fixunssfdi \
+       _floatdisf \
+       _floatundisf
+
+# DF
+LIB2FUNCS_EXCLUDE += \
+       _fixdfdi \
+       _fixunsdfsi \
+       _fixunsdfdi \
+       _floatdidf \
+       _floatundidf