在 Delphi 2010 中使用 FPC .o 文件

Question

我为 Delphi 和 FPC 编写了相当大的矩阵运算库。 现在有一个用于英特尔 AVX 扩展的库的扩展，但是 我只能设法在 FPC 中编译。我的想法是创造 FPC 中的 .o 文件，其中包含 AVX 汇编代码并包括这些 Delphi 中的文件。我试图在这里关注这个问题： Linking FPC .o files into Delphi

但没有成功。我能够转储函数名称并尝试导入 这些在 Delphi 单元中。问题是我总是得到一个错误说 .o 文件格式错误。

我使用 CodeTyphoon 进行编译，内部使用 FPC 3.1.1 和 Delphi2010 作为第一次尝试。

代码在 FPC 中编译一次，在 Delphi 中使用适当的 ifdefs。

我的基本代码如下所示（只是摘录）：

// ###################################################################
// #### This file is part of the mathematics library project, and is
// #### offered under the licence agreement described on
// #### http://www.mrsoft.org/
// ####
// #### Copyright:(c) 2011, Michael R. . All rights reserved.
// ####
// #### Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
// #### distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
// #### WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
// #### See the License for the specific language governing permissions and
// #### limitations under the License.
// ###################################################################


unit AVXMatrixMultOperations;

interface

{$IFDEF CPUX64}
{$DEFINE x64}
{$ENDIF}
{$IFDEF cpux86_64}
{$DEFINE x64}
{$ENDIF}
{$IFNDEF x64}

uses MatrixConst;

{$IFNDEF FPC}
// this fails -> wrong object format
{$L '.\AVXPrecompiled\win32\AVXMatrixMultOperations.o'}
{$ENDIF}

// full matrix operations
procedure AVXMatrixMultAligned(dest : PDouble; const destLineWidth : TASMNativeInt; mt1, mt2 : PDouble; width1, height1, width2, height2 : TASMNativeInt; const LineWidth1, LineWidth2 : TASMNativeInt);
{$IFNDEF FPC} external '' name 'AVXMATRIXMULTOPERATIONS_$$_AVXMATRIXMULTALIGNED$crc2A67AB04'; {$ENDIF}

{$ENDIF}

implementation

{$IFDEF FPC} {$ASMMODE intel} {$ENDIF}

{$IFNDEF x64}

{$IFDEF FPC}

procedure AVXMatrixMultAligned(dest : PDouble; const destLineWidth : TASMNativeInt; mt1, mt2 : PDouble; width1, height1, width2, height2 : TASMNativeInt; const LineWidth1, LineWidth2 : TASMNativeInt);
var bytesWidth2, destOffset : TASMNativeInt;
    iter : TASMNativeInt;
{$IFDEF FPC}
begin
{$ENDIF}
asm
   // prolog - simulate stack
   push ebx;
   push edi;
   push esi;

   mov ecx, dest;

   mov edi, width1;
   imul edi, -8;
   mov iter, edi;

   sub mt1, edi;

   //destOffset := destLineWidth - Width2*sizeof(double);
   mov ebx, Width2;
   shl ebx, 3;
   mov eax, destLineWidth;
   sub eax, ebx;
   mov destOffset, eax;

   //bytesWidth2 := width2*sizeof(double);
   mov bytesWidth2, ebx;

   // for y := 0 to height1 - 1 do
   @@foryloop:

      // r12 -> counter to width2
      mov esi, width2;
      sub esi, 2;
      jl @LastXColumn;

      @@forxloop:
      // for x := 0 to width2 div 2 - 1
          // esi: mt1 - width1*sizeof(double)
          // mt2: mt2
          mov edx, mt1;
          mov ebx, mt2;
          mov eax, iter;
          mov edi, LineWidth2;

          vxorpd ymm0, ymm0, ymm0;
          vxorpd ymm1, ymm1, ymm1;

          cmp eax, -32;
          jg @@Innerloop2Begin;

          // for z := 0 to width1 - 1do
          // AVX part:
          @@InnerLoop1:
             // 4x4 block
             vmovapd xmm2, [ebx];
             add ebx, edi;
             vmovapd xmm4, xmm2;

             vmovapd xmm3, [ebx];
             add ebx, edi;

             // shuffle so we can multiply

             // swap such that we can immediately multiply
             vmovlhps xmm2, xmm2, xmm3;
             vmovhlps xmm3, xmm3, xmm4;

             // next 4 elements
             vmovapd xmm4, [ebx];
             add ebx, edi;
             vmovapd xmm6, xmm4;

             vmovapd xmm5, [ebx];
             add ebx, edi;

             vmovapd ymm7, [edx + eax]

             vmovlhps xmm4, xmm4, xmm5;
             vmovhlps xmm5, xmm5, xmm6;

             vinsertf128 ymm2, ymm2, xmm4, 1;
             vinsertf128 ymm3, ymm3, xmm5, 1;

             // now multiply and add
             vmulpd ymm2, ymm2, ymm7;
             vmulpd ymm3, ymm3, ymm7;

             vaddpd ymm0, ymm0, ymm2;
             vaddpd ymm1, ymm1, ymm3;
          add eax, 32;
          jl @@InnerLoop1;

          vextractf128 xmm2, ymm0, 1;
          vextractf128 xmm3, ymm1, 1;

          vhaddpd xmm0, xmm0, xmm2;
          vhaddpd xmm1, xmm1, xmm3;

          test eax, eax;
          jz @@InnerLoopEnd2;

          @@Innerloop2Begin:

          // rest in single elements
          @@InnerLoop2:
             vmovapd xmm2, [ebx];
             add ebx, edi;

             vmovddup xmm3, [edx + eax];

             vmulpd xmm2, xmm2, xmm3;
             vmovhlps xmm4, xmm4, xmm2;

             vaddsd xmm0, xmm0, xmm2;
             vaddsd xmm1, xmm1, xmm4;
          add eax, 8;
          jnz @@InnerLoop2;

          @@InnerLoopEnd2:

          // finall horizontal addition
          vhaddpd xmm0, xmm0, xmm1;

          vmovapd [ecx], xmm0;

          // increment the pointers
          // inc(mt2), inc(dest);
          //add dword ptr [mt2], 8;
          add mt2, 16;
          add ecx, 16;

      // end for x := 0 to width2 div 2 - 1
      sub esi, 2;
      jge @@forxloop;

      @LastXColumn:

      cmp esi, -1;
      jne @NextLine;

      // last column of mt2
      mov eax, iter;
      mov ebx, mt2;

      vxorpd xmm0, xmm0, xmm0;

      @InnerLoop2:
         vmovsd xmm1, [edx + eax];
         vmovsd xmm2, [ebx];

         vmulsd xmm1, xmm1, xmm2;
         vaddsd xmm0, xmm0, xmm1;

         add ebx, edi;
      add eax, 8;
      jnz @InnerLoop2;

      vmovsd [ecx], xmm0;
      add ecx, 8;
      add mt2, 8;

      @NextLine:
      // dec(mt2, Width2);
      // inc(PByte(mt1), LineWidth1);
      // inc(PByte(dest), destOffset);
      //mov ebx, bytesWidth2;
      //sub dword ptr [mt2], ebx;
      mov eax, bytesWidth2;
      sub mt2, eax;
      mov eax, LineWidth1;
      add mt1, eax;
      add ecx, destOffset;

   // end for y := 0 to height1 - 1
   //dec eax;
   dec height1;
   jnz @@foryloop;

   // epilog
   vzeroupper;

   pop esi;
   pop edi;
   pop ebx;
end;
{$IFDEF FPC}
end;
{$ENDIF}

{$ENDIF}

{$ENDIF}

end.

Answer 1

由于这里涉及单个函数，恕我直言，最简单的方法是直接转换 FPC AVXMatrixMultOperations.o 文件。

使用出色的 Object file converter 工具。

您可以尝试将一种二进制格式转换为 Delphi 接受的另一种二进制格式。

但我想最干净的方法是将其转换为 asm：

objconv -fasm AVXMatrixMultOperations.o

它将创建一个AVXMatrixMultOperations.asm 文件，该文件可用于用简单的db ..,..,..,.. 字节替换未知的AVX 指令。通常，生成的.asm 文件的左侧是汇编程序，右侧是原始的十六进制字节。

这就是我在我的库中处理旧的 Delphi 编译器的方式，例如：

function crc32csse42(crc: cardinal; buf: PAnsiChar; len: cardinal): cardinal;
asm // eax=crc, edx=buf, ecx=len
        not     eax
        test    ecx, ecx
        jz      @0
        test    edx, edx
        jz      @0
@3:     test    edx, 3
        jz      @8 // align to 4 bytes boundary
        {$ifdef ISDELPHI2010}
        crc32   eax, byte ptr[edx]
        {$else}
        db      $F2, $0F, $38, $F0, $02
        {$endif}
        inc     edx
        ....

所以在你的情况下，像

{$ifdef FPC}
vinsertf128 ymm2, ymm2, xmm4, 1;
vinsertf128 ymm3, ymm3, xmm5, 1;
{$else}
db $xx,$yy,$zz
db $xx,$yy,$zz
{$endif}