RISC-V MCU gp全局指针说明

最新推荐文章于 2024-11-08 16:19:39 发布

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本文介绍了RISC-V架构中gp全局指针寄存器的作用，它用于优化±2KB内全局变量的访问。在启动代码中加载gp地址后，linker通过__global_pointer$进行优化，实现gp-relative寻址，提高代码效率。通过示例展示了如何利用gp指针优化访问全局变量，建议将gp指针定位在最常使用的RAM区域，例如.sdata部分之前，以提升性能。此外，还讨论了根据实际需求调整gp指针位置的可能性，如将其置于bss段以优化代码密度。

gp，global pointer，全局指针寄存器，RISC-V 32个寄存器之一，为了优化±2KB内全局变量的访问。

gp寄存器在启动代码中加载为__global_pointer$的地址，并且之后不能被改变。

linker时使用__global_pointer$来比较全局变量的地址，如果在范围内，就替换掉lui或puipc指令的 absolute/pc-relative寻址，变为gp-relative寻址，使得代码效率更高。该过程被称为linker relaxation(链接器松弛)，也可以使用-Wl,--no-relax来关闭此功能。

如：需要读取全局变量 tao_global的值，地址位0x20000100，gp指针地址为0x20000800；

普通调用方式为：

lui a5,0x20000 /* 将0x20000100高20位0x20000 左移12位赋给a5寄存器 */
lw a5,256(a5) /* 加载a5+256（0x100，0x20000100低12位）的值至a5寄存器 */

gp指针优化调用方式：

lw a5,-1792(gp) /* 加载gp-1792地址处的值至a5，即0x20000100处的值*/

通过gp指针，访问其值±2KB，即4KB范围内的全局变量，可以节约一条指令。

4KB区域可以位于寻址内存中任意位置，但是为了使优化更有效率，最好覆盖最频繁使用的RAM区域。对于标准的newlib应用程序，这是分配.sdata部分的区域，因为它

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