RISC-V MCU gp全局指針說明

gp ，g lobal pointer，全局指針寄存器，RISC-V 32個(gè)寄存器之一，為了優(yōu)化±2KB內(nèi)全局變量的訪問。

gp寄存器在啟動代碼中加載為__global_pointer$的地址，并且之后不能被改變。

linker時(shí)使用 __global_pointer$ 來比較全局變量的地址，如果在范圍內(nèi)，就替換掉lui或puipc指令的 absolute/pc-relative尋址， 變?yōu)間p-relative尋址，使得代碼效率更高。 該過程被稱為 linker relaxation (鏈接器松弛)，也可以使用-Wl,--no-relax來關(guān)閉此功能。

如：需要讀取全局變量 tao_global的值，地址位 0x20000100 ，gp指針地址為 0x20000800 ；

• 普通調(diào)用方式為：

  lui a5,0x20000 /* 將0x20000100高20位0x20000 左移12位賦給a5寄存器 */
  lw a5,256(a5) /* 加載a5+256（0x100，0x20000100低12位）的值至a5寄存器 */
  

• gp指針優(yōu)化調(diào)用方式：

  lw a5,-1792(gp) /* 加載gp-1792地址處的值至a5，即0x20000100處的值*/
  

通過gp指針，訪問其值±2KB，即4KB范圍內(nèi)的全局變量，可以節(jié)約一條指令。

4KB區(qū)域可以位于尋址內(nèi)存中任意位置，但是為了使優(yōu)化更有效率，最好覆蓋最頻繁使用的RAM區(qū)域。 對于標(biāo)準(zhǔn)的newlib應(yīng)用程序，這是分配.sdata部分的區(qū)域，因?yàn)樗酥T如_impure_ptr、malloc_sbrk_base等變量。 因此，定義應(yīng)該被放在.sdata部分之前。 以RISC-V MCU CH32V103 ld文件為例：

.data :
    {
        *(.gnu.linkonce.r.*)
        *(.data .data.*)
        *(.gnu.linkonce.d.*)
        . = ALIGN(8);
        PROVIDE( __global_pointer$ = . + 0x800 ); /* __global_pointer地址*/
        *(.sdata .sdata.*)
        *(.sdata2.*)
        *(.gnu.linkonce.s.*)
        . = ALIGN(8);
        *(.srodata.cst16)
        *(.srodata.cst8)
        *(.srodata.cst4)
        *(.srodata.cst2)
        *(.srodata .srodata.*)
        . = ALIGN(4);
        PROVIDE( _edata = .);
    } >RAM AT>FLASH

gp指針優(yōu)化代碼空間---

通常情況下，gp指針定義在data區(qū)，有時(shí)候?yàn)榱藘?yōu)化代碼密度，可以根據(jù)實(shí)際情況修改gp指針的位置，如工程中定義了大量的初始化為0或未初始化的全局?jǐn)?shù)組作為緩沖區(qū)，可以將gp指針的位置定義到bss段。