CS107E Lecture 1/19

PC 的区别

• 之前学到的知识是
  • PC寄存器用来存储指向下一条指令的地址
• 在RISC-V中

  • the program counter pc holds the address of the current instruction.

  • pc 保存的是当前指令
  • 按顺序读取的下一条指令是 pc + 4
  • 跳转指令让 pc + 偏移量

指令

addi rd, rs1, imm12

imm12 代表12bit的立即数

j offset

是伪指令，实际指令是 jal zero, offset

jal rd, label

• rd 存储顺序执行的指令地址，即当前 pc + 4
  • 用来恢复跳转前的指令状态
• label 是 imm20
• imm20，20bit，2²⁰ , 长度为 1M
• 偏移地址的计算为 pc + (imm20 << 1)
  • 左移了一位，21bit 可以代表带符号的1M长度
  • 即跳转范围是±1M地址
• 损失了1bit地址精度？
  • 没有损失
  • 因为指令地址是4的倍数

beq rs1, rs2, label

• label 是 imm12
• 跳转范围是 ±4K 的地址
• bge, bne 等指令同上

GCC

-O

来自 https://wiki.gentoo.org/wiki/GCC_optimization/zh-cn

• 用来优化编译
• 后面选项指代编译优化级别

-Og

• 既满足了编译速度
• 又满足了调试需求
• 还满足了运行时性能

-ffreestanding

• 用于交叉编译
• 只用有限的平台无关的标准头文件
• 见 https://cs107e.github.io/guides/gcc/

-g

• 编译时生成调试信息
• 用于调试

-Wall

• 开启所有警告
• 让编译器输出所有警告信息

-c

• 编译或汇编源文件，但不进行链接。
• 最终输出是每个源文件一个目标文件。
• 用于 .c .i .s 文件

-march

• 用于指定生成代码的目标体系结构

-march=rv64imac

• 支持imac指令集
  • i 整形指令集
  • m 乘除法指令集
  • a 原子指令集
  • c 压缩指令集
• 可以用 rv64gc 替代
  • g 指代 imafd
  • f 单精度浮点指令集
  • d 双精度浮点指令集

-mabi

• Application Binary Interface
• 用于指定目标体系结构的ABI（应用程序二进制接口）
• ABI定义了应用程序和操作系统之间的接口规范，包括函数调用约定、寄存器使用、数据类型大小等

-mabi=lp64

• 指针占 64 位
• long 占 64 位
• int 占 32 位
• 见 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-7.5.0/gcc/RISC-V-Options.html

-nostdlib

• 告诉编译器不要使用标准库
• 用于嵌入式系统或者在编写底层代码

-emain

• 告诉编译器将main函数作为程序的入口点