RISC-V gp全局指針寄存器說明

gp，global pointer，全局指針寄存器，RISC-V 32個寄存器之一，為了優化±2KB內全局變量的訪問。

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

linker時使用__global_pointer$來比較全局變量的地址，如果在范圍內，就替換掉lui或puipc指令的 absolute/pc-relative尋址，變為gp-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disable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指針優化調用方式：

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范圍內的全局變量，可以節約一條指令。

4KB區域可以位於尋址內存中任意位置，但是為了使優化更有效率，最好覆蓋最頻繁使用的RAM區域。對於標准的newlib應用程序，這是分配.sdata部分的區域，因為它包含了諸如_impure_ptr、malloc_sbrk_base等變量。因此，定義應該被放在.sdata部分之前。具體分配在ld文件中定義：

.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