riscv-gcc自定义编译器内置宏

发表于 2020-05-12 21:19:33

如何向riscv-gcc中增加编译器内置宏

在学习riscv架构的过程中，riscv-gcc工具能给我们提供很多的帮助，其内置的一些宏参数。可以帮助我们判断编译器的行为。如何向riscv-gcc中增加编译器内置宏呢？

查看gcc内置宏参数

这里以芯来科技发布的riscv-nuclei-elf-gcc工具链为例。

使用以下命令，可以得到该工具的内置宏参数：

riscv-nuclei-elf-gcc -E -dM a.h | grep riscv

可以得到如下的一些宏参数

#define __riscv 1#define __riscv_atomic 1#define __riscv_cmodel_medlow 1#define __riscv_fdiv 1#define __riscv_float_abi_double 1#define __riscv_flen 64#define __riscv_compressed 1#define __riscv_mul 1#define __riscv_muldiv 1#define __riscv_xlen 32#define __riscv_fsqrt 1#define __riscv_div 1

从内置宏参数，可以看出编译器，默认支持RV64IMAFDC指令集架构。

如果使用以下命令：

riscv-nuclei-elf-gcc -march=rv32gc -mabi=ilp32 -E -dM a.h | grep riscv

得到如下结果：

#define __riscv 1#define __riscv_atomic 1#define __riscv_cmodel_medlow 1#define __riscv_float_abi_soft 1#define __riscv_fdiv 1#define __riscv_flen 64#define __riscv_compressed 1#define __riscv_mul 1#define __riscv_muldiv 1#define __riscv_xlen 32#define __riscv_fsqrt 1#define __riscv_div 1

从内置宏参数，可以看出编译器，支持RV32IMAFDC指令集架构。

增加内置宏参数

对于riscv，支持p扩展，该扩展，是针对于dsp应用。

如果我们想，当gcc的-march选项中，有指定p扩展指令集，那么编译器就内置__riscv_dsp宏。如果没有指定p扩展指令集，就不内置该__riscv_dsp宏。

这样的话，编写的dsp程序，就可以使用该宏判断，是否支持p扩展指令。

下面简述一下，如何实现该功能，也就是如何根据所传参指令集架构参数，增加内置宏参数。

这里，主要是参考riscv-gcc的如下commit：

https://github.com/riscv/riscv-gcc/commit/06ab742f982d23488ec2d8c0266cb720fe775f7c

该commit，是往riscv-gcc中增加RV32E的支持。

修改riscv.opt

首先是修改 gcc/config/riscv/riscv.opt文件，在其中，增加DSP宏。

gcc的脚本工具，会处理该文件，通过Mask展开，定义新的宏参数。

MASK_DSP
TARGET_DSP

在编译目录下的 gcc/options.h 文件中，有该宏参数定义。

TARGET和MASK宏的定义

#define MASK_DIV (1U << 0)#define MASK_EXPLICIT_RELOCS (1U << 1)#define MASK_FDIV (1U << 2)#define MASK_SAVE_RESTORE (1U << 3)#define MASK_STRICT_ALIGN (1U << 4)#define MASK_64BIT (1U << 5)#define MASK_ATOMIC (1U << 6)#define MASK_DOUBLE_FLOAT (1U << 7)#define MASK_DSP (1U << 8)#define MASK_HARD_FLOAT (1U << 9)#define MASK_MUL (1U << 10)#define MASK_RVC (1U << 11)#define MASK_RVE (1U << 12)
#define TARGET_DIV ((target_flags & MASK_DIV) != 0)#define TARGET_DIV_P(target_flags) (((target_flags) & MASK_DIV) != 0)#define TARGET_EXPLICIT_RELOCS ((target_flags & MASK_EXPLICIT_RELOCS) != 0)#define TARGET_EXPLICIT_RELOCS_P(target_flags) (((target_flags) & MASK_EXPLICIT_RELOCS) != 0)#define TARGET_FDIV ((target_flags & MASK_FDIV) != 0)#define TARGET_FDIV_P(target_flags) (((target_flags) & MASK_FDIV) != 0)#define TARGET_SAVE_RESTORE ((target_flags & MASK_SAVE_RESTORE) != 0)#define TARGET_SAVE_RESTORE_P(target_flags) (((target_flags) & MASK_SAVE_RESTORE) != 0)#define TARGET_STRICT_ALIGN ((target_flags & MASK_STRICT_ALIGN) != 0)#define TARGET_STRICT_ALIGN_P(target_flags) (((target_flags) & MASK_STRICT_ALIGN) != 0)#define TARGET_64BIT ((target_flags & MASK_64BIT) != 0)#define TARGET_ATOMIC ((target_flags & MASK_ATOMIC) != 0)#define TARGET_DOUBLE_FLOAT ((target_flags & MASK_DOUBLE_FLOAT) != 0)#define TARGET_DSP ((target_flags & MASK_DSP) != 0)#define TARGET_HARD_FLOAT ((target_flags & MASK_HARD_FLOAT) != 0)#define TARGET_MUL ((target_flags & MASK_MUL) != 0)#define TARGET_RVC ((target_flags & MASK_RVC) != 0)#define TARGET_RVE ((target_flags & MASK_RVE) != 0)

这里的options.h文件，是gcc的内置脚本生成的，目前我还没有研究清楚该脚本是如何工作生成的。

修改riscv-common.c

修改 gcc/config/riscv/riscv-c.c 文件。增加内置宏。

该文件中的riscv_cpu_cpp_builtins函数，就是增加内置宏参数的函数。

voidriscv_cpu_cpp_builtins (cpp_reader *pfile){ builtin_define ("__riscv");
if (TARGET_RVC)   builtin_define ("__riscv_compressed");
if (TARGET_RVE)   builtin_define ("__riscv_32e");
if (TARGET_ATOMIC)   builtin_define ("__riscv_atomic");
if (TARGET_MUL)   builtin_define ("__riscv_mul");if (TARGET_DIV)   builtin_define ("__riscv_div");if (TARGET_DIV && TARGET_MUL)   builtin_define ("__riscv_muldiv");
if (TARGET_DSP)   builtin_define ("__riscv_dsp");
 builtin_define_with_int_value ("__riscv_xlen", UNITS_PER_WORD * 8);if (TARGET_HARD_FLOAT)   builtin_define_with_int_value ("__riscv_flen", UNITS_PER_FP_REG * 8);
if (TARGET_HARD_FLOAT && TARGET_FDIV)   {     builtin_define ("__riscv_fdiv");     builtin_define ("__riscv_fsqrt");   }
switch (riscv_abi)   {case ABI_ILP32E:     builtin_define ("__riscv_abi_rve");     gcc_fallthrough ();
case ABI_ILP32:case ABI_LP64:     builtin_define ("__riscv_float_abi_soft");break;
case ABI_ILP32F:case ABI_LP64F:     builtin_define ("__riscv_float_abi_single");break;
case ABI_ILP32D:case ABI_LP64D:     builtin_define ("__riscv_float_abi_double");break;   }
switch (riscv_cmodel)   {case CM_MEDLOW:     builtin_define ("__riscv_cmodel_medlow");break;
case CM_MEDANY:     builtin_define ("__riscv_cmodel_medany");break;
case CM_PIC:     builtin_define ("__riscv_cmodel_pic");break;   }}

在其中加上我们要加的代码：

if (TARGET_DSP)   builtin_define ("__riscv_dsp");

因为之前flags，已经设置了MASK_DSP，而TARGET_DSP宏定义如下：

#define TARGET_DSP ((target_flags & MASK_DSP) != 0)

如果该宏的返回值不为0，表示-march有传入p扩展指令集，因此就会调用builtin_define函数，定义__riscv_dsp宏。

如果该宏的返回值为0，表示-march没有传入p扩展指令集，因此就不会调用builtin_define函数，定义__riscv_dsp宏。

测试

重新编译riscv-gcc工具链。然后进行测试，使用如下命令：

riscv-nuclei-elf-gcc -march=rv64gcp -mabi=lp64 -E -dM a.h  | grep riscv

得到：

#define __riscv 1#define __riscv_atomic 1#define __riscv_cmodel_medlow 1#define __riscv_float_abi_soft 1#define __riscv_fdiv 1#define __riscv_flen 64#define __riscv_compressed 1#define __riscv_mul 1#define __riscv_muldiv 1#define __riscv_xlen 64#define __riscv_fsqrt 1#define __riscv_div 1#define __riscv_dsp 1

从结果可以看出，有__riscv_dsp宏，使用如下命令：

riscv-nuclei-elf-gcc -march=rv64gc -mabi=lp64 -E -dM a.h  | grep riscv

得到：

#define __riscv 1#define __riscv_atomic 1#define __riscv_cmodel_medlow 1#define __riscv_float_abi_soft 1#define __riscv_fdiv 1#define __riscv_flen 64#define __riscv_compressed 1#define __riscv_mul 1#define __riscv_muldiv 1#define __riscv_xlen 64#define __riscv_fsqrt 1#define __riscv_div 1

从结果可以看出，没有__riscv_dsp宏

总结

以上就完成了向riscv-gcc中增加编译器自带宏。如果单纯加一个宏，和任何参数没有关系，那么直接修改riscv-common.c文件，在riscv_cpu_cpp_builtins函数中，直接调用builtin_define函数，定义内置宏。如果加的宏，和-march参数有关系，那么可以按照上述的流程，进行修改，增加内置宏。