理解RiscV objdump

Question

我正在检查使用以下命令编译的C文件的objdump：

riscv64-unknown-elf-gcc -O0 -o maxmul.o maxmul.c
riscv64-unknown-elf-objdump -d maxmul.o > maxmul.dump

奇怪的是(或不)，地址似乎不是在32位单词上对齐，而是实际上在16位边界上对齐。

有人能解释一下为什么吗？

谢谢。

摘录：

00000000000101da <main>:
   101da:   7155                    addi    sp,sp,-208
   101dc:   e586                    sd  ra,200(sp)
   101de:   e1a2                    sd  s0,192(sp)
   101e0:   0980                    addi    s0,sp,208
   ...

C-代码：

int main()
{

  int first[3][3], second[3][3], multiply[3][3];
  int golden[3][3];
  int sum;

  first[0][0] = 1;  first[0][1] = 2;  first[0][2] = 3;
  first[1][0] = 4;  first[1][1] = 5;  first[1][2] = 6;
  first[2][0] = 7;  first[2][1] = 8;  first[2][2] = 9;

  second[0][0] = 9;  second[0][1] = 8;  second[0][2] = -7;
  second[1][0] = -6; second[1][1] = 5;  second[1][2] = 4;
  second[2][0] = 3;  second[2][1] = 2;  second[2][2] = -1;

  golden[0][0] = 6;  golden[0][1] = 24;  golden[0][2] = -2;
  golden[1][0] = 24; golden[1][1] = 69;  golden[1][2] = -14;
  golden[2][0] = 42; golden[2][1] = 1140;  golden[2][2] = -26;

  int i, ii, iii;
  for (i = 0; i < 3; i++) {
      for (ii = 0; ii < 3; ii++) {
          for (iii = 0; iii < 3; iii++) {
              //printf("first[%d][%d] * second[%d][%d] \n",  i, iii, iii, ii);
              //printf("%d * %d (%d,%d)\n", first[i][ii], second[ii][i], i, ii);
              sum +=  first[i][iii] * second[iii][ii];
          }
          //printf("sum = %d\n", sum);
          multiply[i][ii] = sum;
          sum = 0;
      }
  }

 int c, d;
 int err;
 for ( c = 0; c < 3; c++) {
      for ( d = 0; d < 3; d++) {
    //printf("%d\t", multiply[c][d]);
          if (multiply[c][d] != golden[c][d]) {
              fail(golden[c][d], multiply[c][d]);
              err++;
          }
      }

      //printf("\n");
    }
    if (err == 0) {
          pass();
      }
   return 0;
}

Answer 1

当编译(或组装)到RV64GC或RV32GC (或启用"C“标准扩展压缩指令的另一个目标)时，编译器(或汇编程序)会自动用压缩指令替换某些指令。

非压缩指令用32位编码，压缩指令用16位编码.

当发出压缩指令时，它会更改下一条指令的对齐方式。从32位到16位或从16位到32位。这意味着不仅16位宽的指令可以对齐到16位地址，而且还可以对齐32位宽的指令。两种类型的指令(压缩指令和普通指令)都是紧密并排的。

默认情况下，objdump -d不会显式地指示指令被压缩，因为它使用与未压缩变量相同的助记符。尽管显示的原始指令中的字节数会将其释放(4字节对2字节)。

但是，您可以告诉objdump对压缩指令使用单独的助记符，使它们更容易识别(从c.开始)，例如：

$ riscv64-unknown-elf-objdump -d -M no-aliases rotate

   [..]
   101e4:       00d66533                or      a0,a2,a3
   101e8:       8082                    c.jr    ra

00000000000101ea <rotr>:
   101ea:       00b55633                srl     a2,a0,a1
   [..]

请注意，对于开关，-M no-aliases伪指令不再显示，而是相应的指令。

Answer 2

我怀疑您的gcc默认使用压缩指令格式进行编译，其中指令可以是16b和32b混合--在这种情况下，16b指令是16b对齐的，正如您在反汇编代码中所看到的那样。

Objdump提供了地址、编码和助记符；在您的情况下，编码始终是16b，这意味着编译器在可能的情况下选择了16b指令。

通过启用详细模式(-verbose)，您可以看到默认情况下，-march=rv64imafdc和-mabi=lp64d。默认的目标ISA是压缩的ISA，而目标ABI需要双浮动扩展。

通过设置-march=rv64imafd并让ABI保持不变，gcc成功地使用只有32b的指令进行编译，因为压缩的ISA不再启用。然后指令的地址总是对齐的。