【博文精选】如何向riscv-gcc中增加编译器内置宏

riscv-gcc工具，有内置的一些宏参数。我们可以根据这些内置的宏参数，判断编译器的行为。

一、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。

二、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。

三、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。

四、修改riscv-common.c

得到上述的宏之后，需要修改gcc/common/config/riscv/riscv-common.c文件。

在riscv_parse_arch_string函数中，就会分析传入的--march参数，然后设置flags，给flags加上对应的TARGET支持。

模仿c扩展的支持，增加p扩展的支持。

static void riscv_parse_arch_string (const char *isa, int *flags, location_t loc) { riscv_subset_list *subset_list; subset_list = riscv_subset_list::parse (isa, loc); if (!subset_list) return; if (subset_list->xlen () == 32) *flags &= ~MASK_64BIT; else if (subset_list->xlen () == 64) *flags |= MASK_64BIT; *flags &= ~MASK_RVE; if (subset_list->lookup ("e")) *flags |= MASK_RVE; *flags &= ~MASK_MUL; if (subset_list->lookup ("m")) *flags |= MASK_MUL; *flags &= ~MASK_ATOMIC; if (subset_list->lookup ("a")) *flags |= MASK_ATOMIC; *flags &= ~(MASK_HARD_FLOAT | MASK_DOUBLE_FLOAT); if (subset_list->lookup ("f")) *flags |= MASK_HARD_FLOAT; if (subset_list->lookup ("d")) *flags |= MASK_DOUBLE_FLOAT; *flags &= ~MASK_RVC; if (subset_list->lookup ("c")) *flags |= MASK_RVC; *flags &= ~MASK_DSP; if (subset_list->lookup ("p")) *flags |= MASK_DSP; if (current_subset_list) delete current_subset_list; current_subset_list = subset_list; }

通过调用subset_list的lookup函数，查看是否有传入对应的指令集架构。如果有的话，在flags中，将对应的MASK给设置上。

五、修改riscv-c.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。

void riscv_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。

六、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

七、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。