RISC-V：PC 绝对与 PC 相对
RISC-V: PC Absolute vs PC Relative
我是 RISC-V 的新手。
我无法理解何时编写 PC（程序计数器）相关指令以及何时编写 PC 绝对指令。
例如，lui 后跟 jalr 指令的指令被认为是 PC-absolute，并且 auipc 后跟 jalr 指令的指令被认为是 PC-relative.
据我了解，所有指令都将由 PC 执行，因此执行此类 PC 绝对指令似乎是隐藏的（即 PC 不知情）。
对我来说，那些PC绝对指令不会被执行。
有人可以提供一些基本示例来帮助我理解这一点吗？
PC-relative
absolute
如果地址是相对于代码本身的地址计算的，则调用某些指令（或代码）"PC relative"。
当地址不是相对于指令本身的地址计算时，您调用指令 "absolute"。
不幸的是，我不知道 RISC V CPU，但以下（旧）68000 CPU 的示例向您展示了它的含义：
x:
lea.l (PC+y-x-2), a0
lea.l (y).l, a0
...
y:
两条指令都会将地址y加载到寄存器a0。
不过还是有区别的：
假设代码位于地址0x1000，地址y位于地址0x2000。
现在我们将代码移动到地址 0x1200 并在那里执行代码。会发生什么？
第一条指令会将地址 0x2200 加载到寄存器：
地址计算相对于指令地址：计算为(address of the instruction)+0x1000。因为指令现在位于地址 0x1000 而不是 0x1200，所以要写入寄存器的值将是 0x2200，而不是 0x2000。
这叫做(PC)相对寻址。
第二条指令会将地址0x2000加载到寄存器中。它总是将值 0x2000 加载到寄存器中 - 指令本身的地址无关紧要。
这称为绝对寻址。
我认为您遇到的问题是“绝对 PC”的概念，这实际上不是一回事。您的选项是“PC 相对”和“绝对”。 RISC-V 定义了两个寻址指令，可以有效地实现这些模式：
lui（加载高位立即数）：这会将 rd 设置为 32 位值，低 12 位为 0，高 20 位来自 U 型立即数。auipc（将高位立即数添加到程序计数器）：这会将 rd 设置为当前 PC 和一个 32 位值的总和，低 12 位为 0，高 20 位来自 U 型立即数的位。
这些指令本质上是相同的：它们都采用 U 型立即数（即 32 位数量的高 20 位），将其添加到某物中，并在 rd 中产生结果.不同之处在于 lui 将立即数添加到 0，而 auipc 将立即数添加到 PC。有时更容易将这两种寻址模式视为“PC 相对”和“0 相对”，因为这样可以更明确地区分。
虽然 auipc 和 lui 都设计为双指令对中的第一条指令，但第二条指令并不是特别相关。 auipc 和 lui 都填充了 32 位地址的高 20 位，而与它们配对的指令则填充了低 12 位。 I 和 S 格式的指令被设计成在这里可以很好地配对，并且在基本 ISA 中的每条指令都有一个 I 或 S 变体，这样的格式对它们来说是有意义的。
作为一个具体的例子，下面的C代码执行了一个非常简单的
int global;
int func(void) { return global; }
举个例子，假设global位于0x20000004，func中第一条指令的PC为0x10000008。
当使用 -mcmodel=medlow（0 相对寻址模式）编译时，您将得到
func:
lui a0, 0x20000
lw a0, 0x004(a0)
可以看到，global(0x2000004)的完整绝对地址被填充到指令对中。另一方面，当使用 -mcmodel=medany（PC 相对寻址模式）编译时，您将得到
func:
auipc a0, 0x10000
lw a0, 0x004(a0)
这次指令对中只出现了auipc的PC与目标符号的偏移量。发生这种情况是因为 PC 明确地（通过使用 auipc 指令）包含在寻址计算中。在这种情况下，auipc 将 a0 设置为 0x2000004：执行的计算是 a0 = PC + (imm20 << 12)，这里我们有 0x10000004 用于 PC 和 0x10000 对于 imm20.
这些相对于 PC 的寻址序列还允许少量的位置独立性：如果您非常小心地限制您正在做的事情，则可以生成链接的二进制文件，当以不同的偏移量加载时仍然可以工作他们是有联系的。实际上，这对于 POSIX 式系统中的完全位置无关寻址是不够的（这就是为什么我们也有一个 -fPIC 参数，就像其他人一样），但是如果你在严格约束的嵌入式系统，您也许可以摆脱它。
对于最后的皱纹，就像 RISC-V ISA 中的几乎所有其他东西一样，auipc 和 lui 使用的立即数被符号扩展到 XLEN。在 32 位系统上，这些寻址模式可以生成系统中的任何地址，但对于 64 位系统则不然。这就是为什么我们将这些寻址模式称为“medany”和“medlow”：“med”代表“medium”，这意味着所有全局符号都必须适合的 4GiB window。 “low”部分意味着这个 window 以绝对地址 0 为中心，而在“any”部分意味着这个 window 以它链接的任何 PC 为中心。
我是 RISC-V 的新手。
我无法理解何时编写 PC（程序计数器）相关指令以及何时编写 PC 绝对指令。
例如，lui 后跟 jalr 指令的指令被认为是 PC-absolute，并且 auipc 后跟 jalr 指令的指令被认为是 PC-relative.
据我了解，所有指令都将由 PC 执行，因此执行此类 PC 绝对指令似乎是隐藏的（即 PC 不知情）。
对我来说，那些PC绝对指令不会被执行。
有人可以提供一些基本示例来帮助我理解这一点吗？
PC-relative
absolute
如果地址是相对于代码本身的地址计算的，则调用某些指令（或代码）"PC relative"。
当地址不是相对于指令本身的地址计算时，您调用指令 "absolute"。
不幸的是，我不知道 RISC V CPU，但以下（旧）68000 CPU 的示例向您展示了它的含义：
x:
lea.l (PC+y-x-2), a0
lea.l (y).l, a0
...
y:
两条指令都会将地址y加载到寄存器a0。
不过还是有区别的：
假设代码位于地址0x1000，地址y位于地址0x2000。
现在我们将代码移动到地址 0x1200 并在那里执行代码。会发生什么？
第一条指令会将地址 0x2200 加载到寄存器：
地址计算相对于指令地址：计算为(address of the instruction)+0x1000。因为指令现在位于地址 0x1000 而不是 0x1200，所以要写入寄存器的值将是 0x2200，而不是 0x2000。
这叫做(PC)相对寻址。
第二条指令会将地址0x2000加载到寄存器中。它总是将值 0x2000 加载到寄存器中 - 指令本身的地址无关紧要。
这称为绝对寻址。
我认为您遇到的问题是“绝对 PC”的概念，这实际上不是一回事。您的选项是“PC 相对”和“绝对”。 RISC-V 定义了两个寻址指令，可以有效地实现这些模式：
lui（加载高位立即数）：这会将rd设置为 32 位值，低 12 位为 0，高 20 位来自 U 型立即数。auipc（将高位立即数添加到程序计数器）：这会将rd设置为当前 PC 和一个 32 位值的总和，低 12 位为 0，高 20 位来自 U 型立即数的位。
这些指令本质上是相同的：它们都采用 U 型立即数（即 32 位数量的高 20 位），将其添加到某物中，并在 rd 中产生结果.不同之处在于 lui 将立即数添加到 0，而 auipc 将立即数添加到 PC。有时更容易将这两种寻址模式视为“PC 相对”和“0 相对”，因为这样可以更明确地区分。
虽然 auipc 和 lui 都设计为双指令对中的第一条指令，但第二条指令并不是特别相关。 auipc 和 lui 都填充了 32 位地址的高 20 位，而与它们配对的指令则填充了低 12 位。 I 和 S 格式的指令被设计成在这里可以很好地配对，并且在基本 ISA 中的每条指令都有一个 I 或 S 变体，这样的格式对它们来说是有意义的。
作为一个具体的例子，下面的C代码执行了一个非常简单的
int global;
int func(void) { return global; }
举个例子，假设global位于0x20000004，func中第一条指令的PC为0x10000008。
当使用 -mcmodel=medlow（0 相对寻址模式）编译时，您将得到
func:
lui a0, 0x20000
lw a0, 0x004(a0)
可以看到，global(0x2000004)的完整绝对地址被填充到指令对中。另一方面，当使用 -mcmodel=medany（PC 相对寻址模式）编译时，您将得到
func:
auipc a0, 0x10000
lw a0, 0x004(a0)
这次指令对中只出现了auipc的PC与目标符号的偏移量。发生这种情况是因为 PC 明确地（通过使用 auipc 指令）包含在寻址计算中。在这种情况下，auipc 将 a0 设置为 0x2000004：执行的计算是 a0 = PC + (imm20 << 12)，这里我们有 0x10000004 用于 PC 和 0x10000 对于 imm20.
这些相对于 PC 的寻址序列还允许少量的位置独立性：如果您非常小心地限制您正在做的事情，则可以生成链接的二进制文件，当以不同的偏移量加载时仍然可以工作他们是有联系的。实际上，这对于 POSIX 式系统中的完全位置无关寻址是不够的（这就是为什么我们也有一个 -fPIC 参数，就像其他人一样），但是如果你在严格约束的嵌入式系统，您也许可以摆脱它。
对于最后的皱纹，就像 RISC-V ISA 中的几乎所有其他东西一样，auipc 和 lui 使用的立即数被符号扩展到 XLEN。在 32 位系统上，这些寻址模式可以生成系统中的任何地址，但对于 64 位系统则不然。这就是为什么我们将这些寻址模式称为“medany”和“medlow”：“med”代表“medium”，这意味着所有全局符号都必须适合的 4GiB window。 “low”部分意味着这个 window 以绝对地址 0 为中心，而在“any”部分意味着这个 window 以它链接的任何 PC 为中心。