起因是在编译RISCV代码时出现R_RISCV_PCREL_HI20错误，从而查找相关资料总结得到本篇文章信息。

R_RISCV_PCREL_HI20

我们知道，c程序的编译过程分为编译和链接两步。在编译时，并不知道程序会被放到什么地址，只有等到链接时加载了链接脚本，才知道每个程序段的地址。如果有一条auipc指令想拿到一个symbol的地址，而symbol地址距离pc太远，超过了20bit范围，那这条指令就无法拿到symbol的地址了。所以在链接的时候，就只会报R_RISCV_PCREL_HI20错误。

那解决办法有两种：

第一种是将两个距离太远的地址放到20bit之内，这种修改链接脚本就好；

第二种是把地址的值放到附近，然后用load把地址拿回来，当然这种只能是在手写汇编的时候才能使用。

.macro long_load r, s
    j 101f
    .balign 8
    102: .dword \s
    101:
    la \r, 102b
#if __riscv_xlen == 32
    lw \r, 0(\r)
#else
    ld \r, 0(\r)
#endif
.endm

.section .text.metal.init.enter
.global _enter
_enter:
    .cfi_startproc

    /* Inform the debugger that there is nowhere to backtrace past _enter. */
    .cfi_undefined ra

    /* The absolute first thing that must happen is configuring the global
     * pointer register, which must be done with relaxation disabled because
     * it's not valid to obtain the address of any symbol without GP
     * configured.  The C environment might go ahead and do this again, but
     * that's safe as it's a fixed register. */
.option push
.option norelax
    long_load gp, __global_pointer$
.option pop

toolchain issue

另外，碰到一个toolchain的问题。比如有一段很长的switch语句，大概长这个样子

switch(region){
	case 0: 
		__asm__("csrr %[addr], pmpaddr0"
				: [addr] "=r" (*address) ::);
		break;
	case 1: 
		__asm__("csrr %[addr], pmpaddr1"
				: [addr] "=r" (*address) ::);
		break;
	case 2: 
		__asm__("csrr %[addr], pmpaddr2"
				: [addr] "=r" (*address) ::);
		break;
	......
	case 15: 
		__asm__("csrr %[addr], pmpaddr15"
				: [addr] "=r" (*address) ::);
		break;
}

因为这段代码比较累赘，编译器会对他进行优化。如果不优化，可能会变成16个判断。优化之后会变成下面这个样子，大体思想是，把16个csrr指令列在下面的表里，然后根据region来计算他们的偏移，偏移的offset会存在一张rodata段的表里面，然后用jr a5跳到相应地址去，这样就没有多个分支指令，只有计算和绝对跳转指令了。

但问题就是，这里由于rodata段位于2000_0000区域，而text位于8_0000_0000区域。本来是希望跳到8_0000_2ff8去的，然而jr a5这里的a5得到的值却是0_0000_2ff8，前面的8丢了。而且编译器居然没有报错，让这个问题流到了程序运行阶段，这种问题就很难查了。

从编译的结果来看，这个本来应该是一条根据gp拿地址的指令的，可能是因为rodata段离gp太远了，根据gp拿不到，链接器就给换成了lui指令。问题就出在这个指令这里，编译器的初衷是根据gp来算偏移拿表里的offset，然而链接器把它改成了lui根据0地址计算offset，导致编译器和链接器想法冲突，导致计算的值错误。这里其实链接器应该直接报个错误，而不是主动该成lui指令，让问题流向了后级。