新ちゃん 发表于 2020-8-18 23:38:26

Rocket之添加指令

本帖最后由 新ちゃん 于 2020-8-20 22:31 编辑

本文目录
[*]准备工作
[*]Rocket Chip 源码

[*]添加指令
[*]译码信号
[*]ALU
[*]工具链

[*]opcodes
[*]添加指令
[*]spike支持
[*]编译
[*]测试

[*]C源码
[*]spike 测试结果
[*]RocketChip测试结果

准备工作
[*]指令空间(找到一个未使用的)。opcode = 10101011
[*]指令功能。同或操作



Rocket Chip 源码添加指令

[*]位置:rocket-chip/src/main/scala/rocket/Instructions.scala

object Instructions {
        ...
        def QIHAO            = BitPat("b0000000??????????000?????1010111")
        ...
}
译码信号

[*]位置:rocket-chip/src/main/scala/rocket/IDecode.scala
class IDecode() {
        table {
          ...
          QIHAO->       List(Y,N,N,N,N,N,Y,Y,A2_RS2, A1_RS1, IMM_X, DW_XPR,FN_SOR,           N,M_X,      MT_X, N,N,N,N,N,N,Y,CSR.N,N,N,N,N),
          ...
        }
}
ALU

[*]位置:rocket-chip/src/main/scala/rocket/ALU.scala
object ALU {
        ...
        def FN_SOR= UInt(8)
        ...
}

class ALU {
        ...
    val out = Mux(io.fn === FN_SOR, ~(io.in1 ^ io.in2), Mux(io.fn === FN_ADD || io.fn === FN_SUB, io.adder_out, shift_logic))
        ...
}
工具链

opcodes

[*]位置:rocket-chip/riscv-tools/riscv-opcodes/opcodes
qihao   rd rs1 rs2 31..25=014..12=0 6..2=0x15 1..0=3

[*]在opcodes下执行make install

添加指令

[*]位置:riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils-gdb/include/opcode/riscv-opc.h
#define MATCH_QIHAO 0x57
#define MASK_QIHAO0xfe00707f
DECLARE_INSN(qihao, MATCH_QIHAO, MASK_QIHAO)

#define DECLARE_INSN(INSN_NAME, INSN_MATCH, INSN_MASK) \
static inline bool is_ ## INSN_NAME ## _insn (long insn) \
{ \
return (insn & INSN_MASK) == INSN_MATCH; \
}


[*]位置:riscv-tools/riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils-gdb/opcodes/riscv-opc.c
const struct riscv_opcode riscv_opcodes[] = {
/* name,      isa,   operands, match, mask, match_func, pinfo.*/
{"qihao",   "I",   "d,s,t",MATCH_QIHAO, MASK_QIHAO, match_opcode, 0 },
}
spike支持

[*]位置:rocket-chip/riscv-tools/riscv-isa-sim/riscv/insns/qihao.h
WRITE_RD(sext_xlen(~(RS1 ^ RS2)));
[*]位置:rocket-chip/riscv-tools/riscv-isa-sim/riscv/riscv.mk.in

riscv_insn_list = \
        qihao \编译
cd rocket-chip/riscv-tools/
./build.sh
测试

C源码
#include<stdio.h>

int main() {
    int res = 0;
    __asm__ __volatile__("li a2, 0x00ff");
    __asm__ __volatile__("li a3, 0x0f0f");
    __asm__ __volatile__("qihao %0, a2, a3":"=r"(res)); // 0xfffff00f
    printf("%x\n", res);
    return 0;
}

spike 测试结果



RocketChip测试结果


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