用汇编学习risc-v指令集，并在线仿真，点亮led

kekemuyu · 2021-06-01 20:39:36

首先在线仿真地址：http://tice.sea.eseo.fr/riscv/，选择这个主要是因为比较好玩直观。

这个模拟器是支持gnu的编译器的，所以先安装编译器：

sudo apt install gcc-riscv64-unknown-elf

模拟器gpio寄存器：

点灯程序：

/*
 * Configure the GPIO with:
 * - Byte 0: 8 LEDs
 * - Byte 1: 8 toggle switches
 */

    .text

    .global __reset

__reset:
    j start

start:
    li x1, 0xd0000000
    /* Set first GPIO byte as outputs */
    sb x0, (x1)

    li x3, 0xff
    sb x3, 0x10(x1)
    j .

    .section gpio_config, "a"

leds: .byte 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3
sws:  .byte 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2

编译文件：

riscv64-unknown-elf-gcc -march=rv32i -mabi=ilp32 -c -o led.o led.s

连接成elf文件：

riscv64-unknown-elf-gcc -march=rv32i -mabi=ilp32 -nostdlib -T rv32e.ld -o led.elf led.o

连接文件rv32e.ld

ENTRY(__reset)

MEM_SIZE    = 4K;
STACK_SIZE  = 512;
BITMAP_SIZE = 1K;

SECTIONS {
    . = 0x0;

    .text : {
        *(vectors)
        *(.text)
        __text_end = .;
    }

    .data   : { *(.data) }
    .rodata : { *(.rodata) }

    __global_pointer = ALIGN(4);

    .bss ALIGN(4) : {
        __bss_start = .;
        *(.bss COMMON)
        __bss_end = ALIGN(4);
    }

    . = MEM_SIZE - STACK_SIZE - BITMAP_SIZE;

    .stack ALIGN(4) : {
        __stack_start = .;
        . += STACK_SIZE;
        __stack_pointer = .;
    }

    .bitmap ALIGN(4) : {
        __bitmap_start = .;
        *(bitmap)
    }

    __bitmap_end = __bitmap_start + BITMAP_SIZE;
}

生成intel格式hex：

riscv64-unknown-elf-objcopy -O ihex led.elf led.hex

最后附上在线仿真器的文档说明：http://tice.sea.eseo.fr/riscv/doc/

cube · 2021-06-02 16:50:36

太有趣了, 可以用 html 单步调试, 挺直观的.

aozima · 2021-06-05 18:28:16

赞！这个用来学习原理非常好

拉轰的脚踏车 · 2021-06-05 20:06:46

牛逼, 在线修改汇编代码, 在线单步调试, 刚试了一下, 太爽了.

哇酷小二 · 2021-06-19 14:45:57

lui 指令貌似有bug，

再请教一个小问题,

lui x1, 0xa000

指令执行之后 x1应该是 0xa000000,

而模拟器是 0xa000

哇酷小二 · 2021-06-19 17:06:19

哇酷小二说：

https://whycan.com/files/members/3907/-273389d73bc96341.png
lui 指令貌似有bug，
再请教一个小问题,
lui x1, 0xa000
指令执行之后 x1应该是 0xa000000,
而模拟器是 0xa000

问了几个朋友都说是模拟器bug, 捂脸.gif 🤦♀️😂

tigger · 2021-06-20 14:23:40

哇酷小二说：

https://whycan.com/files/members/3907/-273389d73bc96341.png
lui 指令貌似有bug，
再请教一个小问题,
lui x1, 0xa000
指令执行之后 x1应该是 0xa000000,
而模拟器是 0xa000

cat plus.S
.text

.global plus, shift

plus:
        add     a0,a1,a0
        ret

shift:
        lui     a0,0xa000
        ret

#include <stdio.h>

extern int plus(int a, int b);
extern int shift();

int main(void)
{
        //printf("hello, %d\n", plus(111, 222));
        printf("hello, 0x%X\n", shift());
}

结果确实是:

$ QEMU_LD_PREFIX=/usr/riscv64-linux-gnu/ qemu-riscv64 hello
hello, 0xA000000

一个非常简单的RISC-V C调用使用ABI规则ASM汇编的demo, 使用qemu-riscv64虚拟机测试.
https://whycan.com/t_6685.html

kekemuyu · 2021-06-20 14:46:17

模拟器右下角，可以给作者提个issue。这么大个bug，应该会修复

tigger · 2021-07-15 15:24:31

kekemuyu 说：

模拟器右下角，可以给作者提个issue。这么大个bug，应该会修复
https://whycan.com/files/members/1315/Screenshot144436.png

https://github.com/Guillaume-Savaton-ESEO/emulsiV/issues/21

"lui x1, 0xA" Unacceptable?
"lui x1, 0x1000" run result 0x1000000, but not 0x1000
用汇编学习risc-v指令集，并在线仿真，点亮led
https://whycan.com/t_6593.html#p64755

作者回复：

According to the RISC-V specification, LUI is a U-type instruction where the immediate field contains 20 bits identified as imm[31:12].
If we take the instruction lui x1, 0x1000, I think there are two possible interpretations:
imm is 0x1000 (and so imm[31:12] is 0x1)
imm[31:12] is 0x1000 (imm is 0x1000000)
I honestly don't know which interpretation is right. As far as I remember, this is not explicitly defined in the RISC-V spec.
emulsiV follows the first, and I personally find it easier to understand for beginners. But I know that the GNU toolchain uses the second.

自动翻译：

根据 RISC-V 规范，LUI 是 U 型指令，其中立即字段包含 20 位标识为imm[31:12].
如果我们接受指令lui x1, 0x1000，我认为有两种可能的解释：
imm是0x1000（imm[31:12]也是0x1）
imm[31:12]是0x1000（imm是0x1000000）
老实说，我不知道哪种解释是正确的。据我所知，这在 RISC-V 规范中没有明确定义。
emulsiV遵循第一个，我个人觉得对于初学者来说更容易理解。但我知道 GNU 工具链使用第二个。

哇酷小二 · 2021-07-15 15:39:42

作者说，这不算bug，最多算对标准解读不同，哈哈哈哈。

xiaohui · 2021-07-16 14:32:36

哇酷小二说：

作者说，这不算bug，最多算对标准解读不同，哈哈哈哈。

开发juicevm的时候好像没遇到这么个标准上的解读问题。

zhangzzpcxxy · 2022-02-28 19:59:52

这个有源码吗，好东西、。

zhongzhong17 · 2022-11-23 10:01:01

有没有 arm的模拟

WhyCan Forum(哇酷开发者社区)

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用汇编学习risc-v指令集，并在线仿真，点亮led

#1 2021-06-02 16:50:36 分享评论

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#6 2021-06-20 14:23:40 分享评论

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#8 2021-07-15 15:24:31 分享评论

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#12 2022-11-23 10:01:01 分享评论

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