Denne artikel beskriver, hvordan man tilføjer en “modulo”-instruktion til RISC-V ISA, skriver et program, der bruger den, integrerer den i RISC-V compileren og kører den på Gem5 og Spike.
Først skal du installere riscv-tools:
$ git clone https://github.com/riscv/riscv-tools.git
$ git submodule update --init --recursive
$ export RISCV=/path/to/install/riscv/toolchain
$ ./build.sh
Dette vil bygge RISC-V toolchain. Dernæst tilføjer vi “modulo”-instruktionen med følgende syntaks og semantik:
mod r1, r2, r3
Semantics: R[r1] = R[r2] % R[r3]
Åbn filen riscv-opcodes/opcodes
og tilføj definitionen for mod
instruktionen:
sra rd rs1 rs2 31..25=32 14..12=5 6..2=0x0C 1..0=3
...
mod rd rs1 rs2 31..25=1 14..12=0 6..2=0x1A 1..0=3
...
Kør derefter følgende kommando for at generere filen temp.h
:
cat opcodes-pseudo opcodes opcodes-rvc opcodes-rvc-pseudo opcodes-custom | ./parse-opcodes -c > ~/temp.h
I temp.h
skal du finde følgende to linjer:
#define MATCH_MOD 0x200006b
#define MASK_MOD 0xfe00707f
Tilføj disse to linjer til riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils-gdb/include/opcode/riscv-opc.h
. Rediger derefter riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils-gdb/opcodes/riscv-opc.c
og tilføj følgende linje til riscv_opcodes[]
arrayet:
const struct riscv_opcode riscv_opcodes[] = {
...,
{"mod", "I", "rd,rs1,rs2", MATCH_MOD, MASK_MOD, match_opcode, 0},
...
};
Genkompiler riscv-gnu-toolchain
. Skriv nu et C-program for at teste:
#include <stdio.h>
int main() {
int a, b, c;
a = 5;
b = 2;
asm volatile ("mod %[z], %[x], %[y]nt"
: [z] "=r" (c)
: [x] "r" (a), [y] "r" (b));
if (c != 1) {
printf("n[[FAILED]]n");
return -1;
}
printf("n[[PASSED]]n");
return 0;
}
Kompiler programmet med den modificerede RISC-V compiler:
$ riscv64-unknown-elf-gcc mod.c -o mod
Brug objdump
til at inspicere mod
instruktionen:
$ riscv64-unknown-elf-objdump -dC mod > mod.dump
For at tilføje instruktionen til Gem5, rediger arch/riscv/decoder.isa
:
0x33: decode FUNCT3 {
format ROp {
0x0: decode FUNCT7 {
0x0: add({{ Rd = Rs1_sd + Rs2_sd; }});
...
0x10: mod({{ Rd = Rs1_sd % Rs2_sd; }});
...
}
...
}
...
}
Instruktionen matches i assembleren som følger:
((insn ^ op->match) & op->mask) == 0;
For at tilføje instruktionen til Spike simulatoren, rediger riscv-isa-sim/riscv/encoding.h
:
#define MATCH_MOD 0x200006b
#define MASK_MOD 0xfe00707f
...
DECLARE_INSN(mod, MATCH_MOD, MASK_MOD)
Opret filen riscv-isa-sim/riscv/insns/mod.h
med følgende indhold:
WRITE_RD(sext_xlen(RS1 % RS2));
Tilføj denne fil til riscv-isa-sim/riscv/riscv.mk.in
og tilføj linjen DEFINE_RTYPE(mod);
til riscv-isa-sim/spike_main/disasm.cc
. Genkompiler derefter riscv-tools
. Nu er “mod” instruktionen tilføjet til Spike simulatoren.