RISC-V komut seti mimarisini (ISA) özel komutlar ekleyerek genişletmek, belirli uygulamalar için performansı artırabilir ve optimizasyon sağlayabilir. Bu makale, RISC-V ISA’ya bir “modulo” komutu eklemeyi, bu komutu kullanan bir program yazmayı, RISC-V derleyicisine entegre etmeyi ve Gem5 ve Spike ISA simülatöründe çalıştırmayı anlatmaktadır.
İlk olarak, riscv-tools’u kurmanız gerekir:
$ git clone https://github.com/riscv/riscv-tools.git
$ git submodule update --init --recursive
$ export RISCV=/path/to/install/riscv/toolchain
$ ./build.sh
Bu komut, RISC-V araç zincirini oluşturur. Ardından, aşağıdaki sözdizimi ve semantiğe sahip “modulo” komutunu ekleyeceğiz:
mod r1, r2, r3
Semantics: R[r1] = R[r2] % R[r3]
riscv-opcodes/opcodes
dosyasını açın ve mod
komutu için tanımı ekleyin:
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
...
Sonra, temp.h
dosyasını oluşturmak için aşağıdaki komutu çalıştırın:
cat opcodes-pseudo opcodes opcodes-rvc opcodes-rvc-pseudo opcodes-custom | ./parse-opcodes -c > ~/temp.h
temp.h
dosyasında, aşağıdaki iki satırı bulun:
#define MATCH_MOD 0x200006b
#define MASK_MOD 0xfe00707f
Bu iki satırı riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils-gdb/include/opcode/riscv-opc.h
dosyasına ekleyin. Devam ederek, riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils-gdb/opcodes/riscv-opc.c
dosyasını düzenleyin ve riscv_opcodes[]
dizisine aşağıdaki satırı ekleyin:
const struct riscv_opcode riscv_opcodes[] = {
...,
{"mod", "I", "rd,rs1,rs2", MATCH_MOD, MASK_MOD, match_opcode, 0},
...
};
riscv-gnu-toolchain
‘i yeniden derleyin. Şimdi, test etmek için bir C programı yazalım:
#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;
}
Programı, değiştirilmiş RISC-V derleyicisiyle derleyin:
$ riscv64-unknown-elf-gcc mod.c -o mod
mod
komutunu incelemek için objdump
kullanın:
$ riscv64-unknown-elf-objdump -dC mod > mod.dump
Gem5’e komutu eklemek için arch/riscv/decoder.isa
dosyasını düzenleyin:
0x33: decode FUNCT3 {
format ROp {
0x0: decode FUNCT7 {
0x0: add({{ Rd = Rs1_sd + Rs2_sd; }});
...
0x10: mod({{ Rd = Rs1_sd % Rs2_sd; }});
...
}
...
}
...
}
Assembler’da komut eşleştirme şu şekilde yapılır:
((insn ^ op->match) & op->mask) == 0;
Son olarak, Spike simülatörüne komutu eklemek için riscv-isa-sim/riscv/encoding.h
dosyasını düzenleyin:
#define MATCH_MOD 0x200006b
#define MASK_MOD 0xfe00707f
...
DECLARE_INSN(mod, MATCH_MOD, MASK_MOD)
Aşağıdaki içerikle riscv-isa-sim/riscv/insns/mod.h
dosyasını oluşturun:
WRITE_RD(sext_xlen(RS1 % RS2));
Bu dosyayı riscv-isa-sim/riscv/riscv.mk.in
dosyasına ekleyin ve riscv-isa-sim/spike_main/disasm.cc
dosyasına DEFINE_RTYPE(mod);
satırını ekleyin. Ardından, riscv-tools
‘u yeniden derleyin. Artık “mod” komutu Spike simülatörüne eklenmiştir.