1.概述由于RISCV的模塊化的指令集的定義，各家都有著自己的實(shí)現(xiàn)方式。從當(dāng)前看來(lái)，除了標(biāo)準(zhǔn)的CSR外，很多都實(shí)現(xiàn)了自己的CSR指令擴(kuò)展。如何自定義CSR并且讓編譯器能夠識(shí)別，本文將進(jìn)行一定的分析，同時(shí)從riscv gcc開(kāi)發(fā)的角度出發(fā)，來(lái)分析編譯器開(kāi)發(fā)的流程。

2.不改變編譯工具鏈實(shí)現(xiàn)CSR添加如果想讀寫CSR，可以使用匯編指令進(jìn)行操作。

void test_csr（）

{

int a = 0x00200;

asm volatile（“csrw 0x307，%0”：：“r”（a））;

}

通過(guò)反匯編

riscv32-unknown-elf-objdump -D virt_test.elf 》 1.txt

得到該函數(shù)的匯編代碼

由于編號(hào)為0x307的CSR沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)定義，所以會(huì)直接會(huì)體現(xiàn)在匯編函數(shù)中。但是這樣并不會(huì)影響功能的使用。

對(duì)于這些非標(biāo)準(zhǔn)的CSR的讀寫操作，RISCV GCC并不會(huì)根據(jù)特定的編碼序號(hào)生成相應(yīng)的名稱。

比如芯來(lái)科技為其eclic定義的一條CSR。

如果用標(biāo)準(zhǔn)的GCC進(jìn)行編譯，那么需要給定CSR地址（0x7ed）。

這樣的實(shí)現(xiàn)，在寫匯編函數(shù)的時(shí)候，給定CSR的地址即可，不能寫名字。比如：

csrw 0x7ed，zero

通過(guò)上述的方式，可以完成不改變編譯器的情況下，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)的CSR的操作。

3.在編譯器中集成CSR名稱往往通過(guò)匯編去查看時(shí)，若沒(méi)有CSR名稱，直接去查看CSR的地址，有時(shí)候還需要通過(guò)CSR的地址，查閱相關(guān)的寄存器手冊(cè)，才能明白讀寫哪個(gè)寄存器。為了簡(jiǎn)化這種操作，可以將CSR的名稱添加到gcc中。這里借用玄鐵C906上的擴(kuò)展指令進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

如果不想改變gcc，那么實(shí)現(xiàn)上直接可以通過(guò)內(nèi)聯(lián)匯編。

void test_csr（）

{

int a = 0x00200;

asm volatile（“csrw 0x7c0，%0”：：“r”（a））;

}

那么最后反匯編得到結(jié)果如下：

這顯然還是不夠直觀。

為了讓其更加的直觀，可以修改RISCV工具鏈。

這里使用的是riscv-gnu-toolchain，目前做編譯器開(kāi)發(fā)需要對(duì)該倉(cāng)庫(kù)的使用非常熟悉。

https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git

將代碼進(jìn)行clone后，更新子模塊。

git submodule init

git submodule update

其中需要修改的是riscv-gnu-toolchain/riscv-binutils/include/opcode/riscv-opc.h

同時(shí)將MXSTATUS的地址添加進(jìn)去。

這樣就能夠，編譯工具鏈，用生成的編譯工具鏈去編譯代碼，就能夠正常的看到反匯編的執(zhí)行效果了。

這樣，無(wú)論是傳遞地址csrw 0x7c0，zero，還是傳遞名稱csrw mxstatus，zero，匯編器都能夠正常的輸出CSR名稱。

通過(guò)對(duì)編譯器的修改，也是非常的簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。

4.編譯開(kāi)發(fā)riscv gcc相關(guān)如果要研究riscv gcc的開(kāi)發(fā)工作，搭建環(huán)境，加快編譯效率很關(guān)鍵。由于編譯工具鏈很大，涉及到的模塊很多，而且編譯的過(guò)程很復(fù)雜，為了節(jié)省編譯的時(shí)間，可以通過(guò)編譯選項(xiàng)來(lái)進(jìn)行約束。

通常情況下，編譯全功能的gcc，可以采用

。/configure --prefix=$PREFIX --enable-multilib --with-cmodel=medany

當(dāng)使能了--enable-multilib，就能夠編譯很多版本的lib庫(kù)。

。/riscv64-unknown-elf-gcc --print-multi-lib

。;

rv32i/ilp32;@march=rv32i@mabi=ilp32

rv32ic/ilp32;@march=rv32ic@mabi=ilp32

rv32im/ilp32;@march=rv32im@mabi=ilp32

rv32imc/ilp32;@march=rv32imc@mabi=ilp32

rv32iac/ilp32;@march=rv32iac@mabi=ilp32

rv32imac/ilp32;@march=rv32imac@mabi=ilp32

rv32imafc/ilp32f;@march=rv32imafc@mabi=ilp32f

rv32imafdc/ilp32d;@march=rv32imafdc@mabi=ilp32d

rv32e/ilp32e;@march=rv32e@mabi=ilp32e

rv32ec/ilp32e;@march=rv32ec@mabi=ilp32e

rv32emc/ilp32e;@march=rv32emc@mabi=ilp32e

rv32ema/ilp32e;@march=rv32ema@mabi=ilp32e

rv32emac/ilp32e;@march=rv32emac@mabi=ilp32e

rv32eac/ilp32e;@march=rv32eac@mabi=ilp32e

rv64i/lp64;@march=rv64i@mabi=lp64

rv64im/lp64;@march=rv64im@mabi=lp64

rv64imc/lp64;@march=rv64imc@mabi=lp64

rv64imac/lp64;@march=rv64imac@mabi=lp64

rv64imafc/lp64f;@march=rv64imafc@mabi=lp64f

這樣實(shí)際上也是消耗了很多時(shí)間，為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以指定特定的march和mabi進(jìn)行編譯和測(cè)試，待開(kāi)發(fā)完成后，發(fā)布時(shí)在進(jìn)行整體編譯。這樣開(kāi)發(fā)效率會(huì)高出很多。

make clean

。/configure --prefix=$RISCV/0727/rv32 --with-arch=rv32gc --with-abi=ilp32d --disable-gdb

make -j8

例如上面的命令，只編譯march為rv32gc，abi為ilp32d的gcc模型。省略掉很多庫(kù)的編譯，讓編譯的時(shí)間縮短了不少。

5.小結(jié)為自己的處理器添加特定的CSR支持，一種情況下可以使用CSR的地址進(jìn)行，另外一種就是修改匯編器，前一種方法比較直觀，適合使用riscv通用編譯器的開(kāi)發(fā)方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但是不夠直觀。后一種則需要修改匯編器，并且需要自己編譯工具鏈，比較復(fù)雜，但是使用起來(lái)直觀，簡(jiǎn)單。

編輯：jq