如何添加新指令并模拟它（spike）？

Question

我想在 RISCV ISA 中添加新指令，我按照以下步骤操作：

模拟新指令。向模拟器添加指令需要两个步骤：

1. 在文件riscv/insns/<new_instruction_name>.h 中描述指令的功能行为。检查该目录中的其他说明作为起点。
2. 将操作码和操作码掩码添加到riscv/opcodes.h。或者，将其添加到 riscv-opcodes 包中，它会为您执行此操作：$ cs ../riscv-opcodes; vi opcodes // add a line for the new instruction; make install
3. 重建求和器。

我编写了简单的汇编代码来测试：

.file   "hello.c"
.text
.align  2
.globl  main
.type   main, @function
main:
   li   a0, 2
   mac  a1, a2, a3
   add  a0, a0, a1
.size main, .-main
.ident "GCC: (GNU)5.2.

但它无法识别新指令 (mac a1,a2,a3) 并显示错误消息：

$ riscv64-unknown-elf-gcc hello.s
...
hello.s:8: Error:unrecognized opcode `mac a1,a2,a3'

我该怎么办？

Answer 1

您的指令 (https://github.com/riscv/riscv-isa-sim#simulating-a-new-instruction) 用于将指令添加到模拟器，而不是添加到由您的 gcc 命令调用的汇编程序 (binutils as/gas)。消息“Error: unrecognized opcode 'mac a1,a2,a3'”来自汇编工具，有产生此错误的代码：https://github.com/riscv/riscv-binutils-gdb/blob/master/gas/config/tc-riscv.c#L1187

/* 该例程将指令汇编成二进制格式。作为一个 副作用，它将全局变量 imm_reloc 设置为 如果操作数之一是地址表达式，则进行重定位。 */

static const char *
riscv_ip (char *str, struct riscv_cl_insn *ip, expressionS *imm_expr,
      bfd_reloc_code_real_type *imm_reloc)
...
  const char *error = "unrecognized opcode";
  for ( ; insn && insn->name && strcmp (insn->name, str) == 0; insn++)
  {
  ...
  }
out:
  ...
  return error;

您可以将新指令编码为原始字节以使用您当前的汇编程序；或者您需要更改riscv/riscv-tools 的汇编程序，通过更改riscv/riscv-opcodes/ 中的操作码列表并使用新的riscv-opcodes 重建您的riscv-binutils (https://github.com/riscv/riscv-binutils-gdb)。