在 Spike/PK 上的 RISC-V 程序集中调用 fgets答案

【问题标题】：Calling fgets in RISC-V assembly on Spike/PK在 Spike/PK 上的 RISC-V 程序集中调用 fgets
【发布时间】：2021-04-18 17:54:30
【问题描述】：

更新：写出来让我发现哪里出了问题，但不知道为什么。我显然以错误的方式调用 fgets，因为在五次调用后我到达地址 0x221000，这是映射内存所在的位置 - 我正在写更高的地址 - 但我不知道为什么会这样。谁能解释一下？

这有点复杂，我不知道为什么会出现这种行为：我不知道我的基础知识是否有误，或者它是否是 Spike/PK 的一个特性。

注意：这里的libc由newlib提供，代码编译为riscv64-unknown-elf。

短版我输入的代码是用 RISC-V 程序集编写的，以前运行流畅，但由于我引入了对 mmap 的系统调用，它在第五次执行时崩溃。问题是因为我的调用顺序错误，还是 Spike 模拟器和 PK 代理内核有问题？

详细解释

我正在编写类似 Forth 的线程解释语言。它目前针对 Spike 模拟器上的 PK 代理内核，但希望很快能够在“真实”硬件上运行。代码在https://github.com/mcmenaminadrian/riscyforth

TIL 实现了一个无限循环来获取输入，依次调用一个例程来获取标准输入的文件指针，然后是一个例程来获取输入。

获取标准输入文件指针（存储在堆栈中）：

mv a0, zero
la a1, stdinopen
call fdopen
addi sp, sp, -8
sw a0 0(sp)

（stdinopen 在 .data 部分中为 .asciz "r"）

然后获取输入 - 将其从堆栈中弹出...

lw a2, 0(sp)
addi sp, sp, 8
la a0, INPUT_BUFFER
li a1, BUFFERLEN #0x200
call fgets

INPUT_BUFFER 在 .bss 部分中定义为 .common INPUT_BUFFER, BUFFERLEN, 8

这一切都很好，直到我添加了映射到某些内存中的新代码作为 R/W/X - 如果您了解 Forth，您将知道我需要具有这种不寻常权限集的内存，因为我必须允许用户定义新关键字。

现在尝试获取输入在第四次调用时失败。（虽然如果我定义了 mmap，问题就消失了。）

这是一个失败的例子：

RISCYFORTH 是一种紧密基于 FORTH 的线程解释语言。目前我们正在执行模式下运行，您输入的任何内容都会在输入每一行时执行。 RISCYFORTH 根据 GNU 通用公共许可证第 2 版获得许可。见https://github.com/mcmenaminadrian/riscyforth.git

346 5622 * 重复好的

重复好的

。 1945212 好的

z 0000000000000000 ra 0000000000010442 sp 0000003ffffffaf8 gp 000000000001fe30 tp 00000000000000000 t0 000000000009fa60 t1 000000000000000a t2 0000000000000003 s0 0000000000000000 s1 0000000000000000 a0 000000000001e530 a1 000000000009fa60 a2 0000000000000200 a3 0000000000000000 a4 0000000000221000 a5 0000000000000001 a6 000000000001ec88 a7 00000000000000d6 s2 00000000000001ff s3 000000000009fa60 s4 000000000001e530 s5 000000000009fa60 s6 0000000000000000 s7 0000000000011b64 s8 0000000000010400 s9 000000000011fc58 sA 000000000009f950 sB 0000000000000000 t3 00000000000000064 t4 0000003ffffffb08 t5 0000000000000054 t6 0000000000000054 个人计算机 0000000000011ca4 va/inst 0000000000000008 sr 8000000200006020 用户加载段错误@0x0000000000000008

这是代码失败的地方：

0000000000011c64 <_fgets_r>:
11c64:       4785                    li      a5,1
11c66:       0ac7de63                bge     a5,a2,11d22 <_fgets_r+0xbe>
11c6a:       7139                    addi    sp,sp,-64
11c6c:       f822                    sd      s0,48(sp)
11c6e:       f04a                    sd      s2,32(sp)
11c70:       ec4e                    sd      s3,24(sp)
11c72:       e852                    sd      s4,16(sp)
11c74:       fc06                    sd      ra,56(sp)
11c76:       f426                    sd      s1,40(sp)
11c78:       e456                    sd      s5,8(sp)
11c7a:       e05a                    sd      s6,0(sp)
11c7c:       8932                    mv      s2,a2
11c7e:       8a2a                    mv      s4,a0
11c80:       89ae                    mv      s3,a1
11c82:       8436                    mv      s0,a3
11c84:       c119                    beqz    a0,11c8a <_fgets_r+0x26>
11c86:       493c                    lw      a5,80(a0)
11c88:       cbc1                    beqz    a5,11d18 <_fgets_r+0xb4>
11c8a:       397d                    addiw   s2,s2,-1
11c8c:       8ace                    mv      s5,s3
11c8e:       a819                    j       11ca4 <_fgets_r+0x40>
11c90:       601c                    ld      a5,0(s0)
11c92:       9f05                    subw    a4,a4,s1
11c94:       9aa6                    add     s5,s5,s1
11c96:       94be                    add     s1,s1,a5
11c98:       c418                    sw      a4,8(s0)
11c9a:       e004                    sd      s1,0(s0)
11c9c:       3cb000ef                jal     ra,12866 <memcpy>
11ca0:       04090f63                beqz    s2,11cfe <_fgets_r+0x9a>
11ca4:       441c                    lw      a5,8(s0)

(_fgets_r 被 fgets 调用)

0000000000011d26 <fgets>:
11d26:       87aa                    mv      a5,a0
11d28:       8401b503                ld      a0,-1984(gp) # 1f670 <_impure_ptr>
11d2c:       86b2                    mv      a3,a2
11d2e:       862e                    mv      a2,a1
11d30:       85be                    mv      a1,a5
11d32:       bf0d                    j       11c64 <_fgets_r>

memcpy 出了点问题，给我留下了相当于空指针的东西，但我不清楚是什么 - 但我更基本的问题是：我有正确调用 fgets 的基本过程吗？

我相信我以前遇到过并且之前没有遇到过任何问题，但是关于这方面的文档很少而且相差甚远，因此确认会很有帮助，至少会建议我更仔细地查看 mmap 代码。

当然，如果有人能发现任何其他错误，我们将不胜感激。

【问题讨论】：

如果这是 64 位，您应该在来自 fdopen 的返回值上使用 sd，不是吗？
可能！但这不是这里的问题。不过，我真的应该将其编译为 32 位，你是对的。

标签： stdin fgets riscv forth newlib

【解决方案1】：

通过反复打开文件，我的代码占用了越来越多的内存，并最终覆盖了通过 mmap 分配的部分内存范围。我通过将文件指针的值存储在 .bss (inputfileptr) 中并且只打开一次来解决这个问题：

            la t0, inputfileptr
            lw a0, 0(t0)
            bne a0, zero, getstdin_getin
            la a1, stdinopen
            call fdopen                
            la t0, inputfileptr
            sw a0, 0(t0)
            getstdin_getin:
            PUSH a0                          #store value on stack

【讨论】：