使用gnu 编译picoRV32 c/asm 代码

小提示：

1，大家本身了解eclipse使用，也已经安装了gnu+eclipse环境，参考： http://blog.csdn.net/kuankuan02/article/details/79233442

2，同时下载了 picoRV32的 open source code:

https://github.com/cliffordwolf/picorv32

3，你要有硬件环境可以跑bin，我是有数字工程师提供了FPGA平台。

正文：

1，eclipse新建一个工程，选择RISC-V c project创建。

2，然后加入你所下载的picoRV32_master/fireware里的c code，我下面简单介绍下ASM部分

start.s是启动代码以及trap处理代码，reset_vec 是开始，摆在0地址；后面.balign 16 对齐，因为picoRV32 trap地址在0x10，所以后面是trap处理代码。记住picoRV32 ASM 不要使用CSRs读写指令，CPU不认的。它的trap上下文切换所要用的stack是irq_regs定义的数据块，因为我的bin都是下载到flash中，所以给它加个.bss section属性，把它移到ram去。正好再提一下，系统stack是在ld脚本里申请的section，这个code是把系统stack和trap stack分开了，很多情况下都是用的同一个。它的技巧是自定义指令getq和setq来交换自定义寄存器q0~q3，每次trap都重新获取trap stack 指针，这是个很笨的上下文保存方法，大家只拿来先跑起来bin就好。启动代码还要注意的是.bss 必须清0，以及.data 必须搬入ram中，sp 赋值以后就可以开始进入c code了，输出个hello world。我的系统是uart输出，所以uart初始化也加到start.s中。

irq_regs:
	// registers are saved to this memory region during interrupt handling
	// the program counter is saved as register 0
	.fill 32,4

	// stack for the interrupt handler
	.fill 256,4
irq_stack:

3， picoRV32额外实现了一些指令，getq、setq、retirq等等，具体内容可以到README.md查找。

这些指令gcc编译器是不认识的，我们不能用指令名字来使用它们，它们只能采用.word 0x1234abcd 样式的机器码方式把它们插入代码中，这在汇编代码里是可以实现的。(参考custom_ops.S)

4，对于bin的连接，最重要的就是ld脚本，这个跟不同系统的address mapping相关，由于一些原因这里无法展开说。

额外解释两个问题：

picoRV32为什么要自定义ISA呢？

因为它没有实现特权级文档里的CSRs状态寄存器(除了cycle counter和instruction-retired counter)，而在trap/interrupt 响应的时候，有一些事情是需要额外寄存器协助处理。在这里picoRV32搭配了四个32bits寄存器用于Interrupt function，这就是我们之前介绍的custom interrupt controller。

q0~q3四个寄存器：

q0 存储了interrupt return地址

q1 用于表示interrupt status bit

q2、 q3 用于和通用寄存器进行数据交换

getq 把q[n]赋值到通用寄存器

setq 把通用寄存器值赋值到q[n]

retirq  返回到q0存储的地址执行，用于从interrupt返回

maskirq  可以操作interrupt mask register，用于屏蔽interrupt bit ，我把它用于中断开关控制了，就像ARM cpsr中的irq enable bit一样使用

系统在Trap/interrupt要做些什么？

None OS：正常流程下while(1) <>interrupt ，程序流程比较简单，代码只需实现save/restore/return

FreeRTOS：task<>task ，task<>interrupt，interrupt<>task，程序相对复杂，代码要把os port部分都实现掉

Trap：可以理解为一个硬件问题处理机制，当硬件自己处理不了的时候让CPU跳转到一个固定地址，让软件工程师写code去帮助硬件来处理它无法处理的状况，比如是interrupt/softinterrupt/exception等等。这些事情的判断就需要去读取各种CSRs，才能知道CPU为什么要跳转出来，同时记录CPU跳转时的地址处理完毕才能正确返回。

在picoRV32上把这些都简化了，而且它的Trap约等于了interrupt，工程师可直接按interrupt的方式处理绝大部分状况。把返回地址赋值给q0，然后调用retirq就可以从interrupt返回到q0所保存的地址，这个操作同样适用于task间切换。

关于FreeRTOS 和picoRV32间port我有实现好，但还没经过产品验证，暂时不能抛出来，我想肯定会有还未发现的bug，等产品出来后再介绍吧。