新增 ISA 验证资产：迷你汇编器 + 指令测试程序

tools/rv_asm.py - 极简 RISC-V 汇编器（Python 3，无第三方依赖），支持 add/sub/and/or/xor/sll/srl/sra/slt/sltu、mul/mulh/mulhsu/mulhu、 addi/slti/sltiu/xori/ori/andi、slli/srli/srai、lw/sw、 beq/bne/blt/bge/bltu/bgeu、lui、jal/jalr、ecall、标签与 # 注释； - 提供 print / halt 两条双字伪指令（分别等价于 addi a7,zero,34 + ecall、 addi a7,zero,10 + ecall）； - I 型与访存立即数做 12 位有符号范围检查，越界直接报错，避免静默截断； - 除 hex 外同时输出 .lst 编码清单，便于与 .asm 逐行核对。 testbench/programs/isa_test.asm + isa_test.expected - 指令扩展验证程序：sltiu（两个方向）、xor/sll/srl/sra、mul/mulh/mulhu/mulhsu、 bltu/bge/bgeu 的有符号与无符号区分，以及 bge/bgeu/bltu 三个循环，共 24 项 LED 输出，期望值逐行保存在 isa_test.expected。 testbench/programs/lui_test.asm - LUI 验证程序：0x12345 / 0xfffff / 0x80000 与 lui+addi 组合，共 4 项输出。另外包含编辑器/格式化工具对 cpu21_riscv_alu.v、cpu21_riscv_branch_unit.v、 cpu21_riscv_decoder.v 的重排（纯格式，语义等价）。验证（xsim + testbench/tb_no_intr.v，按提交后的正式路径生成 hex） - isa_test：24 项 LED 输出与 isa_test.expected 逐项一致，143 周期后 halt 停机； - lui_test：12345000 / fffff000 / 80000000 / 12345678，21 周期后停机； - 重新编译无 error / warning。
2026-09-12 19:10:24 +08:00
parent 9f6f4c9ada
commit ccd1b917d0
8 changed files with 405 additions and 25 deletions
@@ -0,0 +1,109 @@
+# 指令扩展验证程序：每条被测指令的结果都通过 ecall(a7=34) 输出，最后用 halt 停机。
+# 期望输出顺序见每行注释（共 24 次输出），同时保存在同目录 isa_test.expected（每行一项 LED 值）。
+#
+# 用法（在仓库根目录执行）：
+#   python tools/rv_asm.py testbench/programs/isa_test.asm <仿真工作目录>/risc-v-benchmark_ccab.hex
+#   再用 testbench/tb_no_intr.v 仿真；hex 命名为 risc-v-benchmark_ccab.hex 时会被测试
+#   平台优先从仿真工作目录载入（参见 tb_no_intr.v 的 ROM 探测顺序）。
+#   print / halt 是 tools/rv_asm.py 提供的双字伪指令：
+#   print = addi a7,zero,34 + ecall；halt = addi a7,zero,10 + ecall。
+
+# ---- sltiu：立即数符号扩展后做无符号比较 ----
+    addi  t0, zero, 1
+    addi  t1, zero, -1          # t1 = 0xffffffff
+    sltiu a0, t0, -1            # 1 <u 0xffffffff -> 00000001
+    print
+    sltiu a0, t1, 1             # 0xffffffff <u 1 -> 00000000
+    print
+
+# ---- xor / sll / srl / sra（原有指令回归）----
+    addi  t0, zero, 0xff
+    addi  t1, zero, -1
+    xor   a0, t0, t1            # 0xff ^ 0xffffffff -> ffffff00
+    print
+
+    addi  t0, zero, 1
+    addi  t1, zero, 31
+    sll   a0, t0, t1            # 1 << 31 -> 80000000
+    print
+
+    addi  t0, zero, -1
+    addi  t1, zero, 28
+    srl   a0, t0, t1            # 逻辑右移 -> 0000000f
+    print
+    sra   a0, t0, t1            # 算术右移 -> ffffffff
+    print
+
+# ---- mul：无符号乘积低 32 位 ----
+    addi  t0, zero, 1234
+    addi  t1, zero, 567
+    mul   a0, t0, t1            # 1234*567 = 0x000aad1e
+    print
+
+# ---- mulh / mulhu / mulhsu：64 位乘积的高 32 位 ----
+    addi  t0, zero, -1          # 有符号 -1 / 无符号 0xffffffff
+    addi  t1, zero, -1
+    mulh  a0, t0, t1            # (-1)*(-1)=1   -> 00000000
+    print
+    mulhu a0, t0, t1            # 0xffffffff^2  -> fffffffe
+    print
+    addi  t0, zero, -1
+    addi  t1, zero, 2
+    mulhsu a0, t0, t1           # (-1)*2=-2     -> ffffffff
+    print
+
+# ---- bltu：0 <u 0xffffffff 成立（按有符号比较则不成立）----
+    addi  t0, zero, -1
+    bltu  zero, t0, bltu_ok
+    addi  a0, zero, 0x101      # 不应执行
+    print
+bltu_ok:
+    addi  a0, zero, 0x601      # 00000601
+    print
+
+# ---- bge：有符号 >= ，(-1) >= 0 不成立，应走 fall-through ----
+    addi  t0, zero, -1
+    bge   t0, zero, bge_bad
+    addi  a0, zero, 0x602      # 00000602
+    print
+    jal   zero, bge_done
+bge_bad:
+    addi  a0, zero, 0x102      # 不应执行
+    print
+bge_done:
+
+# ---- bgeu：无符号 >= ，0xffffffff >=u 0 成立 ----
+    addi  t0, zero, -1
+    bgeu  t0, zero, bgeu_ok
+    addi  a0, zero, 0x103      # 不应执行
+    print
+bgeu_ok:
+    addi  a0, zero, 0x603      # 00000603
+    print
+
+# ---- bge 循环：从 -3 递增到 0（共 4 次输出）----
+    addi  s1, zero, -3
+bge_loop:
+    add   a0, zero, s1
+    print                       # fffffffd / fffffffe / ffffffff / 00000000
+    addi  s1, s1, 1
+    bge   zero, s1, bge_loop
+
+# ---- bgeu 循环：3 -> 1（共 3 次输出）----
+    addi  t0, zero, 3
+bgeu_loop:
+    add   a0, zero, t0
+    print                       # 00000003 / 00000002 / 00000001
+    addi  t0, t0, -1
+    addi  t2, zero, 1
+    bgeu  t0, t2, bgeu_loop
+
+# ---- bltu 循环：4 -> 1（共 4 次输出）----
+    addi  s1, zero, 4
+bltu_loop:
+    add   a0, zero, s1
+    print                       # 00000004 / 00000003 / 00000002 / 00000001
+    addi  s1, s1, -1
+    bltu  zero, s1, bltu_loop
+
+    halt