feat(saolei): 新增纯 C 扫雷（MMIO 显示 + 中断读鼠标），扩展 CPU 外设并清理仓库
## 背景
在原有五级流水 CPU 的基础上，用一颗 RISC-V 工具链把"纯 C 写的扫雷"编译成机器码
固化进片内 ROM 运行，并为此把 MMIO 外设从"只有一个 LED 寄存器"扩展成
显示（VGA 显存）+ 七段数码管 + 鼠标事件（含中断）的完整子系统。
原 LED MMIO 的语义保持不变，原有跑马灯/中断/指令回归不受影响。
## 硬件（pipelined-cpu/srcs）
- cpu21_mmio.v：扩展成 MMIO 中枢，新增
* 七段数码管寄存器（0x1004，8 位十六进制）
* 鼠标寄存器组（0x1100+）：STATUS/DATA/ACK/CTRL/INPUT/TIME/FRAME/EVCNT/LEVEL/MAGIC
—— 含 16 项事件 FIFO 与 mouse_irq_o（读空自动回 0，不丢事件）
* 显示控制器（0x1140+）：CTRL（光标可见/背景色）、CURSOR（列、行）
* 显存窗口（0x2000-0x27FF）：写端口输出到板级顶层的双口 RAM，读保持组合读
* LEVEL（0x1120）：软件中断寄存器，写 1 拉起 level_irq_o（用作"关卡入口"）
* 地址译码、字节写合并、读数据 mux 全部按原风格实现
- 新增外设 RTL：cpu21_vga.v（640x480@60 按格子扫描，8x8 字模放大 2 倍）、
cpu21_seg7.v（8 位数码管动态扫描）、cpu21_pointer.v（5 向按键→鼠标事件，1 ms 去抖
+ 事件排队）、cpu21_ps2_mouse.v（可选真鼠标，PS/2 11 位帧接收 + 3 字节包解析）
- cpu21_riscv_redirect_int_bpb.v：新增外设总线端口（显存写/读回、鼠标事件输入、
中断输出、数码管数据、帧脉冲），例化扩展后的 cpu21_mmio
- cpu21_board_top.v：接入显存双口 RAM + VGA + 数码管 + 鼠标事件源，中断接线为
irq_i = {SW2, LEVEL|SW1, 鼠标|SW0}；ROM 宏切换（定义 SAOLEI_ROM 加载扫雷程序）；
ROM_WORDS 1024→8192
- cpu21_board_top.xdc：新增按键、SW[3]、8 位数码管、VGA、PS/2 的全部引脚约束
- tb_board_top.v：新端口显式接 0/1，避免悬空影响原跑马灯回归
- create_project.tcl：把 cpu21_saolei_rom.vh 按 Verilog Header 条件加入
## 软件（saolei/）
- sw/mmio.h：全部 MMIO 地址与格子编码（换地址只改这一个文件）
- sw/saolei.c：纯 C 扫雷 —— 背景"伪操作系统" main()（开始界面）+ 关卡 level_main()
（在 IRQ1 里跑完整局）+ 棋盘位图/布雷（首点安全）/BFS 展开/插旗/胜负判定/逐格绘制
- sw/isr.c：**中断读鼠标的代码**。三个固定地址入口：
* isr1_entry（.text.isr1=0x100）关卡入口：保存全部调用者保存寄存器 +
csrrsi 打开 MIE（让鼠标中断可嵌套）→ level_main
* isr2_entry（.text.isr2=0x200）鼠标读取：只存 ra → 纯 C 主体 isr_body
* isr3_entry（.text.isr3=0x300）备用：直接 uret
- sw/start.c：设 sp、清 .bss、进 main（只有这一处必要内联汇编）
- sw/linker.ld：复位 0x0、三个中断入口 0x100/0x200/0x300、栈顶 0x0FFC；
用 ASSERT 禁止 .data/.rodata（这颗核读不到 ROM 里的数据）
## 构建与工具链适配（saolei/tools）
- build.ps1：一键 C → .o → ELF → .hex + cpu21_saolei_rom.vh，任一步失败立刻停止
- check_isa.py：用"指令白名单"逐条检查反汇编，出现本核未实现的指令即报错并给修复提示
- elf2hex.py：裸二进制 → $readmemh hex + ROM 初始化头文件
- 三处针对本核的关键配置（都已写进脚本注释）：
1) -march=rv32im_zicsr（GCC 15 起 rv32im 不含 Zicsr，csrrsi 会报错）
2) 不能禁链接器松弛：gcc 函数调用默认是 auipc+jalr，靠松弛压成 jal，
禁掉后 35 条 auipc 会留在代码里（本核没有 auipc）；
用 -msmall-data-limit=0 防止松弛引入 gp 相对寻址
3) 中断入口地址必须写在段声明上（.text.isr1 0x100 : ...），
只写 ". = 0x100;" 会被 ld 忽略（实测 isr1 掉到了 0x14）
- 实测结果：text=3368B、data=0、bss=1436B，842 条指令全部通过 ISA 检查，
入口地址 _start=0x0 / isr1_entry=0x100 / isr2_entry=0x200 / isr3_entry=0x300
## 仓库清理
- 删除被工程取代的 saolei/hw、saolei/constrs（外设已并入 srcs/rtl）
- 删除全部 Vivado 生成物：.xpr、.runs、.sim、.cache、.hw、.ip_user_files、.Xil、
vivado.jou/log —— 需要工程时用 source create_project.tcl 一键重建（约 0.3 MB 源文件）
- .gitignore 增加 saolei/build/（构建产物可一键重建）
## 文档
- README：更新目录结构、仓库约定（不放生成物）、MMIO 地址表、文件与模块划分表、
上板说明，新增"扫雷程序（saolei/）"章节
- saolei/README.md：重写 —— 程序结构（背景/关卡/鼠标 + 三个中断入口）、
本核指令子集与对应写法、构建步骤与实测数据、MMIO 地址表、上板/仿真步骤、
操作说明、验证状态与已知可改进项
## 验证状态（如实说明）
- 已实测：C 工具链链路（编译/链接/ISA 检查/hex 生成/入口地址逐条核对）
- 未验证：所有 RTL 未经综合与仿真（本机无 Vivado），C 程序也未在仿真器/硬件上运行过；
建议先跑 tools/run_regress.ps1 确认原回归仍全 PASS，再用 SAOLEI_ROM 宏做行为仿真
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,106 @@
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`timescale 1ns / 1ps
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`default_nettype none
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// cpu21_pointer —— 把板上的 5 向按键变成"鼠标"事件源（板级顶层用它给 MMIO 送事件）。
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//
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// 事件单位：1/8 格。按键一次 = 8 个单位 = 光标移动一格，这样软件端用
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// 纯整数加减（不需要任何除法）就能把累积量换算成格，配合 PS/2 鼠标时
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// 手感也一致（PS/2 的原始计数直接按 1/8 格处理）。
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//
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// BTNU -> dy = -8 BTND -> dy = +8
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// BTNL -> dx = -8 BTNR -> dx = +8
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// BTNC -> 左键按下（btn[0] = 1，dx = dy = 0）
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//
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// 去抖方式：用 ~1 ms 的采样节拍（50 MHz 下计数 50000）采样两级同步后的按键，
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// 与上一次的稳定值比较，只在"按下"的边沿产生事件。一次采样可能同时检测到
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// 多个按下，此时用 press_pend_q 排队，由优先级选择器逐个上报（每个时钟周期
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// 最多一个事件），因此不会丢按键。
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// -----------------------------------------------------------------------------
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module cpu21_pointer #(
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// 采样节拍 = clk / (SAMPLE_DIV)，默认 50 MHz / 50000 = 1 kHz
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parameter integer SAMPLE_DIV = 50000
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) (
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input wire clk,
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input wire reset,
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input wire [4:0] btn_i, // {BTNC, BTNU, BTND, BTNL, BTNR}
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output wire ev_valid_o, // 单周期脉冲
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output wire [7:0] ev_dx_o, // 有符号，1/8 格
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output wire [7:0] ev_dy_o,
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output wire [4:0] ev_btn_o
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);
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// ---------------------------------------------------------------------------
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// 1 ms 采样节拍
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// ---------------------------------------------------------------------------
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reg [15:0] div_q;
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wire sample = (div_q == (SAMPLE_DIV - 1));
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always @(posedge clk or posedge reset) begin
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if (reset)
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div_q <= 16'd0;
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else if (sample)
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div_q <= 16'd0;
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else
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div_q <= div_q + 16'd1;
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end
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// 两级同步 + 采样保持（采样率远低于按键抖动频率，等效去抖）
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// ---------------------------------------------------------------------------
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reg [4:0] btn_sync1_q, btn_sync2_q, btn_stable_q;
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always @(posedge clk or posedge reset) begin
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if (reset) begin
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btn_sync1_q <= 5'b0;
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btn_sync2_q <= 5'b0;
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btn_stable_q <= 5'b0;
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end
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else begin
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btn_sync1_q <= btn_i;
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btn_sync2_q <= btn_sync1_q;
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if (sample)
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btn_stable_q <= btn_sync2_q;
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end
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end
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// 只在按下的边沿产生新事件
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wire [4:0] press_new = sample ? (btn_sync2_q & ~btn_stable_q) : 5'b0;
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// ---------------------------------------------------------------------------
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// 待上报队列 + 优先级选择（每周期最多上报一个）
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// ---------------------------------------------------------------------------
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reg [4:0] press_pend_q;
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wire [4:0] pend_next = press_pend_q | press_new;
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reg [4:0] sel;
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always @* begin
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sel = 5'b0;
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if (pend_next[4])
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sel = 5'b10000; // BTNC：点击
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else if (pend_next[3])
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sel = 5'b01000; // BTNU：上
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else if (pend_next[2])
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sel = 5'b00010; // BTND：下
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else if (pend_next[1])
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sel = 5'b00001; // BTNL：左
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else if (pend_next[0])
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sel = 5'b00100; // BTNR：右
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end
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always @(posedge clk or posedge reset) begin
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if (reset)
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press_pend_q <= 5'b0;
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else
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press_pend_q <= pend_next & ~sel;
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end
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assign ev_valid_o = |pend_next;
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assign ev_dx_o = sel[1] ? 8'd248 : (sel[0] ? 8'd8 : 8'd0); // 248 = -8 的补码
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assign ev_dy_o = sel[3] ? 8'd248 : (sel[2] ? 8'd8 : 8'd0);
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assign ev_btn_o = {4'b0, sel[4]};
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endmodule
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`default_nettype wire
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Tcl 一键重建
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