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Alpha 4ef3960553 feat(tcl): create_project.tcl 自动清理旧工程后重建
- 新增 clean_first 开关(默认 1):先删掉旧工程与所有生成目录再新建,
  只删生成物(*.xpr/*.srcs/*.runs/*.sim/*.cache/*.hw/*.gen/*.ip_user_files/
  .Xil/xsim.dir/*.lpr/vivado*.jou|log|str/webtalk.*),srcs/、tools/、programs/ 不动
- 被别的 Vivado 占用的工程目录删不掉时,给出明确提示并中止(不再抛 Vivado 原始异常)
- create_project 加 -force,残留目录也能覆盖
- 实测:空目录建工程成功;连续第二次运行自动清理 7 项后重建成功,综合通过
2026-09-19 16:26:15 +08:00
Alpha e44680a114 feat(board): 新增课程新版中断测试上板(多级中断 + 附加 SLL/SB/BLTU)
- programs/risc-v-intrupt-sllsb.asm/.hex: 课程原始程序(344 字,hex 已去掉 Logisim
  的 v2.0 raw 头),保留原文件以便追溯
- tools/adapt_intrupt_sllsb.py: 把它适配到本 CPU 上板(只改 ROM 内容,地址不变)
  - 课程用 addi a7,zero,34 + ecall 显示,本 CPU 里那是空操作 -> 每条显示点原地换成
    一次调用:主程序 jal ra,DISP_DLY;ISR 用 add a7,a0,zero + jal a0,DISP_DLY_ISR
    (三个 ISR 都没保存 ra,所以 ISR 版把链接寄存器放 a0、显示值放 a7)
  - DISP_DLY / DISP_DLY_ISR 各 8 条,追加在 uret 之后,中断入口 0x0AC/0x240/0x3E8 不变
  - 返回地址存 sp+256(越过 ISR 最多 192 字节的栈区),嵌套中断也破坏不了
  - 脚本自带跳转目标自检(曾发现 ISR 侧 jal 偏移少算一条指令的问题)
- srcs/board/cpu21_board_top.v: 新增 RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM 分支(ROM 选择、
  CPU 分频用 CLK_DIV_INTRUPT、中断向量 0x0AC/0x240/0x3E8)
- srcs/board/risc-v-intrupt-sllsb.vh: 生成的 ROM 初始化(1024 字,程序 360 字)
- create_project.tcl: 新增 use_intrupt_sllsb 开关(默认 1,已把 ccab 置 0)

实测:Vivado 2020.2 建工程 + 综合通过(sources_1 verilog_define =
RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM,synth_design Complete! 100%)
2026-09-19 16:10:19 +08:00
6 changed files with 2548 additions and 370 deletions
+90 -14
View File
@@ -13,11 +13,15 @@
# 说明文档:cpu21_riscv_redirect_int_bpb说明.md
#
# 用法:
# 1) 建议先删掉本目录下的 pipelined-cpu.xpr,以及 *.runs / *.sim / *.cache /
# *.hw / *.gen / *.ip_user_files 等生成目录(不删会在下面报错提示);
# 2) 在 Vivado Tcl Shell 里执行: source create_project.tcl
# 1) 在 Vivado Tcl Shell 里执行: source create_project.tcl
# 或命令行: vivado -mode batch -source create_project.tcl -log create.log
# 2) 脚本会**先自动清理旧工程**再新建:只删生成物(*.xpr / *.srcs / *.runs /
# *.sim / *.cache / *.hw / *.gen / *.ip_user_files / .Xil / xsim.dir /
# vivado*.jou|log|str / webtalk.*),srcs/、tools/、programs/ 一律不动。
# 不想自动清理(比如想在旧工程上追加设置)就把下面的 clean_first 改成 0。
# 3) 工程就地创建:pipelined-cpu.xpr(源文件仍在 srcs/ 下,不会被搬动)。
# 4) 若提示 .xpr 删不掉,说明有 Vivado(含 Hardware Manager)正开着那个工程,
# 关掉它再跑一遍即可。
#
# 脚本用 [info script] 定位自身目录,所以整个文件夹拷到任何路径都能直接用。
# 若想用 Vivado 自动生成的版本,见说明文档“工程分享”一节。
@@ -47,11 +51,63 @@ if {[llength $missing] > 0} {
return 1
}
if {[file exists "$origin_dir/$proj_name.xpr"]} {
puts "ERROR: 工程已存在:$origin_dir/$proj_name.xpr"
puts " 请先删除 .xpr(以及 *.runs / *.sim 等生成目录)后重跑本脚本。"
# ---------------------------------------------------------------- 清理旧工程
# 一键重建:先删掉旧工程和所有生成目录。工程完全由 srcs/ + 本脚本决定,
# 所以删掉不会丢任何源文件;不想自动清理就把 clean_first 改成 0。
set clean_first 1
if {$clean_first} {
# 必须删掉的工程目录:任何一个删不掉都不能继续(否则 Vivado 会拒绝建工程)
set proj_items [list \
"$origin_dir/$proj_name.xpr" \
"$origin_dir/$proj_name.srcs" \
"$origin_dir/$proj_name.runs" \
"$origin_dir/$proj_name.sim" \
"$origin_dir/$proj_name.cache" \
"$origin_dir/$proj_name.hw" \
"$origin_dir/$proj_name.gen" \
"$origin_dir/$proj_name.ip_user_files" \
"$origin_dir/$proj_name.lpr" \
"$origin_dir/.Xil"]
# 顺带清掉的杂项:删不掉也无所谓(本进程自己会占着 vivado.jou / .log / .str)
set junk_items [list \
"$origin_dir/xsim.dir" \
"$origin_dir/webtalk.jou" \
"$origin_dir/webtalk.log" \
"$origin_dir/usage_statistics_webtalk.html" \
"$origin_dir/usage_statistics_webtalk.xml"]
foreach pat {vivado*.jou vivado*.log vivado*.str} {
foreach f [glob -nocomplain "$origin_dir/$pat"] { lappend junk_items $f }
}
set blocked {}
set removed 0
foreach {group items} [list proj $proj_items junk $junk_items] {
foreach d $items {
if {![file exists $d]} { continue }
if {[catch {file delete -force $d} err]} {
puts " WARNING: 删不掉 [file tail $d]($err)"
if {$group eq "proj"} { lappend blocked [file tail $d] }
} else {
puts " 已删除:[file tail $d]"
incr removed
}
}
}
puts "旧工程清理完成(删除 $removed 项)"
if {[llength $blocked] > 0} {
puts "ERROR: 这些工程目录删不掉:$blocked"
puts " 它们正被另一个 Vivado(GUI / Hardware Manager)占用。"
puts " 请关闭 Vivado 后重跑本脚本。"
return 1
}
} else {
if {[file exists "$origin_dir/$proj_name.xpr"] || [file exists "$origin_dir/$proj_name.runs"]} {
puts "ERROR: 工程已存在且 clean_first = 0:$origin_dir/$proj_name.xpr"
puts " 请先删除它,或把 clean_first 改成 1 让脚本自动清理。"
return 1
}
}
# ---------------------------------------------------------------- 建工程
# 只用 -part 建工程,**不依赖"板卡文件"**:Vivado 默认不带 Nexys4DDR 的 board 文件,
@@ -61,7 +117,8 @@ if {[file exists "$origin_dir/$proj_name.xpr"]} {
# create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name \
# -board_part digilentinc.com:nexys4ddr:part0:1.1
# (那样工程会记上板卡,别人没装板卡文件就打不开了,所以默认不这么写。)
create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name
# -force:万一还有残留目录(例如被占用的 .runs)也能覆盖,不至于卡死。
create_project $proj_name $origin_dir -part $part_name -force
# 设计源文件:处理器 RTL + 板级顶层 + 片内 ROM 初始化
add_files -norecurse -fileset sources_1 [glob "$origin_dir/srcs/rtl/*.v"]
@@ -71,9 +128,14 @@ add_files -norecurse -fileset sources_1 [list \
set_property file_type {Verilog Header} \
[get_files "$origin_dir/srcs/board/cpu21_board_rom.vh"]
# 默认跑哪个内置程序:中断测试程序优先,其次是扫雷,最后是走马灯 demo。
# 修改下面两个开关即可切换板上程序;同一时间只应启用一个。
set use_intrupt_ccab 1
# 默认跑哪个内置程序(同一时间只应启用一个):
# use_intrupt_sllsb = 1 -> 课程新版「多级中断测试 + 附加 SLL/SB/BLTU」
# (programs/risc-v-intrupt-sllsb.asm / .hex)
# use_intrupt_ccab = 1 -> 上一版中断测试(programs/risc-v-intrupt-ccab.*)
# use_saolei = 1 -> 扫雷(saolei/tools/build.ps1 生成)
# 三个都为 0 -> 走马灯 demo
set use_intrupt_sllsb 1
set use_intrupt_ccab 0
set use_saolei 0
# 中断测试程序的 ROM 初始化。
@@ -85,6 +147,15 @@ if {[file exists $intrupt_ccab_rom]} {
puts "NOTE: 还没有 $intrupt_ccab_rom"
}
# 课程新版中断测试(附加 SLL/SB/BLTU)的 ROM 初始化。
set intrupt_sllsb_rom "$origin_dir/srcs/board/risc-v-intrupt-sllsb.vh"
if {[file exists $intrupt_sllsb_rom]} {
add_files -norecurse -fileset sources_1 [list $intrupt_sllsb_rom]
set_property file_type {Verilog Header} [get_files $intrupt_sllsb_rom]
} else {
puts "NOTE: 还没有 $intrupt_sllsb_rom(用 tools/hex2vh.py 生成)"
}
# 扫雷程序的 ROM 初始化(由 saolei/tools/build.ps1 生成,可能还不存在)。
# 综合/仿真时定义宏 SAOLEI_ROM 就会用它替换上面的跑马灯 ROM。
set saolei_rom "$origin_dir/srcs/board/cpu21_saolei_rom.vh"
@@ -95,9 +166,12 @@ if {[file exists $saolei_rom]} {
puts "NOTE: 还没有 $saolei_rom —— 需要先跑 saolei/tools/build.ps1 生成"
}
# 关键:sources_1 定义 SAOLEI_ROM,cpu21_board_top.v 里的 `ifdef 链才会用扫雷 ROM
# (该宏只影响综合用的 sources_1,仿真 fileset 仍各自用 tb 自带的 ROM)
if {$use_intrupt_ccab && [file exists $intrupt_ccab_rom]} {
# 关键:sources_1 里定义对应宏,cpu21_board_top.v 的 `ifdef 链才会选中那个 ROM
# (宏只影响综合用的 sources_1;仿真 fileset 仍各自用 tb 自带的 ROM)
if {$use_intrupt_sllsb && [file exists $intrupt_sllsb_rom]} {
set_property verilog_define {RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM} [get_filesets sources_1]
puts "NOTE: sources_1 已定义 RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM —— 上板跑「中断测试 + SLL/SB/BLTU」"
} elseif {$use_intrupt_ccab && [file exists $intrupt_ccab_rom]} {
set_property verilog_define {RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM} [get_filesets sources_1]
puts "NOTE: sources_1 已定义 RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM —— 上板跑 risc-v-intrupt-ccab"
} elseif {$use_saolei && [file exists $saolei_rom]} {
@@ -142,7 +216,9 @@ foreach fs {sim_1 sim_2} {
# ---------------------------------------------------------------- 结果汇总
puts "工程已创建:$origin_dir/$proj_name.xpr"
puts " sources_1 顶层 = cpu21_board_top(上板:时钟分频 + 片内 ROM/RAM + 引脚)"
if {$use_intrupt_ccab && [file exists $intrupt_ccab_rom]} {
if {$use_intrupt_sllsb && [file exists $intrupt_sllsb_rom]} {
set selected_program {risc-v-intrupt-sllsb (RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM) 中断+SLL/SB/BLTU}
} elseif {$use_intrupt_ccab && [file exists $intrupt_ccab_rom]} {
set selected_program {risc-v-intrupt-ccab (RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM)}
} elseif {$use_saolei && [file exists $saolei_rom]} {
set selected_program {扫雷 (SAOLEI_ROM)}
@@ -0,0 +1,477 @@
.text
addi sp, zero, 2000 #�ڴ��ջ��ʼ��
#############################################################
#�����Ʋ�?,����addi,andi,slli,srli,srai,or,ori,nor,ecall LED�������Ʒ�ʽ������ʾ����
#############################################################
.text
START:
addi s0,zero,1
slli s3, s0, 31 # s3=0x80000000
srai s3, s3, 31 # s3=0xFFFFFFFF
add s0,zero,zero # s0=0
addi s2,zero,12
addi s6,zero,8 #�����Ƽ���
zmd_loop:
addi s0, s0, 1 #������һ�������Ƶ���
andi s0, s0, 15
#######################################
addi t0,zero,8
addi t1,zero,1
left:
slli s3, s3, 4 #����������
or s3, s3, s0
add a0,zero,s3 # display s3
addi a7,zero,34 # system call for LED display
ecall # display
sub t0,t0,t1
bne t0,zero,left
#######################################
addi s0, s0, 1 #������һ�������Ƶ���
addi t6,zero,15
and s0, s0, t6
slli s0, s0, 28
addi t0,zero,8
addi t1,zero,1
zmd_right:
srli s3, s3, 4 #����������
or s3, s3, s0
add a0,zero,s3 # display s3
addi a7,zero,34 # system call for LED display
ecall # display
sub t0,t0,t1
bne t0,zero,zmd_right
srli s0, s0, 28
#######################################
sub s6,s6,t1
beq s6,zero, exit
j zmd_loop
exit:
add t0,zero,zero
xori t0,t0,-1 #test nor ori
slli t0,t0,16
ori t0,t0,-1
add a0,zero,t0 # display t0
addi a7,zero,34 # system call for LED display
ecall # display
j START # loop forever
#InteruptProgram1:
#############################################################################################
# exceptoin 1
# ʹ��?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
#############################################################################################
################# �����ֳ�
InteruptProgram1:sw a7, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw a0, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s0, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s3, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s4, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s5, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s6, 0(sp)
addi sp, sp, 4
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
sw s6, 0(sp) #uepcѹջ����
addi sp, sp, 4
################# ���ж�
sw t0,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t1,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t2,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t3,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t4,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t5,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t6,0(sp)
addi sp,sp,4
sw s1,0(sp)
addi sp,sp,4
sw s2,0(sp)
addi sp,sp,4
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
################# �жϷ���
addi s6,zero,1 #�ж�?1,2,3 ��ͬ�жϺ���ʾֵ��һ��
addi s4,zero,3 #ѭ��������ʼֵ
addi s5,zero,1 #�������ۼ�ֵ
IntLoop1:
add s0,zero,s6
IntLeftShift1:
slli s0, s0, 4
or s3,s0,s4
add a0,zero,s3 #display s0
addi a7,zero,34 # display hex
ecall
bne s0, zero, IntLeftShift1
sub s4,s4,s5 #ѭ�������ݼ�
bne s4, zero, IntLoop1
################# ���ж�
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
############### ����ָ�� ����(SLL/SB/BLTU ֮һ) ###############
addi t0,zero,1
addi t1,zero,3
addi s1,zero,0x8
slli s1,s1,8
addi s1,s1,0x76
add a0,zero,s1
addi a7,zero,34
ecall
addi t3,zero,8
sll_branch:
sll s1,s1,t0
sll s1,s1,t1
add a0,zero,s1
addi a7,zero,34
ecall
addi t3,t3,-1
bne t3,zero,sll_branch
addi sp,sp,-4
lw s2,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw s1,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t6,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t5,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t4,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t3,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t2,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t1,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t0,0(sp)
################# �ָ��ֳ�
addi sp, sp, -4
lw s6, 0(sp)
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
addi sp, sp, -4
lw s6, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s5, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s4, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s3, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s0, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw a0, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw a7, 0(sp)
################ �жϷ���
uret #ͬ�����жϣ�uepc-->pc
#InteruptProgram2:
#############################################################################################
# exceptoin 2
# ʹ��?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
#############################################################################################
################# �����ֳ�
InteruptProgram2:sw a7, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw a0, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s0, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s3, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s4, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s5, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s6, 0(sp)
addi sp, sp, 4
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
sw s6, 0(sp) #uepcѹջ����
addi sp, sp, 4
################# ���ж�
sw t0,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t1,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t2,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t3,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t4,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t5,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t6,0(sp)
addi sp,sp,4
sw s1,0(sp)
addi sp,sp,4
sw s2,0(sp)
addi sp,sp,4
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
################# �жϷ���
addi s6,zero,2 #�ж�?1,2,3 ��ͬ�жϺ���ʾֵ��һ��
addi s4,zero,3 #ѭ��������ʼֵ
addi s5,zero,1 #�������ۼ�ֵ
IntLoop2:
add s0,zero,s6
IntLeftShift2:
slli s0, s0, 4
or s3,s0,s4
add a0,zero,s3 #display s0
addi a7,zero,34 # display hex
ecall
bne s0, zero, IntLeftShift2
sub s4,s4,s5 #ѭ�������ݼ�
bne s4, zero, IntLoop2
################# ���ж�
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
############### ����ָ�� ����(SLL/SB/BLTU ֮һ) ###############
addi t1,zero,0
addi t3,zero,32
addi s1,zero,0x00
addi s2,zero,0x01
sb_store:
sb s1,0(t1)
add a0,zero,s1
addi a7,zero,34
ecall
add s1,s1,s2
addi t1,t1,1
addi t3,t3,-1
bne t3,zero,sb_store
addi t3,zero,8
addi t1,zero,0
sb_branch:
lw s1,0(t1)
add a0,zero,s1
addi a7,zero,34
ecall
addi t1,t1,4
addi t3,t3,-1
bne t3,zero,sb_branch
addi sp,sp,-4
lw s2,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw s1,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t6,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t5,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t4,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t3,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t2,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t1,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t0,0(sp)
################# �ָ��ֳ�
addi sp, sp, -4
lw s6, 0(sp)
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
addi sp, sp, -4
lw s6, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s5, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s4, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s3, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s0, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw a0, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw a7, 0(sp)
################ �жϷ���
uret #ͬ�����жϣ�uepc-->pc
#InteruptProgram3:
#############################################################################################
# exceptoin 3
# ʹ��?s6? s5?s4?s3?s0?a0?a7
#############################################################################################
################# �����ֳ�
InteruptProgram3:sw a7, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw a0, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s0, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s3, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s4, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s5, 0(sp)
addi sp, sp, 4
sw s6, 0(sp)
addi sp, sp, 4
csrrsi s6,0x41,0 #s6=uepc
sw s6, 0(sp) #uepcѹջ����
addi sp, sp, 4
################# ���ж�
sw t0,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t1,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t2,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t3,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t4,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t5,0(sp)
addi sp,sp,4
sw t6,0(sp)
addi sp,sp,4
sw s1,0(sp)
addi sp,sp,4
sw s2,0(sp)
addi sp,sp,4
csrrsi zero,0x4,1 #ustatus.MIE=1
################# �жϷ���
addi s6,zero,3 #�ж�?1,2,3 ��ͬ�жϺ���ʾֵ��һ��
addi s4,zero,3 #ѭ��������ʼֵ
addi s5,zero,1 #�������ۼ�ֵ
IntLoop3:
add s0,zero,s6
IntLeftShift3:
slli s0, s0, 4
or s3,s0,s4
add a0,zero,s3 #display s0
addi a7,zero,34 # display hex
ecall
bne s0, zero, IntLeftShift3
sub s4,s4,s5 #ѭ�������ݼ�
bne s4, zero, IntLoop3
################# ���ж�
csrrci zero,0x4,1 #ustatus.MIE=0
############### ����ָ�� ����(SLL/SB/BLTU ֮һ) ###############
addi s1,zero,-15
bltu_branch:
add a0,zero,s1
addi a7,zero,34
ecall
addi s1,s1,1
bltu zero,s1,bltu_branch
add a0,zero,s1
addi a7,zero,34
ecall
addi sp,sp,-4
lw s2,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw s1,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t6,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t5,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t4,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t3,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t2,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t1,0(sp)
addi sp,sp,-4
lw t0,0(sp)
################# �ָ��ֳ�
addi sp, sp, -4
lw s6, 0(sp)
csrrw zero,0x41,s6 #uepc=s6
addi sp, sp, -4
lw s6, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s5, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s4, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s3, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw s0, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw a0, 0(sp)
addi sp, sp, -4
lw a7, 0(sp)
################ �жϷ���
uret #ͬ�����жϣ�uepc-->pc
@@ -0,0 +1,344 @@
7d000113
00100413
01f41993
41f9d993
00000433
00c00913
00800b13
00140413
00f47413
00800293
00100313
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00410113
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fffe0e13
fe0e14e3
ffc10113
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ffc10113
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ffc10113
00012f83
ffc10113
00012f03
ffc10113
00012e83
ffc10113
00012e03
ffc10113
00012383
ffc10113
00012303
ffc10113
00012283
ffc10113
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ffc10113
00012b03
ffc10113
00012a83
ffc10113
00012a03
ffc10113
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ffc10113
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ffc10113
00012503
ffc10113
00012883
00200073
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ffc10113
00012f03
ffc10113
00012e83
ffc10113
00012e03
ffc10113
00012383
ffc10113
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ffc10113
00012283
ffc10113
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041b1073
ffc10113
00012b03
ffc10113
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ffc10113
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ffc10113
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ffc10113
00012503
ffc10113
00012883
00200073
+55 -22
View File
@@ -86,6 +86,9 @@ module cpu21_board_top #(
// CPU 时钟实际用的分频比:中断综合测试程序用更慢的 CLK_DIV_INTRUPT,
// 其余程序用 CLK_DIV。两者必须都是偶数(保证 50% 占空比)。
`ifdef RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM
localparam integer CPU_DIV = CLK_DIV_INTRUPT;
`elsif RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM
localparam integer CPU_DIV = CLK_DIV_INTRUPT;
`else
localparam integer CPU_DIV = CLK_DIV;
@@ -126,10 +129,12 @@ module cpu21_board_top #(
if (arst) begin
clk_cnt <= 16'd0;
clk_div <= 1'b0;
end else if (clk_cnt == (CPU_DIV / 2 - 1)) begin
end
else if (clk_cnt == (CPU_DIV / 2 - 1)) begin
clk_cnt <= 16'd0;
clk_div <= ~clk_div;
end else begin
end
else begin
clk_cnt <= clk_cnt + 16'd1;
end
end
@@ -142,8 +147,10 @@ module cpu21_board_top #(
reg [2:0] rst_sync_q;
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
if (arst) rst_sync_q <= 3'b111;
else rst_sync_q <= {rst_sync_q[1:0], 1'b0};
if (arst)
rst_sync_q <= 3'b111;
else
rst_sync_q <= {rst_sync_q[1:0], 1'b0};
end
wire reset = rst_sync_q[2];
@@ -179,7 +186,8 @@ module cpu21_board_top #(
integer i;
initial begin
for (i = 0; i < ROM_WORDS; i = i + 1) rom[i] = 32'h0000_0013; // NOP 填充
for (i = 0; i < ROM_WORDS; i = i + 1)
rom[i] = 32'h0000_0013; // NOP 填充
`ifdef SAOLEI_ROM
// 扫雷程序(由 saolei/tools/build.ps1 生成的 cpu21_saolei_rom.vh)。
// 综合/仿真时定义宏 SAOLEI_ROM 即可切换到这个程序;不定义就是下面的跑马灯。
@@ -187,6 +195,9 @@ module cpu21_board_top #(
`elsif RISC_V_INTRUPT_CCAB_ROM
// 中断综合测试程序:三个中断入口由镜像中的实际标签位置决定。
`include "risc-v-intrupt-ccab.vh"
`elsif RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM
// 课程新版中断测试(附加 SLL/SB/BLTU),ISR 入口 0x0AC / 0x240 / 0x3E8。
`include "risc-v-intrupt-sllsb.vh"
`elsif BOARD_ROM_FAST
// 仿真专用:把演示程序的延时改小的版本(综合流程不会用到)
`include "cpu21_board_rom_fast.vh"
@@ -203,7 +214,8 @@ module cpu21_board_top #(
integer j;
initial begin
for (j = 0; j < RAM_WORDS; j = j + 1) ram[j] = 32'b0;
for (j = 0; j < RAM_WORDS; j = j + 1)
ram[j] = 32'b0;
end
wire [ROM_AW+1:2] rom_index = instr_addr[ROM_AW+1:2];
@@ -215,10 +227,14 @@ module cpu21_board_top #(
always @(posedge clk_cpu) begin
if (ram_sel && data_we) begin
if (data_wstrb[0]) ram[ram_index][7:0] <= data_wdata[7:0];
if (data_wstrb[1]) ram[ram_index][15:8] <= data_wdata[15:8];
if (data_wstrb[2]) ram[ram_index][23:16] <= data_wdata[23:16];
if (data_wstrb[3]) ram[ram_index][31:24] <= data_wdata[31:24];
if (data_wstrb[0])
ram[ram_index][7:0] <= data_wdata[7:0];
if (data_wstrb[1])
ram[ram_index][15:8] <= data_wdata[15:8];
if (data_wstrb[2])
ram[ram_index][23:16] <= data_wdata[23:16];
if (data_wstrb[3])
ram[ram_index][31:24] <= data_wdata[31:24];
end
end
@@ -234,6 +250,11 @@ module cpu21_board_top #(
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_00AC),
.IRQ2_VECTOR (32'h0000_01E4),
.IRQ3_VECTOR (32'h0000_0308)
`elsif RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM
// risc-v-intrupt-sllsb.hex:字 43/144/250(加了 SLL/SB/BLTU 后 ISR2/3 后移)
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_00AC),
.IRQ2_VECTOR (32'h0000_0240),
.IRQ3_VECTOR (32'h0000_03E8)
`else
// 扫雷程序:linker.ld 中固定的 0x100/0x200/0x300
.IRQ1_VECTOR (32'h0000_0100),
@@ -305,7 +326,8 @@ module cpu21_board_top #(
irq_req_q <= 3'b000;
irq_level_q <= 2'd0;
irq_led_q <= 3'b000;
end else begin
end
else begin
irq_req_q <= irq_vec;
irq_level_q <= irq_level;
// 请求上升沿 -> 点亮;对应级别的 ISR 返回 -> 熄灭
@@ -320,10 +342,13 @@ module cpu21_board_top #(
reg [23:0] led_we_cnt;
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
if (arst) led_we_cnt <= 24'd0;
else if (led_valid) led_we_cnt <= 24'hFF_FFFF; // 约 0.34 s @50 MHz
if (arst)
led_we_cnt <= 24'd0;
else if (led_valid)
led_we_cnt <= 24'hFF_FFFF; // 约 0.34 s @50 MHz
// (12.5 MHz 下约 1.36 s)
else if (led_we_cnt != 24'd0) led_we_cnt <= led_we_cnt - 24'd1;
else if (led_we_cnt != 24'd0)
led_we_cnt <= led_we_cnt - 24'd1;
end
assign led_we = (led_we_cnt != 24'd0);
@@ -343,15 +368,20 @@ module cpu21_board_top #(
integer k;
initial begin
for (k = 0; k < FB_WORDS; k = k + 1) fb[k] = 32'b0;
for (k = 0; k < FB_WORDS; k = k + 1)
fb[k] = 32'b0;
end
always @(posedge clk_cpu) begin
if (fb_we) begin
if (fb_wstrb[0]) fb[fb_waddr][7:0] <= fb_wdata[7:0];
if (fb_wstrb[1]) fb[fb_waddr][15:8] <= fb_wdata[15:8];
if (fb_wstrb[2]) fb[fb_waddr][23:16] <= fb_wdata[23:16];
if (fb_wstrb[3]) fb[fb_waddr][31:24] <= fb_wdata[31:24];
if (fb_wstrb[0])
fb[fb_waddr][7:0] <= fb_wdata[7:0];
if (fb_wstrb[1])
fb[fb_waddr][15:8] <= fb_wdata[15:8];
if (fb_wstrb[2])
fb[fb_waddr][23:16] <= fb_wdata[23:16];
if (fb_wstrb[3])
fb[fb_waddr][31:24] <= fb_wdata[31:24];
end
end
@@ -360,8 +390,10 @@ module cpu21_board_top #(
// ---- VGA 像素节拍:clk_cpu 二分频 => 25 MHz ----
reg px_q;
always @(posedge clk_cpu or posedge arst) begin
if (arst) px_q <= 1'b0;
else px_q <= ~px_q;
if (arst)
px_q <= 1'b0;
else
px_q <= ~px_q;
end
wire px_tick = ~px_q;
@@ -416,7 +448,8 @@ module cpu21_board_top #(
.ev_btn_o (ev_btn),
.rx_count_o ()
);
end else begin : g_btn
end
else begin : g_btn
cpu21_pointer #(
.SAMPLE_DIV(50000)
) u_ptr (
File diff suppressed because it is too large Load Diff
+222
View File
@@ -0,0 +1,222 @@
#!/usr/bin/env python3
"""把课程新版中断测试(EPC 内存堆栈保护 + 附加 SLL/SB/BLTU)适配到本 CPU 上板运行。
输入:programs/risc-v-intrupt-sllsb.hex
课程的原始镜像(344 字,已去掉 Logisim 的 "v2.0 raw" 头)
输出:<输出.vh> 供 cpu21_board_top.v 里 `include 的 ROM 初始化(RISC_V_INTRUPT_SLLSB_ROM)
[输出_adapted.hex] 可选:适配后的镜像本身(方便人工对比/仿真)
只改 ROM 内容,不改 CPU 语义,**所有指令地址保持不变**,因此顶层的
IRQ1/2/3_VECTOR = 0x0AC / 0x240 / 0x3E8 不用动。
改了什么
--------
课程程序用 "addi a7,zero,34" + "ecall" 显示(`ecall` 的服务号 34 是原 Logisim
电路的历史"显示"调用;本 CPU 把它保留为空操作,LED/数码管不会有任何反应)。
这里把每条显示点**原地换成一次调用**(仍然是 2 字换 2 字):
* 主程序(字 0..42): "jal ra,DISP_DLY" + "nop"
* 三个 ISR(字 >= 43): "add a7,a0,zero" + "jal a0,DISP_DLY_ISR"
两个显示例程(各 8 条)追加在程序末尾(最后一条 uret 之后),所以入口地址不变。
为什么 ISR 版不用 ra
--------------------
三个 ISR 的现场都保存/恢复 a7 与 a0,但**都没有保存 ra**(它们原来的显示是
ecall,不需要 ra)。若 ISR 里用 `jal ra,...`,ra 会被写成 ISR 内部地址;恰好
中断落在主程序 DISP_DLY 末尾的 `jalr zero,0(ra)` 上时,返回后会跳到 ISR 内部,
一路执行到 ISR 结尾的 `csrrci zero,0x4,1`,把 MIE 永久清零(表现就是"跑一阵子
之后拨开关再也不响应")。所以 ISR 版把链接寄存器放 a0、显示值放 a7。
为什么返回地址存在 sp+256
------------------------
本程序的 ISR 是"先加 sp 再存"的向上增长栈,一层最多 48 字节,最多嵌套 4 层共
192 字节,所以 [sp, sp+192) 是中断随时会写到的区域。返回地址放在 sp+256(越过
这个区域)后,中断(含嵌套)打断显示延时也破坏不了它。
用法
----
py tools/adapt_intrupt_sllsb.py programs/risc-v-intrupt-sllsb.hex \
srcs/board/risc-v-intrupt-sllsb.vh [programs/risc-v-intrupt-sllsb-adapted.hex]
"""
import sys
NOP = 0x00000013
ECALL = 0x00000073
ZERO, RA, SP, T2, A0, A7 = 0, 1, 2, 7, 10, 17
LED_ADDR_HI = 1 # lui a7, 1 -> a7 = 0x1000(LED_ADDR / 数码管)
# 延时计数初值为负、向上数到 0(约 2 拍一轮):
# 0xFFFC0000 -> 0x40000 = 262144 轮 ≈ 52 万拍 ≈ 10 ms @50 MHz
# @3.125 MHz(CLK_DIV_INTRUPT=32)时约 160 ms,肉眼看得很清楚
DELAY_NEG_HI = 0xFFFC0
LINK_SLOT = 256 # 链接寄存器保存位置,必须 > ISR 最大栈用量(4x48=192)
ISR1_WORD = 43 # 字 43 起是三个 ISR(主程序在它之前)
ROM_WORDS = 1024 # 与 cpu21_board_top 的 hex2vh 约定一致(ROM 深度 8192 也够)
# ---------------------------------------------------------------- 编码
def enc_i(imm, rs1, f3, rd, op=0x13):
return ((imm & 0xFFF) << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12) | (rd << 7) | op
def enc_s(imm, rs2, rs1, f3):
imm &= 0xFFF
return (((imm >> 5) << 25) | (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
| ((imm & 0x1F) << 7) | 0x23)
def enc_b(imm, rs2, rs1, f3):
imm &= 0x1FFF
return ((((imm >> 12) & 1) << 31) | (((imm >> 5) & 0x3F) << 25)
| (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
| (((imm >> 1) & 0xF) << 8) | (((imm >> 11) & 1) << 7) | 0x63)
def enc_u(imm, rd):
return ((imm & 0xFFFFF) << 12) | (rd << 7) | 0x37
def enc_j(imm, rd):
imm &= 0x1FFFFF
return ((((imm >> 20) & 1) << 31) | (((imm >> 1) & 0x3FF) << 21)
| (((imm >> 11) & 1) << 20) | (((imm >> 12) & 0xFF) << 12)
| (rd << 7) | 0x6F)
def enc_r(f7, rs2, rs1, f3, rd):
return ((f7 << 25) | (rs2 << 20) | (rs1 << 15) | (f3 << 12)
| (rd << 7) | 0x33)
DISP_LUI = enc_u(LED_ADDR_HI, A7) # lui a7, 1
DISP_SW = enc_s(0, A0, A7, 2) # sw a0, 0(a7)
SHOW_SITE = enc_i(34, ZERO, 0, A7) # addi a7, zero, 34 <- 课程程序的"显示"点
SW_A7_0SP = enc_s(0, A7, SP, 2) # sw a7, 0(sp) <- ISR 入口第一条
def disp_dly():
"""主程序用:显示 a0,延时约 10 ms,链接在 ra(8 条)。"""
return [
enc_s(LINK_SLOT, RA, SP, 2), # sw ra, 256(sp)
DISP_LUI, # lui a7, 1
DISP_SW, # sw a0, 0(a7)
enc_u(DELAY_NEG_HI, T2), # lui t2, 0xFFFC0
enc_i(1, T2, 0, T2), # addi t2, t2, 1
enc_b(-4, ZERO, T2, 4), # blt t2, zero, -4
enc_i(LINK_SLOT, SP, 2, RA, 0x03), # lw ra, 256(sp)
enc_i(0, RA, 0, ZERO, 0x67), # jalr zero, ra, 0
]
def disp_dly_isr():
"""ISR 用:显示 a7,链接在 a0,完全不碰 ra(8 条)。"""
return [
enc_s(LINK_SLOT, A0, SP, 2), # sw a0, 256(sp)
enc_u(LED_ADDR_HI, A0), # lui a0, 1
enc_s(0, A7, A0, 2), # sw a7, 0(a0)
enc_u(DELAY_NEG_HI, T2), # lui t2, 0xFFFC0
enc_i(1, T2, 0, T2), # addi t2, t2, 1
enc_b(-4, ZERO, T2, 4), # blt t2, zero, -4
enc_i(LINK_SLOT, SP, 2, A0, 0x03), # lw a0, 256(sp)
enc_i(0, A0, 0, ZERO, 0x67), # jalr zero, a0, 0
]
def read_hex(path):
words = []
with open(path, encoding="ascii") as f:
for line in f:
line = line.split("//")[0].strip()
if not line or line.lower().startswith("v2.0"):
continue # 容忍 Logisim 的 "v2.0 raw" 头
words.append(int(line, 16))
return words
def main():
if len(sys.argv) < 3:
raise SystemExit(__doc__)
src, dst_vh = sys.argv[1], sys.argv[2]
dst_hex = sys.argv[3] if len(sys.argv) > 3 else None
w = read_hex(src)
print("源程序 %d 字" % len(w))
# ---- 自检:三个 ISR 入口必须还是 sw a7,0(sp) ----
entries = [i for i, x in enumerate(w) if x == SW_A7_0SP]
print("ISR 入口候选(sw a7,0(sp))字号 = %s" % entries)
if entries != [43, 144, 250]:
print("警告:ISR 入口与预期 [43, 144, 250] 不一致,请核对顶层 IRQ_VECTOR!")
# ---- 例程地址(追加在程序末尾,入口地址因此不变)----
n = len(w)
dly_addr = n * 4
dly_isr_addr = (n + 8) * 4
# ---- 逐条替换显示点 ----
patched_main = patched_isr = 0
i = 0
while i < n - 1:
if w[i] == SHOW_SITE and w[i + 1] == ECALL:
if i < ISR1_WORD:
w[i] = enc_j(dly_addr - i * 4, RA) # jal ra, DISP_DLY
w[i + 1] = NOP
patched_main += 1
else:
w[i] = enc_r(0, 0, A0, 0, A7) # add a7, a0, zero
# 注意:jal 落在 w[i+1],所以偏移必须按 (i+1) 算,否则会跳过例程首条
w[i + 1] = enc_j(dly_isr_addr - (i + 1) * 4, A0) # jal a0, DISP_DLY_ISR
patched_isr += 1
i += 2
else:
i += 1
print("显示点替换:主程序 %d 处、ISR %d 处" % (patched_main, patched_isr))
# ---- 自检:每个显示调用的跳转目标必须正好落在例程首字 ----
def jal_target(word, addr):
imm = (((word >> 31) & 1) << 20) | (((word >> 21) & 0x3FF) << 1) \
| (((word >> 20) & 1) << 11) | (((word >> 12) & 0xFF) << 12)
if imm & (1 << 20):
imm -= (1 << 21)
return addr + imm
bad = []
for i in range(n - 1):
if w[i] == enc_r(0, 0, A0, 0, A7) and (w[i + 1] & 0x7F) == 0x6F:
if jal_target(w[i + 1], (i + 1) * 4) != dly_isr_addr:
bad.append(i)
if (w[i] & 0x7F) == 0x6F and ((w[i] >> 7) & 0x1F) == RA and w[i + 1] == NOP:
if jal_target(w[i], i * 4) != dly_addr:
bad.append(i)
if bad:
raise SystemExit("自检失败:字 %s 的跳转目标不对" % bad)
print("自检通过:所有显示调用都精确跳到例程首字(DISP_DLY 0x%X / ISR 0x%X)"
% (dly_addr, dly_isr_addr))
w += disp_dly() + disp_dly_isr()
print("追加 DISP_DLY @字 %d (0x%X)、DISP_DLY_ISR @字 %d (0x%X)"
% (n, dly_addr, n + 8, dly_isr_addr))
# ---- 写 .vh(与 tools/hex2vh.py 的格式一致)----
if len(w) > ROM_WORDS:
raise SystemExit("程序 %d 字,超过 %d 字上限" % (len(w), ROM_WORDS))
with open(dst_vh, "w", encoding="utf-8") as f:
f.write(" // generated by tools/adapt_intrupt_sllsb.py - do not edit by hand\n")
f.write(" // source: %s (%d words, remaining entries filled with NOP)\n"
% (src, len(w)))
for a in range(ROM_WORDS):
f.write(" rom[%d] = 32'h%08X;\n" % (a, w[a] if a < len(w) else NOP))
print("已生成 %s(%d 个字)" % (dst_vh, ROM_WORDS))
if dst_hex:
with open(dst_hex, "w", encoding="ascii") as f:
for x in w:
f.write("%08X\n" % x)
print("已生成 %s(适配后的镜像)" % dst_hex)
main()