Anccend/risc-v-cpu
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
feat/saolei-minesweeper
risc-v-cpu/pipelined-cpu/srcs/rom/risc-v-benchmark_ccab.hex
T
Alpha f50639e90f 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
2026-09-16 20:11:00 +08:00

277 lines
2.4 KiB
Plaintext
Raw Permalink Blame History

00100493
0100006f
00100493
00200913
00300993
0100006f
00100493
00200913
00300993
0100006f
00100493
00200913
00300993
0100006f
00100493
00200913
00300993
380000ef
00100413
00100493
01f49493
00900533
02200893
00000073
0024d493
00048463
fedff06f
00900533
02200893
00000073
00100493
00249493
00900533
02200893
00000073
00048463
fedff06f
00100493
01f49493
00900533
02200893
00000073
4034d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
4044d493
00900533
02200893
00000073
00100413
01f41993
41f9d993
00000433
00c00913
00300b13
00140413
00f47413
00800293
00100313
00499993
0089e9b3
01300533
02200893
00000073
406282b3
fe0294e3
00140413
00f00f93
01f47433
01c41413
00800293
00100313
0049d993
0089e9b3
01300533
02200893
00000073
406282b3
fe0294e3
01c45413
406b0b33
000b0463
f95ff06f
000002b3
fff2c293
00829293
0ff2e293
00500533
02200893
00000073
fff00413
00000493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
0084a023
00140413
00448493
00140413
00000433
03c00493
00042983
0004aa03
0149a2b3
00028663
0134a023
01442023
ffc48493
fe9412e3
00800533
02200893
00000073
00440413
03c00493
fc9416e3
00a00893
00200293
01100493
00849493
01148493
01049493
00900533
02200893
00000073
01c00e13
0254d4b3
00900533
02200893
00000073
fffe0e13
fe0e16e3
00a00893
08800493
00849493
04848493
08700913
00891913
05490913
02997933
01091913
11096913
01200533
02200893
00000073
00a00893
00000313
02000e13
00000493
00100913
00930023
00900533
02200893
00000073
012484b3
00130313
fffe0e13
fe0e12e3
00800e13
00000313
00032483
00900533
02200893
00000073
00430313
fffe0e13
fe0e14e3
00a00893
ff100493
00900533
02200893
00000073
00148493
fe04c8e3
00a00893
00000413
00140413
00800533
02200893
00000073
00240413
00800533
02200893
00000073
00340413
00800533
02200893
00000073
00440413
00800533
02200893
00000073
00540413
00800533
02200893
00000073
00640413
00800533
02200893
00000073
00740413
00800533
02200893
00000073
00840413
00800533
02200893
02200893
00000073
00008067
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink