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標(biāo)題: 無第三方庫不到5000行C語言 risc-v虛擬機(jī)juicevm [打印本頁]

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作者: juicerv    時間: 2021-6-1 15:57
標(biāo)題: 無第三方庫不到5000行C語言 risc-v虛擬機(jī)juicevm
本帖最后由 juicerv 于 2021-6-1 16:09 編輯



簡介
https://github.com/juiceRv/JuiceVm
juice vm誕生于2020年，以實(shí)現(xiàn)可運(yùn)行最新kernel主線的RISC-V最小虛擬機(jī)為目標(biāo)而誕生的，設(shè)計(jì)之初秉承著可以在 RAM 只有 百KB 級別的平臺上運(yùn)行，不引入除了c99標(biāo)準(zhǔn)外的第三方依賴。

juice vm按照gcc所支持的C99標(biāo)準(zhǔn)編寫，無第三方庫依賴，淺顯易懂，且具有方便移植的特性（可快速移植到多種主流 MCU 及支持c環(huán)境的所有平臺上）。

juice vm去掉注釋后展開所有的宏的代碼行數(shù)僅12523行，僅36104字，足夠的小巧。

Juice Vm的優(yōu)點(diǎn)

• 資源占用極低。
• 跨平臺、可快速移植。
  

Juice Vm的組成

• 指令集：RV64IMASU.
• 支持了M-mode,U-mode,S-mode下的mtime.
• 超級精簡的uart，只有讀和寫兩個外設(shè)寄存器.
• 超級精簡的MMU SV39支持.
• 支持RISC-V官方標(biāo)準(zhǔn)的異常和中斷托管
  

Juice Vm 代碼統(tǒng)計(jì)


Juice Vm的地址空間分布

虛擬機(jī)版本號	起始地址	大小(字節(jié))	寄存器名稱	說明	所用宏名稱
c21682d3	0x80000000	0x12C00000	SRAM	內(nèi)部存儲	RV_CPU_SIM_RAM_START_ADDR RV_CPU_SIM_RAM_SIZE
c21682d3	0x92C00000	0x1	UART_WRITE	uart發(fā)送寄存器	pdev_uart0_write_addr
c21682d3	0x92C00001	0x1	UART_READ	uart接收寄存器	pdev_uart0_read_addr
c21682d3	0x92C00002	0x1	UART_STATE	uart狀態(tài)寄存器	pdev_uart0_state_addr pdev_uart0_free_state pdev_uart0_readbusy_state
c21682d3	0x92C00003	0x8	mtime	mtime當(dāng)前計(jì)數(shù)寄存器	pdev_mtime_mtime_addr
c21682d3	0x92c00007	0x8	mtimecmp	mtime當(dāng)前比較寄存器	pdev_mtime_mtimecmp_addr

Juice Vm下的軟件移植進(jìn)度

• 已經(jīng)支持了c語言編程。
• 已完成freertos移植。
• 已完成mbedtls移植。
• 已完成mmu sv39測試。
• 已完成mtime測試。
• 已完成opensbi移植 傳送門。
• 已完成rt-thread移植，感謝@熊大和@Andy Chen的支持 傳送門。
• 已完成kernel主線5.0.0 傳送門。
• 上傳Juice Vm下的GCC toolchain 傳送門。
• 適配 GDB 通用接口支持 TODO。
• 適配 RT-SMART TODO。
  

快速安裝

• UBUNTU/DEBIAN APT安裝
  1.   echo "deb [url]http://xiaohui.mongoyun.com:3333/[/url] trusty main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
     
  2.   wget -O - [url]http://xiaohui.mongoyun.com:3333/key/deb.gpg.key[/url] | sudo apt-key add -
     
  3.   sudo apt update
     
  4.   sudo apt install juicevm
     
  5.   juicevm

  復(fù)制代碼
  
  
• CENTOS
  1.   echo "deb [url]http://xiaohui.mongoyun.com:3333/[/url] trusty main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
     
  2.   wget -O juice_vm_release_for_Linux_laster.zip [url]https://github.com/juiceRv/JuiceVm/raw/master/juice_vm_release_for_Linux_laster.zip[/url]
     
  3.   unzip juice_vm_release_for_Linux_laster.zip
     
  4.   cd juice_vm_release_for_Linux_c21682d3/juice_vm_release_for_Linux
     
  5.   sudo chmod +x juice_vm_for_Linux.out
     
  6.   ./juice_vm_for_Linux.out

  復(fù)制代碼
  
  
• WINDOW
  

編譯中

快速上手

• 快速上手運(yùn)行Hello world 編寫中。
• 運(yùn)行Free rtos 編寫中。
• 運(yùn)行mbedtls 編寫中。
• 運(yùn)行SV39 MMU測試 編寫中。
• 運(yùn)行mtime測試 編寫中。
• 運(yùn)行mtime測試 編寫中。
• 運(yùn)行 RT-thread 編寫中。
• 運(yùn)行 linux kernel 編寫中。
  

運(yùn)行freertos 截圖


運(yùn)行rt-thread 截圖



運(yùn)行l(wèi)inx 5.0.0 截圖


軟件參數(shù)使用說明

參數(shù)	參數(shù)名稱	說明
t	enable test mode	進(jìn)入固件測試模式<br>當(dāng)出現(xiàn)下面的狀態(tài)會結(jié)束運(yùn)行并且打印出通過還是失敗的字樣,x3_gp寄存器的值為1 和 x17_a7寄存器的值為93時,進(jìn)入了ecall異常就會觸發(fā)。x10_a0 寄存器的值為 0時打印pass字樣，否則打印fail字樣
T	enable trap debug mode	使能異常調(diào)試模式，出現(xiàn)異常時會打印當(dāng)前異常的調(diào)試信息
d	enable debug mode	打開虛擬機(jī)內(nèi)所有的調(diào)試選項(xiàng)，輸出最詳細(xì)的調(diào)試信息，包括指令譯碼，處理執(zhí)行，當(dāng)前寄存器列表，csr列表等
c	print cst operation msg	打開虛擬機(jī)的csr寄存器讀寫調(diào)試信息。讀寫csr寄存器的時候都會打印對應(yīng)的csr寄存器的值
a	diable all debug msg	關(guān)閉所有調(diào)試選項(xiàng)，譯碼調(diào)試默認(rèn)打開
x	enable test mode for exception	打開異常測試模式，當(dāng)出現(xiàn)異常時結(jié)束運(yùn)行
g	enable better readability printing	使用可讀性更好的方式打印信息
e	disable all error msg	關(guān)閉所有的錯誤信息打印
i	enable all instr debug msg	打開所有指令調(diào)試信息打印
m	enable mmu debug msg	打開mmu的遍歷調(diào)試信息
p	print mmu page 8 byte data	hexdump打印mmu頁表里的8字節(jié)數(shù)據(jù)
P	print mmu page 4K Byte data	hexdump打印mmu頁表里的4K字節(jié)數(shù)據(jù)
s	uart addr not use mmu translation	啟用mmu翻譯時，忽略uart的外設(shè)地址，在啟用了mmu的時候也可以直接通過uart原始物理地址來操作uart外設(shè)
S	switch mode debug info	打開切換mode時的調(diào)試信息，m-mode,s-mode和u-mode切換的時候都會打印調(diào)試信息
M	disable mmu err msg	關(guān)閉mmu缺頁異常，訪問異常，加載異常的錯誤信息
r	enable trap debug msg	打印更詳細(xì)的進(jìn)入中斷的調(diào)試信息
A	enable addr translation debug print	打印地址轉(zhuǎn)換的調(diào)試打印
L(n)	log mode	output_mode_sel n = 0 -> stdout<br> 1 -> log_buf UNIX SYS ONLY(buf_size:2900)<br> 2 -> none<br> 選擇虛擬機(jī)輸出的方式，1，直接標(biāo)準(zhǔn)輸出。2，使用一個buf先緩存，退出的時候再輸出bug大小2900Byte。3，不輸出。<br>
l	enable endless loop check (RV_ENDLESS_LOOP_CHECK_EXIT_CNT:3)	啟用死循環(huán)監(jiān)測機(jī)制，當(dāng)有連續(xù)3次出現(xiàn)同樣的指令執(zhí)行流程(包括寄存器和csr寄存器的值都沒有改變),結(jié)束虛擬機(jī)的運(yùn)行。可以搭配-L參數(shù)使用，方便調(diào)試固件。一般assert都是直接死循環(huán)。

社區(qū)支持

   挖坑網(wǎng)首發(fā) 感謝暈哥一路的支持：https://whycan.com/t_5844.html

CHANGE LOG

2021-05-25

• opensbi和kernel的代碼已發(fā)布到github�。�！ https://github.com/juiceRv/kernel_juicevm_port kernel的配置文件在arch/riscv/configs/juicevm_defconfig,make ARCH=riscv juicevm_defconfig
• 需要修改下arch/riscv/configs/juicevm_defconfig里的CONFIG_INITRAMFS_SOURCE="/mnt/ssd_prj/risc-v_sim/sim/test/opensbi/opensbi-master/rootfs"
  修改為opensbi里的路徑  
  
    opensbi倉庫
    https://github.com/juiceRv/opensbi_juicevm_port
  
    toolchains
    https://github.com/juiceRv/gcc-gnu-toolchains-for-juicevm
  

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20210524進(jìn)展公布，發(fā)布包發(fā)布juice_vm_release_for_Linux_c21682d3.zip：

• 修復(fù)了mtime在m-mode,s-mode和u-mode下的中斷處理漏洞。
• 修復(fù)了ecall在s-mode下的漏洞。
• 修復(fù)了在s-mode和u-mode下進(jìn)入異常模式，更新csr寄存器的漏洞。
• 移植了linux。  
  
  juice_vm成功運(yùn)行kernel主線5.0.0。
  juice_vm成功運(yùn)行kernel主線5.0.0。
  juice_vm成功運(yùn)行kernel主線5.0.0。
  

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20210508更新：

• 上傳一個ubuntu20.04上可以正常運(yùn)行的發(fā)布包,感謝@XBOOT大佬的反饋。
• 添加了div指令支持。
• 修復(fù)了divuw，divw，remu，remw，amomin.w，amoswap.w的指令錯誤。
  

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20210427更新：

1. 提交了RT-Thread 的適配 到官方倉庫：詳情請點(diǎn)擊[url]https://github.com/RT-Thread/rt-thread/tree/master/bsp/juicevm[/url]

復(fù)制代碼

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20210424更新:

軟件適配進(jìn)度

1.已完成rt-thread移植。

更新了支持的參數(shù)：

• 新增-L參數(shù)用于指定打印日志方式。
• 新增-l參數(shù)用于在出現(xiàn)死循環(huán)的時候結(jié)束運(yùn)行。
• 新增-r參數(shù)用于開啟trap調(diào)試打印
• 更新了Alive logo。
• 新增-T參數(shù)用于執(zhí)行過程輸出反匯編調(diào)試打印。
• 新增m模塊支持。
• 新增s-mode支持(u-mode支持中）。
  

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202210306更新:

軟件適配進(jìn)度

• 已經(jīng)支持了c語言編程。
• 已完成freertos移植。
• 已完成mebedtls移植。
• 已完成mmu sv39測試。
• 已完成mtimer測試。
• 已完成opensbi移植。
  

更新了支持的參數(shù)：

• -m 參數(shù)用于開啟mmu調(diào)試信息
  
  提交日志
• 1113e998 add sfence.vma instr
• f118d476 add print instr support
• 1e3e7204 add AMOSWAP.D LR.D and SC.D instr support
• 686741ea add AMOSWAP.D LR.D and SC.D instr support
• f2f699c0 add -i arg to enable instr print support
• 113f66da add misa csr support
• 19cf60d1 fix divu err
• ad512e54 add divu remw and remu instr
• 9abc0566 fix mem overflow
• 0ceb663e fix divw instr and add REMW instr
• 10a2ea78 fix divw instr
• 9c93c4ce add amoswap.w , mul and divw instr
• df10ad45 change the fireware start addr to 0x80000000
• d31b4ac1 add amoadd.w inst
  

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以下 2021-03-06 更新:

無第三方庫不到5000行C語言實(shí)現(xiàn)一個risc-v虛擬機(jī)，帶mmu

基于指令集 rv64i

實(shí)現(xiàn)了mtime，超級精簡的uart和mmu sv39.

更新了支持的參數(shù)：

• -a 關(guān)閉所有調(diào)試打印
• -e 關(guān)閉錯誤打印
• -g 用更好的方式來顯示打印
• -d 開啟所有調(diào)試打印(包括寄存器和csr列表)
• -i 開啟指令解碼調(diào)試信息
• -m 開啟mmu調(diào)試信息
  

軟件適配進(jìn)度

• 已經(jīng)支持了c語言編程。
• 已完成freertos移植。
• 已完成mebedtls移植。
• 已完成mmu sv39測試。
• 已完成mtimer測試。
• 已完成opensbi移植。
  

鳴謝

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https://github.com/juiceRv/JuiceVm
juicemail@163.com

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