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CPU功能测试与验证

发表于 更新于 分类于 ，

CPU功能测试过程中遇到的问题及解决方案，包括longlong测试、内存对齐等问题的分析。

longlong 的cpu测试有时候过不了

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long long test_data[] = {0, 1, 2, 0x7fffffffffffffffLL, 0x8000000000000000LL, 0x8000000000000001LL, 0xfffffffffffffffeLL, 0xffffffffffffffffLL};

longlong的打印

在处理 long long 类型的负数时，特别是极值（如 0x8000000000000000LL），直接取反操作 value = -value; 可能会导致溢出问题。因为 0x8000000000000000LL 是 long long 类型的最小值，其绝对值超出了 long long 类型的正数范围
longlong打印问题

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long long value;
   // Set '-' for negative decimals.
   if (value < 0 && base == 10) {
       *str++ = '-';
       value = -value;
   }

使用无符号类型：在处理负数时，将其转换为无符号类型 unsigned long long，以避免溢出问题。
longlong打印修复

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unsigned long long uvalue;
   // Set '-' for negative decimals.
   if (value < 0 && base == 10) {
       *str++ = '-';
       uvalue = (unsigned long long)(-value);
   } else {
       uvalue = (unsigned long long)value;
   }

longlong必须8字节对齐

如果只是四字节对齐的话，longlong的指针8字节对齐，但flash中存储的longlong数据不会8字节对齐。

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.data : {
  _data_start = .;
  *(.data*)
  *(.sdata*)
  /* *(.data) */
  _data_end = .;
   . = ALIGN(4);
} > sdram AT >flash

可以看到数组指针8字节对齐，但数组数据没有
数据未对齐
通过8字节对齐，让longlong对齐

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.data : {
  _data_start = .;
  *(.data*)
  *(.sdata*)
  /* *(.data) */
  _data_end = .;
   . = ALIGN(8);
} > sdram AT >flash

数据已对齐

调试信息

4-2-1访存未对齐

问题现象展示

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a0000180:	fe042823          	sw	zero,-16(s0)
a0000184:	0900006f          	j	a0000214 <main+0x1d0>
a0000188:	ff042783          	lw	a5,-16(s0)
a000018c:	00279793          	sll	a5,a5,0x2
a0000190:	00178713          	add	a4,a5,1
a0000194:	00001797          	auipc	a5,0x1
a0000198:	4ec78793          	add	a5,a5,1260 # a0001680 <mem>
a000019c:	00f707b3          	add	a5,a4,a5
a00001a0:	0007a783          	lw	a5,0(a5)
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unsigned short mem[] = {
	0x0, 0x0258, 0x4abc, 0x7fff, 0x8000, 0x8100, 0xabcd, 0xffff
};
unsigned  lwlr_ans[] = {
	0xbc025800, 0x7fff4a, 0xcd810080, 0xffffab
};
	for(i = 0; i < ((LENGTH(mem) / 2) - 1); i ++) {
		unsigned x = ((unsigned*)((void*)mem + 1))[i];
		unsigned y = lwlr_ans[i];
		printf("x=%x,y=%x\n",x,y);
		check(x == lwlr_ans[i]);
	}

访存未对齐1
访存未对齐2
使用nemu编译实锤编译出了非对齐访存

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[mtrace] read data 0xbc025800 from pmem 0x800012d5
[mtrace] read data 0xfef42223 from pmem 0x80000178
[mtrace] write data 0xbc025800 to pmem 0x80009fd4

difftest忘开了，不然也不至于找这么半天
difftest问题

gcc开启参数-mstrict-align

但是使用下面编译器，参数无效，还能编译出非对齐访存，得使用上面的

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CROSS_COMPILE := /opt/riscv/bin/riscv64-unknown-elf-
#CROSS_COMPILE := /opt/riscv/bin/riscv64-unknown-linux-gnu-
COMMON_CFLAGS := -fno-pic -march=rv64g -mcmodel=medany -mstrict-align

发现是写内存代码有问题，解决了就好了，编译器都可以使

直接#include<stido.h>就是使用的gnu的stdio.h