前回BOOMコアでRTLシミュレーションを行おうとしてRTLシミュレーションエラーになってしまっていたのだが、どうしてもエラーの理由が分からず、まさかと思いriscv-toolsをboomのブランチでリコンパイルして動作させてみた結果、動いてしまった。
つまり、現在私の環境には、
が存在していることになる。なんだこれは！
が、逆アセンブルしてみてすぐに分かった。そうか、BOOMプロセッサはCompressed ISAをサポートしていないんだ。
セクション .text.init の逆アセンブル:
0000000080000000 <_start>:
80000000: 4081 li ra,0
80000002: 4101 li sp,0
80000004: 4181 li gp,0
80000006: 4201 li tp,0
80000008: 4281 li t0,0
8000000a: 4301 li t1,0
...
セクション .text.init の逆アセンブル:
0000000080000000 <_start>:
80000000: 00000297 auipc t0,0x0
80000004: 0d828293 addi t0,t0,216 # 800000d8 <trap_entry>
80000008: 30529073 csrw mtvec,t0
8000000c: 00000093 li ra,0
80000010: 00000113 li sp,0
80000014: 00000193 li gp,0
...
なるほど、RocketChipはRV64のCompressedまでサポートしているが、BOOMは4bype Instructionsに固定してあるのか。
Coremarkのコンパイルまではまだ行っていないが、標準で添付されているベンチマークを使うとこれだけの差が現れた。
BOOM : matmul(cid, nc, 16, input1_data, input2_data, results_data); barrier(nc): 19292 cycles, 4.7 cycles/iter, 0.6 CPI RocketChip matmul(cid, nc, 16, input1_data, input2_data, results_data); barrier(nc): 42136 cycles, 10.2 cycles/iter, 1.5 CPI
BOOMの性能はRocketChipの倍以上だな。
前回の続き。
参考ページ。
作成したカスタムIPをインスタンスして、AXIポート、LED出力ポートと接続する。
まずはBlock Design上で作成したmyLEDIPを追加しよう。
myLEDブロックがインスタンスされた。
次にこのIPの接続を行う。”Run Connection Automation"を利用して接続しよう。特に設定は変えず、"OK"をクリックした。
AXIポートに接続された。LED出力ポートの方は特に接続されていない。
次にLED出力ポートを作成し、カスタムIPから接続する。
“Create Port"をクリックして、ウィンドウを出す。ポート名は”led”, 方向はもちろん"Output"、ビット幅は3:0とした。
これでled出力ポート(4bit)が作成された。後はmyLEDの出力から線をつなげる。
前回の続き。
参考サイト。
AXIに接続されるIPは作成したが、まだ機能を追加していないのと、LEDと接続するポートが空いていないので、Verilogを記述してIPを改造する。
編集する必要のあるファイルは、
myLed_v1_0_S_AXI.v は、出力ポートの追加、
output wire [3:0] led,
と機能追加、
assign led = slv_reg0[3:0];
を記述した。
また、myLed_V1.0は、出力ポートの追加、
output [3:0]led, ... .led(led),
を追加した。
Verilogファイルの修正が完了すると、"Merge changes from Customization Parameters Wizard"をクリックして、変更を反映させる。
Packaging Stepsの欄から、”Ports and Interfaces"をクリックすると、追加したled[3:0]が追加されていることが分かる。
最後に、"Review and Package"に移動して、”Re-Package IP"をクリックしてIPを再生成する。
ZedBoard上で動作するLinuxで、ZynqのPL部を制御する方法について調査していたところ、以下のページを発見した。
Vivadoの立ち上げから、Linuxのビルド、そしてデバイスドライバの記述まで丁寧に解説してある。早速やってみよう。 このページでは対象としてZyboを使っているが、私はZyboを持っていないのでZedBoardに置き換えてやってみよう。
となるだろう。一つずつ、チュートリアルを見ながらやっていこう。
今回は、日記を執筆時点の最新ビルド環境であるVivado 2017.1を利用する。
まずはZedBoardで動作するハードウェアを作成しなければならないのだが、チュートリアルではZyboのプロジェクトを引っ張ってきている。
今回は、ZedBoardのプロジェクトが必要なので以下から取得してくる。
ただし、このプロジェクトはIPのバージョンなど2017.1には対応していないので、対応するバージョンに上げた手前味噌のリポジトリを利用しよう。
ビルドのVivado 2017.1でのプロジェクトのビルド方法は過去の日記を参照のこと。
adv7511のプロジェクトをビルドしてVivado 2017.1で開くと、以下のようになった。
Project Settingから、IP Vendorの名前を"Digilent”に設定する。これは何の意味があるんだろう？
Projectから、"Create and Package New IP" を選択する。
ここから、ZedBoardに接続されているLEDを制御するためのIPを作成する。
AXI4のPeripheral Interfaceを作成するので、「Create AXI4 Peripheral」を選択する。
IPの名前は適当に決めた。
ポートの名前はS_AXI、TypeはAXI-Liteを利用することにする。データ幅は32bitだ。
次のステップとして、「Edit IP」を選択し、ウィザードを終了する。
RISC-V環境であるE51プロセッサを動作させたときに、Coremarkの公称値と実際の値が少し違っているのを見つけた。
はてさて、実際にはどっちが正しいのだろう？RTLでCoremarkをシミュレーションすることはできないだろうか？Coremarkをrocket-chipの環境で動作させるためにはどのようにしたらよいのだろう。
このエントリの情報は古い。以下の記事にてRTLシミュレーションでCoremarkを計測した。
BOOMのRTLで実行できるためのバイナリを生成するためには、ちょっとした手順が必要だ。
普段はどのようにリグレッションを行っているかというと、riscv-testsにベンチマークテストパタンとコンパイル方法が記述されており、
riscv64-unknown-elf-gcc \ -T ./common/test.ld -I ./../env -I./common -I./median -I./qsort -I./rsort -I./towers -I./vvadd -I./multiply -I./mm -I./dhrystone -I./spmv -I./mt-vvadd -I./mt-matmul dhrystone_main.o dhrystone.o syscalls.o crt.o \ -o dhrystone.riscv \ -nostdlib -nostartfiles -ffast-math -lgcc riscv64-unknown-elf-objdump --disassemble-all --disassemble-zeroes --section=.text --section=.text.startup --section=.data dhrystone.riscv > dhrystone.riscv.dump
ということで、リンカスクリプトとしてtest.ld 、システムコール系としてsyscalls.oを使っている。
同じ要領でCoremarkもコンパイルできるだろうか。
freedom-e-sdkのCoremarkコンパイル用のディレクトリに移動して、以下のようにしてコマンドを叩いてみた。
/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/work/build/riscv-gnu-toolchain/riscv64-unknown-elf/prefix/bin/riscv64-unknown-elf-gcc -O2 -fno-common -funroll-loops -finline-functions --param max-inline-insns-auto=20 -falign-functions=4 -falign-jumps=4 -falign-loops=4 -DFLAGS_STR=\""-O2 -fno-common -funroll-loops -finline-functions --param max-inline-insns-auto=20 -falign-functions=4 -falign-jumps=4 -falign-loops=4"\" -DITERATIONS=1 -DPERFORMANCE_RUN=1 -g -march=rv64imac -mabi=lp64 -mcmodel=medany -I/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/bsp/include -I/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/bsp/drivers/ -I/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/bsp/env -I/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/bsp/env/coreplexip-e51-arty /home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/bsp/env/entry.o core_list_join.o core_main.o core_matrix.o core_state.o core_util.o core_portme.o -L/home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/ /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/syscalls.o -o coremark -Wl,--wrap=malloc -Wl,--wrap=free -Wl,--wrap=open -Wl,--wrap=lseek -Wl,--wrap=read -Wl,--wrap=write -Wl,--wrap=fstat -Wl,--wrap=stat -Wl,--wrap=close -Wl,--wrap=link -Wl,--wrap=unlink -Wl,--wrap=execve -Wl,--wrap=fork -Wl,--wrap=getpid -Wl,--wrap=kill -Wl,--wrap=wait -Wl,--wrap=isatty -Wl,--wrap=times -Wl,--wrap=sbrk -Wl,--wrap=_exit -L. -Wl,--start-group -lwrap -lc -Wl,--end-group -T /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/common/test.ld -nostartfiles -L/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/bsp/env
以下のようなエラーが出た。どうやらターゲットの種類が少し違っているようだ。
/home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/work/build/riscv-gnu-toolchain/riscv64-unknown-elf/prefix/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/7.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/syscalls.o: can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/work/build/riscv-gnu-toolchain/riscv64-unknown-elf/prefix/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/7.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/syscalls.o のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/work/build/riscv-gnu-toolchain/riscv64-unknown-elf/prefix/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/7.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks//crt.o: can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/work/freedom-e-sdk/work/build/riscv-gnu-toolchain/riscv64-unknown-elf/prefix/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/7.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks//crt.o のターゲット特有データの併合に失敗しました collect2: error: ld returned 1 exit status
おそらく syscalls.o のターゲットが異なっていると思うので、以下のようにriscv-tests内のベンチマークコンパイル用Makefileを修正してみる。
diff --git a/benchmarks/Makefile b/benchmarks/Makefile index bc17927..04878d4 100644 --- a/benchmarks/Makefile +++ b/benchmarks/Makefile @@ -50,7 +50,7 @@ HOST_COMP = gcc $(HOST_OPTS) RISCV_PREFIX ?= riscv$(XLEN)-unknown-elf- RISCV_GCC ?= $(RISCV_PREFIX)gcc -RISCV_GCC_OPTS ?= -mcmodel=medany -static -std=gnu99 -O2 -ffast-math -fno-common -fno-builtin-printf +RISCV_GCC_OPTS ?= -mcmodel=medany -static -std=gnu99 -O2 -ffast-math -fno-common -fno-builtin-printf -march=rv64imac -mabi=lp64 RISCV_LINK ?= $(RISCV_GCC) -T $(src_dir)/common/test.ld $(incs) RISCV_LINK_MT ?= $(RISCV_GCC) -T $(src_dir)/common/test-mt.ld RISCV_LINK_OPTS ?= -nostdlib -nostartfiles -ffast-math -lgcc
これで再度コンパイルすると、エラーは発生するが syscalls.o は作成されているようだ。
/home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(adddf3.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(adddf3.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(gedf2.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(gedf2.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(muldf3.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(muldf3.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(subdf3.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(subdf3.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(floatundidf.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(floatundidf.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(_clzsi2.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(_clzsi2.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(_clz.o): can't link hard-float modules with soft-float modules /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: ファイル /home/msyksphinz/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/6.1.0/libgcc.a(_clz.o) のターゲット特有データの併合に失敗しました
以下のようにして再度Coremarkをコンパイルしてみると、エラー無くコンパイルできた。
${REPO_FREEDOM}/work/build/riscv-gnu-toolchain/riscv64-unknown-elf/prefix/bin/riscv64-unknown-elf-gcc \ -O2 -fno-common -funroll-loops -finline-functions --param max-inline-insns-auto=20 \ -falign-functions=4 -falign-jumps=4 -falign-loops=4 \ -DFLAGS_STR=\""-O2 -fno-common -funroll-loops -finline-functions --param max-inline-insns-auto=20 -falign-functions=4 -falign-jumps=4 -falign-loops=4"\" \ -DITERATIONS=1 -DPERFORMANCE_RUN=1 -g -march=rv64imac -mabi=lp64 -mcmodel=medany \ -I${REPO_FREEDOM}/bsp/include -I${REPO_FREEDOM}/bsp/drivers/ -I${REPO_FREEDOM}/bsp/env -I${REPO_FREEDOM}/bsp/env/coreplexip-e51-arty \ ${REPO_FREEDOM}/bsp/env/entry.o \ core_list_join.o core_main.o core_matrix.o core_state.o core_util.o core_portme.o \ -L/home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/ \ /home/msyksphinz/work/riscv-tools/riscv-tests/benchmarks/syscalls.o \ -o coremark \ -Wl,--wrap=malloc -Wl,--wrap=free -Wl,--wrap=open -Wl,--wrap=lseek -Wl,--wrap=read -Wl,--wrap=write \ -Wl,--wrap=fstat -Wl,--wrap=stat -Wl,--wrap=close -Wl,--wrap=link -Wl,--wrap=unlink -Wl,--wrap=execve \ -Wl,--wrap=fork -Wl,--wrap=getpid -Wl,--wrap=kill -Wl,--wrap=wait -Wl,--wrap=isatty -Wl,--wrap=times \ -Wl,--wrap=sbrk -Wl,--wrap=_exit -L. -Wl,--start-group -lwrap -lc -Wl,--end-group \ -T ${REPO_RISCV_TESTS}/benchmarks/common/test.ld -nostartfiles -L${REPO_FREEDOM}/bsp/env
RISC-VのISSであるSpikeでシミュレーションを行ってみると、以下のようにして実行されていることが分かる。 最後まで到達したから間違いはなさそうかな。
spike -l output/coremark.riscv &> output/coremark.riscv.spike.log
同様にBOOMコアで実行してみたのだが、途中でPipelineがHungしてしまった。 メモリストアのところで落ちてしまった。何が悪いのだろうか？
$ make output/coremark.riscv.out CONFIG=BOOMConfig Assertion failed: Pipeline has hung. at core.scala:833 assert (!(idle_cycles.value(13)), "Pipeline has hung.") $ ../boom/util/pipeview-helper.py -f output/coremark.riscv.out > cleaned_trace.out && ~/work/gem5/util/o3-pipeview.py -o pipeview.out --color cleaned_trace.out
2017/05/23追記：RocketChipとBOOMではソフトウェアのバイナリが異なる。BOOMはCompressedISAをサポートしていないようだ。
2017/05/20追記、よく見てみたらRocketを作成する際にメモリマップなどのコンフィグレーションが表示されていた。
ram {
0 {
addr 0x80000000;
size 0x10000000;
};
};
plic {
priority 0xc000000;
pending 0xc001000;
ndevs 2;
};
rtc {
addr 0x200bff8;
};
core {
0 {
0 {
isa rv64imafds;
timecmp 0x2004000;
ipi 0x2000000;
plic {
m {
ie 0xc002000;
thresh 0xc200000;
claim 0xc200004;
};
s {
ie 0xc002080;
thresh 0xc201000;
claim 0xc201004;
};
};
};
};
};
plic {
addr 0xc000000;
size 0x4000000;
}
ExampleRocketTop {
addr 0x60000000;
size 0x20000000;
}
debug {
addr 0x0;
size 0x1000;
}
ExampleRocketTop {
addr 0x80000000;
size 0x10000000;
}
zeros_0 {
addr 0xa000000;
size 0x2000000;
}
clint {
addr 0x2000000;
size 0x10000;
}
bootrom {
addr 0x1000;
size 0x1000;
}
以下の記事にてCoremarkの動作に成功した。
