LiteXによるSoC環境構築を試行する (11. 自作CPUのSoC環境に自作ソフトウェアを追加する)

https://raw.githubusercontent.com/enjoy-digital/litex/master/doc/litex.png

今回は、自作CPUのLiteX SoC環境に、demoアプリではない自分で作ったアプリを入れてみよう。アプリといっても、単純にメモリへの読み書きをしてみるだけのテストだ。 memcpy()とmemset()というメモリへの書き込みを行うだけのテストを作ってみた。

static void console_service(void)
{
  char *str;
  char *token;

  str = readstr();
  if(str == NULL) return;
  token = get_token(&str);
  if(strcmp(token, "help") == 0)
    help();
  else if(strcmp(token, "reboot") == 0)
    reboot_cmd();
  else if(strcmp(token, "memset") == 0)
    memset_test();
  else if(strcmp(token, "memcpy") == 0)
    memcpy_test();
  prompt();
}

memcpy()とmemset()の本体だ。サイズは256Bへの書き込みと、128Bのmemcpy()だ。

#define DATA_SIZE 2*1024

uint64_t data_origin[DATA_SIZE / sizeof(uint64_t)];

void memset_test(void);
void memset_test(void) {
  long long start_cycle;
  long long end_cycle;
  asm volatile ("csrr %0, cycle":"=r"(start_cycle));
  for (int i = 0; i < DATA_SIZE / sizeof(uint64_t); i++) {
    data_origin[i] = i;
  }
  asm volatile ("csrr %0, cycle":"=r"(end_cycle));

  printf("Start = %lld, End = %lld, Cycle = %lld\n", start_cycle, end_cycle, end_cycle - start_cycle);

  return;
}


void memcpy_test(void);
void memcpy_test(void) {
  long long start_cycle;
  long long end_cycle;
  asm volatile ("csrr %0, cycle":"=r"(start_cycle));
  for (int i = 0; i < DATA_SIZE / sizeof(uint64_t) / 2; i++) {
    data_origin[i] = data_origin[DATA_SIZE / sizeof(uint64_t) / 2 + i];
  }
  asm volatile ("csrr %0, cycle":"=r"(end_cycle));

  printf("Start = %lld, End = %lld, Cycle = %lld\n", start_cycle, end_cycle, end_cycle - start_cycle);

  return;
}

一応動かしてみた。が、かなりメモリアクセスが遅いなあ。AXIの部分をかなり適当に作っているから、それで遅くなっているのかもしれない...

LiteX minimal demo app built May  1 2023 23:06:43

Available commands:
help               - Show this command
reboot             - Reboot CPU
memset             - Execute memset_test
memcpy             - Execute memset_test
litex-demo-app> memset
Start = 113901, End = 117335, Cycle = 3434
litex-demo-app> memcpy
Start = 173062, End = 175936, Cycle = 2874
litex-demo-app> memset
Start = 313627, End = 317065, Cycle = 3438
litex-demo-app> memset
Start = 421478, End = 424917, Cycle = 3439
litex-demo-app> memcpy
Start = 509440, End = 512284, Cycle = 2844
litex-demo-app>