Linux

Linux 系统的可配置性太高了，但同时对于刚入门的我来说不禁显得有点陌生和不适应。刚才试着重新配置一下vim（加装md插件和md_preview插件），但是过程过于繁琐，打算一步步来，现在暂时放一放，先尝试加装md插件。

并没有加装md插件，继续看ppt，并体会Linux的神奇。这幅图片很有意思，曲线确实有点陡峭：

img

以下命令基本上覆盖了大多数需求，要勤加掌握：

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文件管理 - cd, pwd, mkdir, rmdir, ls, cp, rm, mv, tar
文件检索 - cat, more, less, head, tail, file, find
输入输出控制 - 重定向, 管道, tee, xargs
文本处理 - vim, grep, awk, sed, sort, wc, uniq, cut, tr
正则表达式
任务管理 - jobs, ps, top, kill, free, lsof

第二遍看完工具是第一生产力——Linux入门教程，比第一次更加熟悉其中的一些命令，也更加明白yzh兄的用心所在。还是找一本书看起，系统地学习是最好的，然后在使用的途中在通过RTFM和STFW解决实际问题。

欢迎 - Linux 101ustc的这个教程不错，其中基本上以实操为基础讲解，但是介于内容有点多，调了感兴趣的网络操作wget和curl看了一下，其他内容慢慢再看。

C

union

C语言部分简略过了一下，把两个习题做了就行。

将指针转换为整数如何进行：使用特殊的数据类型uint_ptr或者int_ptr，使用普通的unsigned int会存在数据位宽不一致的情况。c、c++指针和整型的互相转换–强制转换，类型转换_淡淡的宁静的博客-CSDN博客_c++ 指针转换为整型

这里面的用到了Union数据类型，以前不是很熟，学习了一下。其对同一块地址空间定义多种数据类型的访问接口，实现复用。例如，使用int和float定义一个变量：

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typedef union inst {
	int n,
	float m
} inst_t;

位域

结构体中可以使用位域来 按位(bit) 进行数据定义，准守的规则是低位在前、高位在后（c语言中使用冒号结构体拆分16位的数的低字节和高字节_modi000的博客-CSDN博客）：

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struct {
	u8 rs : 2, rt : 2, addr : 4;
} rtpye;    // rs -> rtpye[1 : 0], rt -> rtpye[3 : 2], addr -> rtpye[7 : 4]

YEMU的实现

实现要求

存储器系统：

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寄存器: PC, R0 (RA), R1, R2, R3 (8-bit) 
内存： 16字节 (按字节访问)

指令集：

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       7 6 5 4   3 2   1 0 
mov   [0 0 0 0] [ rt] [ rs] 
add   [0 0 0 1] [ rt] [ rs] 
load  [1 1 1 0] [   addr  ] 
store [1 1 1 1] [   addr  ]

具体实现

手搓了一遍源码，经常犯一些莫名其妙的小错误，不过gcc是真的智能，还能够提示我怎么改。

参考了源码改的一个bug是：定义结构体的时候成员变量忘记加分号，struct {u8 rs : 2, rt : 2, addr = 4;} rtpye;(第一个分号)

官方给的源码的网址在：

yemu code

C 语言到而进制

预处理

预处理包含头文件的查找过程理解：

未加-I参数，<>包括的头文件将从系统的路径中查找。

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pxy@pxy-Inspiron-3480:FromCToBits$ gcc -E a.c --verbose > /dev/null
...
#include <...> search starts here:                                                                                                                    
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include                                                                                                             
 /usr/local/include                                                                                                                                   
 /usr/include/x86_64-linux-gnu                                                                                                                        
 /usr/include                                                                                                                                         
End of search list. 
...

增减-I参数，将从用户指定的目录下开始找起。

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pxy@pxy-Inspiron-3480:FromCToBits$ gcc -E a.c -Iaaa -Ibbb --verbose 
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 aaa
 bbb        
 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/11/include
 /usr/local/include
 /usr/include/x86_64-linux-gnu
 /usr/include

在指定目标为riscv的时候代码，运行会发生报错：error: 'stdio.h' file not found with <angled> include; use "quotes" instead

解决方法：

  • 尝试装riscv-gnu-toolchain：
    • make过程中出现报错：fatal: unable to access 'https://gcc.gnu.org/git/gcc.git/': gnutls_handsha ke() failed: The TLS connection was non-properly terminated.
    • 可能是网络环境问题。
    • 从图书馆回到宿舍网依旧有一些问题，参考issue：Git clone is stuck when not used with –recursive · Issue #909 · riscv-collab/riscv-gnu-toolchain
    • 重新git clone：git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain
    • 出现新的报错；error: RPC failed; curl 56 GnuTLS recv error (-9): Error decoding the received TLS packet.

C语言的implementation-defined behavior

在不同的操作系统中，int、char和long等数据类型的定义都是不同的，编程的时候，应当定义确定的数据类型，例如：int8_t、int16_t、int32_t、signed char、unsigned char等。

参考资料：

程序的执行和模拟器

在学习C语言部分，写了一下YEMU（参照源代码），这里给出了Chisel实现的代码，后面可以也实现一下。

Verilator仿真环境搭建

make 文件中YSYX路径问题，解决方法是：使用了绝对路径（由于在另一个文件夹下clone了PA，现在找到的NEMU_HOME不是这里的NEMU，因此改成了绝对路径）。

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YSYX_HOME = ~/Documents/ysyx/ysyx-workbench

然后按照手册完成了第一个cpp仿真程序，并成功运行。

GTKWave

使用GTKWave查看生成的波形。

出现报错：

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Gtk-Message: 12:14:21.701: Failed to load module "canberra-gtk-module"     
                                                                           
GTKWave Analyzer v3.3.104 (w)1999-2020 BSI                                 
                                                                           
GTKWAVE | Use the -h, --help command line flags to display help.

debug结果是发现代码写错了，忘记了写：

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tfp->close();

导致文件没有被正常关闭，因此出现了vcd文件无法读取的现象。

参考资料：

NVBoard实现流水灯

实现思路

使用nvboard的模板，改写vsrc和csrc文件，make生成可执行文件即可。

遇到的问题

  1. 不能够直接写脚本自动获取当前的路径，并生成环境变量：

    • 使用的方法是：
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    NVBOARD_PATH=$(cd `dirname $0`; pwd)
    # and
    NVBOARD_PATH=$(cd `dirname $0`; pwd)
    # both not work

    暂时没有解决思路。

  2. TOP_NAME找不到是在哪里定义的：

    只看见了在main.cpp里面的调用，但是找不到定义。可能是在makefile中进行了处理，但是现在还暂时没有弄明白。

    答案就在makefile中：

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    CFLAGS += $(INCFLAGS) -DTOP_NAME="\"V$(TOPNAME)\""

    问题找到了，出在make里面，暂时的解决办法是将使用Vlight替换TOP_NAME。

    最终的问题原因找到了，粘贴原来的makefile，改变TOPNAME值，运行正确。使用diff比较两个文件，发现makefile第一行light后面多打了一个空格;

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    TOPNAME = light_
                   ^
                   多打了一个空格

实验结果

main.cpp代码

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#include <nvboard.h>
#include <Vlight.h>

static TOP_NAME dut;

void nvboard_bind_all_pins(Vlight* top);

static void single_cycle() {
  dut.clk = 0; dut.eval();
  dut.clk = 1; dut.eval();
}

static void reset(int n) {
  dut.rst = 1;
  while (n -- > 0) single_cycle();
  dut.rst = 0;
}

int main() {
  nvboard_bind_all_pins(&dut);
  nvboard_init();

  reset(10);

  while(1) {
    nvboard_update();
    single_cycle();
  }
  nvboard_quit();
}