为 RT-thread 提交的第一个 PR

具体问题

[libcpu/riscv/virt64] fix (#5979) 修复 qemu-riscv-virt64 smode 下无法启动 by leesum1 · Pull Request #7040 · RT-Thread/rt-thread · GitHub

在当前 master 分支中，qemu-riscv-virt64 smode 启动有问题，只有在使用 Sifive 工具链的情况下才能进入系统，使用其他工具链则会报 Illegal Instruction 异常。

经过排查，最终确定是在 startup_gcc.S 没有为 boot_hartid 分配空间，在后续的指令中，发生了错误的修改。

boot_hartid: .int
.global boot_hartid
.global _start
.section ".start", "ax"
_start:

/* save hartid */
la t0, boot_hartid /* global varible rt_boot_hartid */
mv t1, a0 /* get hartid in S-mode frome a0 register */
// 由于没有为 boot_hartid 分配空间，修改 boot_hartid 导致了其他指令的改动
sw t1, (t0) /* store t1 register low 4 bits in memory address which is stored in t0 */

对应的汇编语句如下，boot_hartid 与 memset 地址相同

1
2
3

8020001c:   44828293                addi    t0,t0,1096 # 80200460 <memset>
80200020:   00050313                mv      t1,a0                                                       
80200024:   0062a023                sw      t1,0(t0)

map 文件如下，可以明显看到 boot_hartid 的空间为 0x0，地址信息与 memset 相同。

.text          0x0000000080200460        0x0 build/kernel/libcpu/risc-v/virt64/startup_gcc.o
               0x0000000080200460                boot_hartid
.text          0x0000000080200460       0xdc /opt/riscv/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/12.2.0/../../../../riscv64-unknown-elf/lib/libc.a(lib_a-memset.o)
               0x0000000080200460                memset

在 80200024: 0062a023 sw t1,0(t0) 中修改了 memset 的第一条指令，导致后续调用 memset 时，指令发生错误。

使用不同工具链的情况下，与 boot_hartid 地址相同的函数会有变化，在使用Sifive 工具链时，地址信息如下

.text          0x00000000802002ce        0x0 build/kernel/libcpu/risc-v/virt64/startup_gcc.o
               0x00000000802002ce                boot_hartid
.text          0x00000000802002ce       0x28 /home/leesum/Downloads/riscv64-unknown-elf-toolchain-10.2.0-2020.12.8-x86_64-linux-ubuntu14/bin/../lib/gcc/riscv64-unknown-elf/10.2.0/../../../../riscv64-unknown-elf/lib/rv64imac/lp64/libc.a(lib_a-atoi.o)
               0x00000000802002ce                atoi

1
2
3

80200018:   00000297                auipc   t0,0x0
8020001c:   2b628293                addi    t0,t0,694 # 802002ce <atoi>
80200020:   832a                    mv      t1,a0

与 atoi 函数地址相同，而 atoi 不是很常用的函数，所以没有在一开始启动的时候就报错。
本次提交能够修复上述 bug。

解决方案

原来的 boot_hartid 位于 .start 段，作为全局变量。修改后放在了 .data 段，并分配了 4byte 空间，不会与其他符号冲突

.data
.global boot_hartid   /* global varible rt_boot_hartid in .data section */
boot_hartid:
	.word 0xdeadbeef

测试环境

❯ qemu-system-riscv64 –help
QEMU emulator version 7.2.0

本文采用署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议，转载请注明出处。