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標題: 無第三方庫不到5000行C語言 risc-v虛擬機juicevm [打印本頁]

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作者: juicerv    時間: 2021-6-1 15:57
標題: 無第三方庫不到5000行C語言 risc-v虛擬機juicevm




簡介
https://github.com/juiceRv/JuiceVm
juice vm誕生于2020年，以實現可運行最新kernel主線的RISC-V最小虛擬機為目標而誕生的，設計之初秉承著可以在 RAM 只有 百KB 級別的平臺上運行，不引入除了c99標準外的第三方依賴。

juice vm按照gcc所支持的C99標準編寫，無第三方庫依賴，淺顯易懂，且具有方便移植的特性（可快速移植到多種主流 MCU 及支持c環境的所有平臺上）。

juice vm去掉注釋后展開所有的宏的代碼行數僅12523行，僅36104字，足夠的小巧。

Juice Vm的優點

• 資源占用極低。
• 跨平臺、可快速移植。
  

Juice Vm的組成

• 指令集：RV64IMASU.
• 支持了M-mode,U-mode,S-mode下的mtime.
• 超級精簡的uart，只有讀和寫兩個外設寄存器.
• 超級精簡的MMU SV39支持.
• 支持RISC-V官方標準的異常和中斷托管
  

Juice Vm 代碼統計


Juice Vm的地址空間分布

虛擬機版本號	起始地址	大小(字節)	寄存器名稱	說明	所用宏名稱
c21682d3	0x80000000	0x12C00000	SRAM	內部存儲	RV_CPU_SIM_RAM_START_ADDR RV_CPU_SIM_RAM_SIZE
c21682d3	0x92C00000	0x1	UART_WRITE	uart發送寄存器	pdev_uart0_write_addr
c21682d3	0x92C00001	0x1	UART_READ	uart接收寄存器	pdev_uart0_read_addr
c21682d3	0x92C00002	0x1	UART_STATE	uart狀態寄存器	pdev_uart0_state_addr pdev_uart0_free_state pdev_uart0_readbusy_state
c21682d3	0x92C00003	0x8	mtime	mtime當前計數寄存器	pdev_mtime_mtime_addr
c21682d3	0x92c00007	0x8	mtimecmp	mtime當前比較寄存器	pdev_mtime_mtimecmp_addr

Juice Vm下的軟件移植進度

• 已經支持了c語言編程。
• 已完成freertos移植。
• 已完成mbedtls移植。
• 已完成mmu sv39測試。
• 已完成mtime測試。
• 已完成opensbi移植 傳送門。
• 已完成rt-thread移植，感謝@熊大和@Andy Chen的支持 傳送門。
• 已完成kernel主線5.0.0 傳送門。
• 上傳Juice Vm下的GCC toolchain 傳送門。
• 適配 GDB 通用接口支持 TODO。
• 適配 RT-SMART TODO。
  

快速安裝

• UBUNTU/DEBIAN APT安裝
  1.   echo "deb [url]http://xiaohui.mongoyun.com:3333/[/url] trusty main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
     
  2.   wget -O - [url]http://xiaohui.mongoyun.com:3333/key/deb.gpg.key[/url] | sudo apt-key add -
     
  3.   sudo apt update
     
  4.   sudo apt install juicevm
     
  5.   juicevm

  復制代碼
  
  
• CENTOS
  1.   echo "deb [url]http://xiaohui.mongoyun.com:3333/[/url] trusty main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
     
  2.   wget -O juice_vm_release_for_Linux_laster.zip [url]https://github.com/juiceRv/JuiceVm/raw/master/juice_vm_release_for_Linux_laster.zip[/url]
     
  3.   unzip juice_vm_release_for_Linux_laster.zip
     
  4.   cd juice_vm_release_for_Linux_c21682d3/juice_vm_release_for_Linux
     
  5.   sudo chmod +x juice_vm_for_Linux.out
     
  6.   ./juice_vm_for_Linux.out

  復制代碼
  
  
• WINDOW
  

編譯中

快速上手

• 快速上手運行Hello world 編寫中。
• 運行Free rtos 編寫中。
• 運行mbedtls 編寫中。
• 運行SV39 MMU測試 編寫中。
• 運行mtime測試 編寫中。
• 運行mtime測試 編寫中。
• 運行 RT-thread 編寫中。
• 運行 linux kernel 編寫中。
  

運行freertos 截圖


運行rt-thread 截圖



運行linx 5.0.0 截圖


軟件參數使用說明

參數	參數名稱	說明
t	enable test mode	進入固件測試模式<br>當出現下面的狀態會結束運行并且打印出通過還是失敗的字樣,x3_gp寄存器的值為1 和 x17_a7寄存器的值為93時,進入了ecall異常就會觸發。x10_a0 寄存器的值為 0時打印pass字樣，否則打印fail字樣
T	enable trap debug mode	使能異常調試模式，出現異常時會打印當前異常的調試信息
d	enable debug mode	打開虛擬機內所有的調試選項，輸出最詳細的調試信息，包括指令譯碼，處理執行，當前寄存器列表，csr列表等
c	print cst operation msg	打開虛擬機的csr寄存器讀寫調試信息。讀寫csr寄存器的時候都會打印對應的csr寄存器的值
a	diable all debug msg	關閉所有調試選項，譯碼調試默認打開
x	enable test mode for exception	打開異常測試模式，當出現異常時結束運行
g	enable better readability printing	使用可讀性更好的方式打印信息
e	disable all error msg	關閉所有的錯誤信息打印
i	enable all instr debug msg	打開所有指令調試信息打印
m	enable mmu debug msg	打開mmu的遍歷調試信息
p	print mmu page 8 byte data	hexdump打印mmu頁表里的8字節數據
P	print mmu page 4K Byte data	hexdump打印mmu頁表里的4K字節數據
s	uart addr not use mmu translation	啟用mmu翻譯時，忽略uart的外設地址，在啟用了mmu的時候也可以直接通過uart原始物理地址來操作uart外設
S	switch mode debug info	打開切換mode時的調試信息，m-mode,s-mode和u-mode切換的時候都會打印調試信息
M	disable mmu err msg	關閉mmu缺頁異常，訪問異常，加載異常的錯誤信息
r	enable trap debug msg	打印更詳細的進入中斷的調試信息
A	enable addr translation debug print	打印地址轉換的調試打印
L(n)	log mode	output_mode_sel n = 0 -> stdout<br> 1 -> log_buf UNIX SYS ONLY(buf_size:2900)<br> 2 -> none<br> 選擇虛擬機輸出的方式，1，直接標準輸出。2，使用一個buf先緩存，退出的時候再輸出bug大小2900Byte。3，不輸出。<br>
l	enable endless loop check (RV_ENDLESS_LOOP_CHECK_EXIT_CNT:3)	啟用死循環監測機制，當有連續3次出現同樣的指令執行流程(包括寄存器和csr寄存器的值都沒有改變),結束虛擬機的運行。可以搭配-L參數使用，方便調試固件。一般assert都是直接死循環。

社區支持

   挖坑網首發 感謝暈哥一路的支持：https://whycan.com/t_5844.html

CHANGE LOG

2021-05-25

• opensbi和kernel的代碼已發布到github！！！ https://github.com/juiceRv/kernel_juicevm_port kernel的配置文件在arch/riscv/configs/juicevm_defconfig,make ARCH=riscv juicevm_defconfig
• 需要修改下arch/riscv/configs/juicevm_defconfig里的CONFIG_INITRAMFS_SOURCE="/mnt/ssd_prj/risc-v_sim/sim/test/opensbi/opensbi-master/rootfs"
  修改為opensbi里的路徑  
  
    opensbi倉庫
    https://github.com/juiceRv/opensbi_juicevm_port
  
    toolchains
    https://github.com/juiceRv/gcc-gnu-toolchains-for-juicevm
  

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20210524進展公布，發布包發布juice_vm_release_for_Linux_c21682d3.zip：

• 修復了mtime在m-mode,s-mode和u-mode下的中斷處理漏洞。
• 修復了ecall在s-mode下的漏洞。
• 修復了在s-mode和u-mode下進入異常模式，更新csr寄存器的漏洞。
• 移植了linux。  
  
  juice_vm成功運行kernel主線5.0.0。
  juice_vm成功運行kernel主線5.0.0。
  juice_vm成功運行kernel主線5.0.0。
  

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20210508更新：

• 上傳一個ubuntu20.04上可以正常運行的發布包,感謝@XBOOT大佬的反饋。
• 添加了div指令支持。
• 修復了divuw，divw，remu，remw，amomin.w，amoswap.w的指令錯誤。
  

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20210427更新：

1. 提交了RT-Thread 的適配 到官方倉庫：詳情請點擊[url]https://github.com/RT-Thread/rt-thread/tree/master/bsp/juicevm[/url]

復制代碼

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20210424更新:

軟件適配進度

1.已完成rt-thread移植。

更新了支持的參數：

• 新增-L參數用于指定打印日志方式。
• 新增-l參數用于在出現死循環的時候結束運行。
• 新增-r參數用于開啟trap調試打印
• 更新了Alive logo。
• 新增-T參數用于執行過程輸出反匯編調試打印。
• 新增m模塊支持。
• 新增s-mode支持(u-mode支持中）。
  

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202210306更新:

軟件適配進度

• 已經支持了c語言編程。
• 已完成freertos移植。
• 已完成mebedtls移植。
• 已完成mmu sv39測試。
• 已完成mtimer測試。
• 已完成opensbi移植。
  

更新了支持的參數：

• -m 參數用于開啟mmu調試信息
  
  提交日志
• 1113e998 add sfence.vma instr
• f118d476 add print instr support
• 1e3e7204 add AMOSWAP.D LR.D and SC.D instr support
• 686741ea add AMOSWAP.D LR.D and SC.D instr support
• f2f699c0 add -i arg to enable instr print support
• 113f66da add misa csr support
• 19cf60d1 fix divu err
• ad512e54 add divu remw and remu instr
• 9abc0566 fix mem overflow
• 0ceb663e fix divw instr and add REMW instr
• 10a2ea78 fix divw instr
• 9c93c4ce add amoswap.w , mul and divw instr
• df10ad45 change the fireware start addr to 0x80000000
• d31b4ac1 add amoadd.w inst
  

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以下 2021-03-06 更新:

無第三方庫不到5000行C語言實現一個risc-v虛擬機，帶mmu

基于指令集 rv64i

實現了mtime，超級精簡的uart和mmu sv39.

更新了支持的參數：

• -a 關閉所有調試打印
• -e 關閉錯誤打印
• -g 用更好的方式來顯示打印
• -d 開啟所有調試打印(包括寄存器和csr列表)
• -i 開啟指令解碼調試信息
• -m 開啟mmu調試信息
  

軟件適配進度

• 已經支持了c語言編程。
• 已完成freertos移植。
• 已完成mebedtls移植。
• 已完成mmu sv39測試。
• 已完成mtimer測試。
• 已完成opensbi移植。
  

鳴謝

• 哇酷網
• RT-thread
• RISC-V
• linux
• gh-md-toc
  

聯系作者
https://github.com/juiceRv/JuiceVm
juicemail@163.com

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歡迎光臨 (http://m.raoushi.com/bbs/)

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