Jiyi's Blog

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CS107E Lab2 ​

实验1，查看把C编译成汇编的样子 ​

没有 codegen.c , 搞不了

搞到了旧版 https://gcc.godbolt.org/z/7YYczMjes

%hi(global) 是什么？ ​

%lo(global) 和 hi 差不多？ ​

  • 是的
  • 获取全局符号的地址的低12位部分
  • 即获相对于 %hi(global) 这个地址的偏移量
  • 合在一起 %lo(global)(a3) 就是指向 global 的地址

为什么要这么写？ ​

  • 教材使用的是 32bit 的 RISC-V，地址长度为 32bit
  • global 地址下存储的是4个字节的0，即一个 int 类型，大小是一个 word
  • 从一个内存地址中读一个 word 使用指令 LW rd， imm12(rs1)
  • 需要将以上 im12(rs1) 和 global 对应起来

所以就是套路？ ​

  • 是的
  • 都这么读全局变量

num = -num；怎么没了 ​

  • 在下面
  • neg a5, a5 即 sub a5, zero, a5
  • 顺序变了不影响结果
  • 只能认为，编译器觉得这样比较好

num = 5 * num; 怎么变了 ​

  • num 逻辑左移 2 位，即 num * 2^2
  • 再相加 num * 4 + num = num * 5
  • 结果是一样的
  • 只能认为，编译器觉得这样比较好

下一条好长 ​

  • 一步一步来
  • -1 << 4 即 0xffffffff << 4 即 0xfffffff0
  • 取反得 0x0000000f 即 15
  • num 是 0 ， num & 15 等价于 num + 15
  • (12*18 - 1)/2 = 107.5，因为int类型，编译器省略的小数点，得 107
  • 最后用了乘法指令 mul

那个 & 等价 + 过于奇怪了 ​

  • 只能认为，编译器就是这么神奇

修改成 int num = 3; 怎么样 ​

  • 编译器直接把值算出来了
  • (-15 & 15) * (107 - 15) = (0xfffffff1 & 0x0000000f) * 92 = 92

partb 里面，if else 在不同优化条件下汇编指令不一样 ​

  • -Og 更符合直觉
  • -O2 跳转更少，可以理解为性能更好

partc里面，-O2 就啥都没了？ ​

  • 啊，不理解，往下看吧

partd 指针，脑袋要爆炸 ​

  • 一步一步来
  • int n = global;
    • a4 存 global 高位地址
    • a5 存 global 值 g1
  • *prt = val
    • global 地址里值更改为 g2 = 107
    • a2 存 107
  • *(char *)ptr = val
    • 107 在 char 范围 -128 ~ 127 之间，忽略
  • ptr[10] = val
    • 因为 prt 是 int * 类型，所以地址偏移量是 10 * 4
    • a3 存 global 完整地址
  • cptr[10] = val
    • 因为 cptr 是 char * 类型，所以偏移量 10 * 1
    • sb , Store byte
    • cptr 存储的指针指向地址0，所以使用 10(zero)
  • n = *(ptr + n);
    • a5 存 n 的值
    • ptr 偏移 n，需要地址 + 4 * n，即 a3 + a5 << 2
    • a5 存从内存拿到的 n 的值
  • n = ptr[n]
    • 和上一句汇编内容相同

main ​

  • 对 sp 和 ra 的操作是用来调函数用的
  • O2 里面把 part a 和 b 直接放到 main 里面了
  • O2 用到了 tail 尾调用

到最后都没看到 partc ​

  • -Og 里面也没有调用 partc
  • 被优化掉了
  • 这种延时写法不符合规范

🤯 ​

  • 休息一会儿

实验2，makefile ​

当自己会了，不搞

实验3，测试用例 ​

  • 头文件里有assert.h，但需要串口。暂时不能用
  • 没有 testing 文件夹搞不了

芒果派ACT LED 连接的是 LCD_PWM，对应GPIO_PD18，见 https://mangopi.org/_media/mq-pro-sch-v12.pdf

写个 gpio_set_output ​

  • GPIO offset 从 0x0030 开始，
  • PB 偏移量是 0x0030，PB到PC到PD 每次 多 0x30
  • CFG0 从 0x00 开始，DAT 是 CFG0 + 0x10
  • 课程代码 gpio_id 是 0xNnn 格式的
    • 选择组是 0x0030 + N * 0x30
    • 选择CFG 的地址偏移量是 (nn / 8) * 4 + 上面地址
    • 设置CFG 的值0x1 << ((nn % 8) * 4)
    • 例如 GPIO_PD18 = 0x212
      • 组地址偏移量是 0x0030 + (GPIO_PD18 >> 8) * 0x30 = 0x90 是PD
      • CFG地址偏移量是 (0xff & GPIO_PD18) / 8 * 4 + 0x90 = 0x98 是 PD_CFG2
      • CFG 寄存器设置的值是 0x1 << (((0xff & GPIO_PD18) % 8) * 4)= 0x100 是 PD18 设置为 output
c
void gpio_set_output(gpio_id_t pin) {
    unsigned int base_address = 0x30 + (pin >> 8) * 0x30 + GPIO;
    volatile unsigned int *CFG = (unsigned int *) ( ( 0xff & pin ) / 8 * 4 + base_address );
    unsigned int offset = ((0xff & pin) % 8) * 4;
    *CFG = (*CFG & ~(0xf << offset)) | (1 << offset);
}

实验4，显示数字的电路 ​

先连一路看数字LED是否正正常 ​

image-20240126140129870

连上电路手动做测试 ​

lab2-1

连上Pi ​

image-20240126140637065

Pi编程测试 ​

按灯的顺序 ​

灯GPIO
D1PB4
D2PB3
D3PB2
D4PC0
APD17
BPB6
CPB12
DPB11
EPB10
FPE17
GPB0
DPPD22

按GPIO的顺序 ​

GPIO灯
PB0G
PB2D3
PB3D2
PB4D1
PB6B
PB10E
PB11D
PB12C
PC0D4
PD17A
PD22DP
PE17F

将以上管脚都设置为输出高电平 ​

bash
# PB_CFG0 0000 0001 0000 0001 0001 0001 0000 0001
xfel write32 0x02000030 0x1011101
# PB_CFG1 0000 0000 0000 0001 0001 0001 0000 0000
xfel write32 0x02000034 0x11100
# PB_DAT  0000 0000 0000 0000 0001 1100 0101 1101
xfel write32 0x02000040 0x1c5d
# PC_CFG0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
xfel write32 0x02000060 0x1
# PC_DAT  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
xfel write32 0x02000070 0x1
# PD_CFG2 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0001 0000
xfel write32 0x02000098 0x1000010
# PD_DAT  0000 0000 0100 0010 0000 0000 0000 0000
xfel write32 0x020000a0 0x420000
# PE_CFG2 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000
xfel write32 0x020000c8 0x10
# PE_DAT  0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0000
xfel write32 0x020000d0 0x20000

没问题的话就是全亮

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