如何使用 GCC C 代码与 RISC-V CSR 交互？答案

【问题标题】：How to interact with RISC-V CSRs by using GCC C code?如何使用 GCC C 代码与 RISC-V CSR 交互？
【发布时间】：2019-11-20 06:02:09
【问题描述】：

这是我在 stackoverflow 上被问到的第一个问题，所以请善待我 ;)

我是 RISC-V 和低级 C 编码的新手，我想知道如何使用 GCC C 代码操作 RISC-V CSR。

读取特定的 CSR（例如 MISA）看起来很容易：csrr rd, 0x301 是 csrrs rd, 0x301, x0 的缩写，例如可以完成与

int result;
asm("csrr %0, 0x301" : "=r"(result) : );

我怎样才能将上面的代码转换成某种具有以下接口的函数/可调用单元：int read_csr(int csr_number)？

由于 CSR 编号必须是机器码中的立即数，是否可以不即时生成代码（自修改代码）？

感谢您的回复和讨论。

约阿希姆

【问题讨论】：

它必须是x0，还是让编译器为"=r 选择一个任意寄存器？就像asm("csrrs rd, 0x301, %0" : "=r"(result) : ); 一样工作？对于第二部分，你可以使用@987654329 @ 约束以立即获取编译时常量输入。有关 GCC 狗的链接，请参阅 stackoverflow.com/tags/inline-assembly/info。
嗨，彼得，感谢您的回复。是的，x0 在这里有一个特殊的含义，即“不设置任何位”（x0 在 RISC-V 中硬连线为 0）。对于第二部分（使用不同的值而不是 0x301）我知道 "i" 构造，但不确定如何以函数的形式使用它，因为参数不是编译时常量？
哦，我明白了，我误解了这个问题。这确实有效，您只是在询问如何将 C 中的值用于立即数。你真的希望能够循环 CSR 之类的吗？显而易见的解决方案是通过将其设为宏（例如 GNU C 语句表达式）来确保它可以内联到调用者中，这样您就可以使用“I”或预处理器技巧，或者仍然作为带有 __attribute__((always_inline)) 的函数，这样它就可以看到即使禁用了优化，编译时常量也是如此。那是你要找的吗？我的意思是显然你可以编写自修改代码，但是很糟糕。

标签： gcc inline-assembly riscv

【解决方案1】：

您可以将I 约束用于直接常量参数：

inline int read_csr(int csr_num) __attribute__((always_inline)) {
    int result;
    asm("csrr %0, %1" : "=r"(result) : "I"(csr_num));
    return result; }

如果您使用不是常量表达式的参数调用它，这将失败，因为I 约束需要一个常量。

【讨论】：

I 约束在性能方面有什么好处？
没有性能提升，它可以被认为是更干净一些，因为它让编译器/汇编器了解你在这里所做的事情。