工作负载概述

工作负载（Workloads）泛指运行在香山处理器之上的程序。在香山仿真环境上进行开发、调试、评估、研究时，工作负载是必不可少的。

Note

这篇文档介绍的工作负载要求通常也适用于 NEMU、XS-GEM5 等模拟器环境。

工作负载格式

香山仿真环境仅支持纯二进制（Flat binary）格式的工作负载文件，不包含任何文件头。香山仿真环境会直接将工作负载文件按原样加载到物理地址为 0x80000000 的内存空间中。在香山仿真环境中，您可使用 -i 参数传递工作负载：

./build/emu -i path/to/workload.bin

香山仿真环境仅支持传递 1 个工作负载文件。如果您的工作负载包含多个部分，您需要通过 dd 等工具将它们合并为同一个文件。例如，如果您有文件 a.bin 希望放置于 0x80000000，文件 b.bin 希望放置于 0x80200000，则可使用下面的命令将他们拼接为单个 workload.bin：

# 将 a.bin 复制一份作为基底
cp a.bin workload.bin
# 注入 b.bin，位置是 1024 * 2048 = 0x200000
dd of=workload.bin if=b.bin obs=1024 seek=2048 conv=notrunc

香山仿真环境不支持 ELF 格式的可执行文件。如果您的工作负载是 ELF 格式的可执行文件，您需要使用 objcopy 等工具将它转化为纯二进制文件。例如，可使用下面的命令将 ELF 格式的可执行文件 workload.elf 转化为纯二进制文件 workload.bin：

riscv64-unknown-linux-gnu-objcopy -O binary workload.elf workload.bin

结束仿真运行

XiangShan Trap / NEMU Trap 指令

香山仿真环境提供了特殊命令 XiangShan Trap（亦称 NEMU Trap）来立即结束仿真，并给出一个返回值。

XiangShan Trap 指令的格式如下：

操作码（opcode）字段为 0x6B
源操作数 1（rs1）字段指向存储返回值的通用寄存器，通常为 a0 / x10
其他字段保持为 0

返回值含义如下：

返回值为 0 时，提示 HIT GOOD TRAP，标识仿真正常退出；
返回值为 1 时，报 HIT BAD TRAP，标识仿真非正常退出；
其他值为仿真框架保留，可能有带有特殊含义，不建议使用。

XiangShan Trap 指令依赖于香山仿真环境和 Difftest 框架来发挥作用。对于未接入 Difftest 的香山核，该指令相当于 nop。

示例

使用 XiangShan Trap 结束仿真通常包含两步：将返回值写入 a0 寄存器，调用 XiangShan Trap 指令。

对于汇编程序，可使用以下片段：

li a0, 0        # 将 0 写入 a0 寄存器（HIT GOOD TRAP）
.word 0x5006b   # 调用 XiangShan Trap

对于 C 语言程序，可使用以下片段：

void trap(int trap_code) {
    asm volatile (
        "mv a0, %0\n"
        ".word 0x5006b\n"
        :
        : "r"(trap_code)
        : "a0"
    );
}