OCamlでもできるRISC-Vシミュレータの作り方：1日目「メモリ」

OCamlの練習に、以前 Ruby で作成した RISC-V シミュレータを OCaml へ移植してみる。

プロジェクト作成

code:sh

$ cd ~/src

$ dune init project rvsim

$ cd rvsim

メモリ

Memoryモジュールを作成する。

code:memory.ml

type t = { data : bytes }

let create n = { data = Bytes.create n }

let make n c = { data = Bytes.make n c }

let of_string str = { data = Bytes.of_string str }

let read_word memory addr =

let b0 = Bytes.get_uint8 memory.data (addr + 0)

and b1 = Bytes.get_uint8 memory.data (addr + 1)

and b2 = Bytes.get_uint8 memory.data (addr + 2)

and b3 = Bytes.get_uint8 memory.data (addr + 3) in

let word = b0 lor (b1 lsl 8) lor (b2 lsl 16) lor (b3 lsl 24) in

Int32.of_int word

let write_word memory addr word =

let wd = Int32.to_int word in

let b0 = wd land 0xff

and b1 = (wd land 0xff00) lsr 8

and b2 = (wd land 0xff0000) lsr 16

and b3 = (wd land 0xff000000) lsr 24 in

ignore (Bytes.set_uint8 memory.data (addr + 3) b3);

ignore (Bytes.set_uint8 memory.data (addr + 2) b2);

ignore (Bytes.set_uint8 memory.data (addr + 1) b1);

ignore (Bytes.set_uint8 memory.data (addr + 0) b0)

対話環境からの呼び出し

作成したMemoryモジュールを対話環境から呼び出してみる。

code:ocaml

$ dune utop

utop # Rvsim.Memory.make 10 '\x41';;

- : Rvsim.Memory.t = {Rvsim.Memory.bytes = Bytes.of_string "AAAAAAAAAA"}

テスト

code:test/memory_test.ml

(* メモリを初期化 *)

let memory = Rvsim.Memory.of_string "\x93\x00\x01\x01\x94\x00\x01\x01"

(* アドレスを指定して読み込み *)

let test = Rvsim.Memory.read_word memory 0

let _ = Printf.printf "%08x\n" (Int32.to_int test)

let test = Rvsim.Memory.read_word memory 4

let _ = Printf.printf "%08x\n" (Int32.to_int test)

(* アドレス0番地へ書き込み *)

let test = (Rvsim.Memory.write_word memory 0 0x00ABCDEFl; Rvsim.Memory.read_word memory 0)

let _ = Printf.printf "%08x\n" (Int32.to_int test)

(* アドレス4番地へ書き込み *)

let test = (Rvsim.Memory.write_word memory 4 (-1l); Rvsim.Memory.read_word memory 4)

let _ = Printf.printf "%d\n" (Int32.to_int test)

code:test/memory_test.expected

01010093

01010094

00abcdef

-1

code:test/dune

;; 変更前

(test

(name rvsim))

;; 変更後

(test

(name memory_test) ; 追加したテストのファイル名（.mlは省略）

(libraries rvsim)) ; Rvsim.Memoryを参照できるよう、ライブラリにrvsimを追加

code:sh

$ dune build

File "test/memory_test.ml", line 2, characters 13-35:

2 | let memory = Rvsim.Memory.of_string "\x93\x00\x01\x01\x94\x00\x01\x01"

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Error: Unbound module Rvsim.Memory

テストの実行は以下のとおり。okが出れば成功。

code:sh

$ dune test && echo ok

ok

code:sh

$ dune test && echo OK

File "test/memory_test.expected", line 1, characters 0-0:

diff --git a/_build/default/test/memory_test.expected b/_build/default/test/memory_test.output

index 975d42a..7c3611d 100644

--- a/_build/default/test/memory_test.expected

+++ b/_build/default/test/memory_test.output

@@ -1,4 +1,4 @@

01010093

01010094

00abcdef

-hogehoge

+-1

（おまけ）

code:diff

diff --git a/test/decoder_test.expected b/test/decoder_test.expected

new file mode 100644

index 0000000..b14df64

--- /dev/null

+++ b/test/decoder_test.expected

@@ -0,0 +1 @@

+Hi

diff --git a/test/decoder_test.ml b/test/decoder_test.ml

new file mode 100644

index 0000000..cb31a83

--- /dev/null

+++ b/test/decoder_test.ml

@@ -0,0 +1 @@

+let () = print_endline "Hi"

diff --git a/test/dune b/test/dune

index 06f5b4f..2c46831 100644

--- a/test/dune

+++ b/test/dune

@@ -1,3 +1,3 @@

-(test

- (name memory_test) ; 追加したテストのファイル名（.mlは省略）

- (libraries rvsim)) ; Rvsim.Memoryを参照できるよう、ライブラリにrvsimを追加

+(tests

+ (names memory_test decoder_test)

+ (libraries rvsim))