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Ryota Shioya edited this page Dec 21, 2019 · 1 revision

マイクロアーキテクチャ

全体

下記を参照してください．

ゼロレジスタについて

以下のようにしてゼロレジスタは実装されています.

  • ゼロレジスタへ書き込む命令は，レジスタ書き込みフラグを落とす
    • Decoder.svのopInfo.writeRegへの書き込みの際にゼロレジスタかどうかを判定
  • レジスタファイルはリセット回路による初期化で, すべてにゼロが書き込まれるようにする
    • RegisterFile.sv内で記述
  • RMTは初期化によって, 物理レジスタの0番エントリにゼロレジスタが割り当てられ, 解放されることがない
  • ゼロレジスタの読み込みは実際に物理レジスタから行われるが, 上の条件により常に０が読みだされる

例外の処理

直接関係する信号

  • 関連するユニット

    • Privileged/CSR_Unit.sv
    • Privileged/CSR_UnitIF.sv
    • Pipeline/MemoryBackEnd/MemoryTagAccessStage.sv
      • 例外判定を行っている

  • csrUnitIF.triggerInterrupt

    • 割り込み: タイマーなどの，命令の実行とは独立に外部要因によってよりトリガされる

  • csrUnitIF.triggerExcpt

    • 例外: 命令の実行に伴ってトリガされる
    • 例外はさらに，fault と trap に別れる
      • fault: アドレス違反等
      • trap: システムコール呼び出し等
    • csrUnitIF.excptCause のコードによって上記を判別する
      • EXEC_STATE_TRAP_ECALL ならトラップ，
      • EXEC_STATE_FAULT_LOAD_MISALIGNED ならフォールトなど

フォールト発生時のフロー

  • @Pipeline/MemoryBackEnd/MemoryTagAccessStage.sv でアドレスチェックが行われ，ExecState にフォールトが登録される 
    // 実行が正しく終了してる場合，フォールト判定を行う
if (nextStage[i].execState == EXEC_STATE_SUCCESS) begin
    if (isLoad[i]) begin
        if (pipeReg[i].memMapType == MMT_ILLEGAL)
            nextStage[i].execState = EXEC_STATE_FAULT_LOAD_VIOLATION;
        else if (IsMisalignedAddress(pipeReg[i].addrOut, iqData[i].memOpInfo.memAccessMode.size))
            nextStage[i].execState = EXEC_STATE_FAULT_LOAD_MISALIGNED;
    end
    else if (isStore[i]) begin
        if (pipeReg[i].memMapType == MMT_ILLEGAL)
            nextStage[i].execState = EXEC_STATE_FAULT_STORE_VIOLATION;
        else if (IsMisalignedAddress(pipeReg[i].addrOut, iqData[i].memOpInfo.memAccessMode.size))
            nextStage[i].execState = EXEC_STATE_FAULT_STORE_MISALIGNED;
    end
end
  • ライトバックステージで ActiveList に execState が書き込まれる
  • フォールトを起こした命令が ActiveList の先頭に来るまで待つ
    • フォールトは実行時リカバリの対象とはならないようにしている
  • コミットステージでフォールトを起こした命令を検出
  • RecoveryManager にリカバリ要求をだす
    • リカバリの一種として，フォールトを起こした命令が自分ごと取り消される
  • RecoveryManager から CSR_Unit に対してフォールトのトリガを要求
  • CSR_Unit が発生したフォールトの種類などに応じて csr や PC を書き換える 
    @ CSR_Unit.sv
csrNext.mepc = port.excptCauseAddr; // 例外の発生元 PC を書き込む
csrNext.mtval = port.excptCauseDataAddr;// ECALL/EBREAK の場合は PC?
csrNext.mcause.isInterrupt = FALSE;
csrNext.mcause.code.trapCode = ToTrapCodeFromExecState(port.excptCause);
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