forked from XS-MLVP/UnityChipForXiangShan
Merge branch 'XS-MLVP:main' into main
This commit is contained in:
Shio2077
GitHub
commit
ec09eb24dc
4
Makefile
4
Makefile
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@ -49,7 +49,7 @@ check_dut:
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$(MAKE) dut DUTS="$$DUT_NAME"; \
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fi; \
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else \
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echo "No DUT mapping found for target: $$t, skipping..." >&2; \
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echo "No mapping found for target: $$t in dir_map.f, skipping check" >&2; \
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fi; \
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done; \
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fi
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@ -61,7 +61,7 @@ dut: rtl
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for d in $(PROCESSED_DUTS); do \
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dir=$$(awk -F' --> ' -v dut="$$d" '$$1 == dut {print $$2; exit}' dir_map.f); \
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if [ -z "$$dir" ]; then \
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echo "No mapping found for '$$d' in dir_map.f, skipping deletion" >&2; \
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echo "No mapping found for DUT: $$d in dir_map.f, skipping deletion" >&2; \
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||||
continue; \
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||||
fi; \
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echo "Cleaning dut/$$dir"; \
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@ -6,7 +6,7 @@ frontend_ifu_frontend_trigger --> FrontendTrigger --> ut_frontend/ifu/frontend_t
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frontend_ifu_pred_checker --> PredChecker --> ut_frontend/ifu/pred_checker
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frontend_ifu_predecode --> PreDecode --> ut_frontend/ifu/predecode
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frontend_ifu_rvc_expander --> RVCExpander --> ut_frontend/ifu/rvc_expander
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frontend_ifu_top --> NewIFU -->
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frontend_ifu_top --> NewIFU --> ut_frontend/ifu/ifu_top
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frontend_itlb --> TLB --> ut_frontend/itlb/classical_version
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frontend_itlb --> TLB --> ut_frontend/itlb/toffee_version
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frontend_tlb_fa --> TLBFA --> ut_frontend/itlb/submodules/TLBFA
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@ -12,7 +12,6 @@ weight: 13
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1. Linux操作系统。建议WSL2下安装Ubuntu22.04。
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1. Python。建议Python3.11。
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1. picker。按照[快速开始](https://open-verify.cc/mlvp/docs/quick-start/installer/)中的提示安装最新版本。
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1. toffee。将在后面自动安装。也可按照[快速开始](https://open-verify.cc/mlvp/docs/mlvp/quick-start/)中的提示手动安装最新版本。
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1. lcov。用于后续test阶段报告生成。使用包管理器即可下载：`sudo apt install lcov`
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**环境配置完成**后，clone仓库：
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@ -26,6 +26,13 @@ RVI指令永远判断为合法。
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对于RVC指令的判定，详细内容参阅20240411的RISCV手册的26\.8节表格列出的指令条件。
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## 常量说明
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| 常量名 | 常量值 | 解释 |
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| XLEN | 64 | 通用寄存器位宽，决定指令扩展时使用rv32还是rv64还是rv128 |
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| fLen | 64 | 香山支持d扩展，故为64 |
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## RVCExpander接口说明
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### 输入接口
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@ -292,6 +299,8 @@ addi的格式形如：\| imm\[11\:0\] \| rs1 \| 000 \| rd \| 0010011 \|
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lui指令的格式形如： \| imm[31:12] \| rd \| 0110111 \|
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当立即数为0时，这一字段reserved
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当rd为0时，为hint，也可当作cli进行译码。
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当rd为2时，为addi16sp指令：
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@ -4,7 +4,7 @@ linkTitle: IFU
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weight: 12
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||||
**本文档参考[香山IFU设计文档](https://github.com/OpenXiangShan/XiangShan-Design-Doc/blob/master/docs/frontend/IFU/IFU.md)写成**
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||||
**本文档参考[香山IFU设计文档](https://github.com/OpenXiangShan/XiangShan-Design-Doc/blob/master/docs/frontend/IFU/index.md)写成**
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本文档撰写的内容截至[c670557]
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@ -4,11 +4,11 @@ linkTitle: 环境配置
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weight: 12
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## 推荐使用WSL2+Ubuntu22.04+GTKWave
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## WSL2+Ubuntu22.04+GTKWave（Windows用户推荐使用）
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我们推荐Windows10/11用户通过WSL2进行开发，在此给出通过此方法进行环境配置的教程集锦，仅供参考。如环境安装过程中出现任何问题，欢迎在QQ群（群号：<b>976081653</b>）中提出，我们将尽力帮助解决。此页面将收集大家提出的所有环境配置相关问题并提供解决方案，欢迎随时向我们提问！
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||||
我们推荐 Windows10/11 用户通过 WSL2 进行开发，在此给出通过此方法进行环境配置的教程集锦，仅供参考。如环境安装过程中出现任何问题，欢迎在QQ群（群号：<b>976081653</b>）中提出，我们将尽力帮助解决。此页面将收集大家提出的所有环境配置相关问题并提供解决方案，欢迎随时向我们提问！
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## 1、在Windows下安装WSL2（Ubuntu22.04）
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### 1、在 Windows 下安装 WSL2（Ubuntu22.04）
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参考资源：
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@ -16,25 +16,83 @@ weight: 12
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--- 其它资源：[安装WSL2和Ubuntu22.04版本](https://blog.csdn.net/HHHBan/article/details/126843786)
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## 2、打开WSL，换源
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### 2、打开 WSL，换源
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推荐使用清华源：[清华大学开源软件镜像站-Ubuntu软件仓库](https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/ubuntu/)
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## 3、配置验证环境
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### 3、配置验证环境
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请参照[开放验证平台学习资源-快速开始-搭建验证环境](https://open-verify.cc/mlvp/docs/quick-start/installer/)配置picker环境。
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## 4、使用 GTKWave
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使用[重庆大学硬件综合设计实验文档-Windows原生GTKWave](https://co.ccslab.cn/tips/win-gtkwave/)给出的方法，可以通过在WSL中输入 `gtkwave.exe wave.fst` 打开在Windows下安装的GTKWave。请注意，gtkwave在使用中需要进入fst文件所在文件夹，否则会出现无法
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initialize的情况。
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||||
请参照[开放验证平台学习资源-快速开始-搭建验证环境](https://open-verify.cc/mlvp/docs/quick-start/installer/)配置环境。
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以下是示例方法：
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```bash
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cd out
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gtkwave.exe {test_name}.fst
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cd ..
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# 基本工具包
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cd ~ && sudo apt-get update
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||||
sudo apt-get install -y build-essential cmake git wget curl lcov autoconf flex bison libgoogle-perftools-dev gcc python3.11 python3.11-dev python3.11-distutils python3-pip python-is-python3
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||||
rm -rf /var/lib/apt/lists/*
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||||
sudo update-alternatives --install /usr/bin/python3 python3 /usr/bin/python3.11 1
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||||
curl -sS https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py | python3.11
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# verilator
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||||
git clone https://github.com/verilator/verilator.git
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||||
cd verilator
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git checkout v4.218 # 4.218为最低需求版本，可自行查看并选择新版本
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||||
autoconf && ./configure && make -j$(nproc) && make install
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||||
cd .. && rm -rf verilator
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||||
# verible
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||||
curl -sS https://github.com/chipsalliance/verible/releases/download/v0.0-3946-g851d3ff4/verible-v0.0-3946-g851d3ff4-linux-static-x86_64.tar.gz -o /tmp/
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||||
tar -zxvf /tmp/verible-v0.0-3946-g851d3ff4-linux-static-x86_64.tar.gz -C /tmp/
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||||
copy /tmp/verible-v0.0-3946-g851d3ff4/bin/verible-* /usr/local/bin/
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||||
sudo chmod +x /usr/local/bin/verible-*
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||||
rm /tmp/verible-*
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# pcre2
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||||
curl -sS https://github.com/PCRE2Project/pcre2/releases/download/pcre2-10.45/pcre2-10.45.tar.gz -o /tmp/
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||||
tar -zxvf /tmp/pcre2-10.45.tar.gz -C /tmp/
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||||
cd /tmp/pcre2-10.45
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||||
./configure --prefix=/usr/local && make -j$(nproc) && make install
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||||
rm -rf /tmp/pcre2* && cd ~
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# swig
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||||
# 注意不要使用 apt install swig，将会下载不符合最低要求的版本 4.0.2
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curl -sS http://prdownloads.sourceforge.net/swig/swig-4.3.0.tar.gz -o /tmp/
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||||
tar -zxvf /tmp/swig-4.3.0.tar.gz -C /tmp/
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||||
cd /tmp/swig-4.3.0
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||||
./configure --prefix=/usr/local && make -j$(nproc) && make install
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||||
rm -rf /tmp/swig* && cd ~
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||||
# 更新本地包
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||||
apt-get update && apt-get -y upgrade
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# picker
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||||
git clone https://github.com/XS-MLVP/picker.git --depth=1
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||||
cd picker
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||||
make init && make && make install
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||||
cd .. && rm -rf picker
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# UnityChipForXiangShan
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||||
git clone https://github.com/XS-MLVP/UnityChipForXiangShan.git
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||||
cd UnityChipForXiangShan
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||||
pip3 install --no-cache-dir -r requirements.txt
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```
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## 5、使用VSCode插件Live Server查看验证报告
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### 4、使用 GTKWave 查看波形文件
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使用[重庆大学硬件综合设计实验文档-Windows原生GTKWave](https://co.ccslab.cn/tips/win-gtkwave/)给出的方法，可以通过在WSL中输入 `gtkwave.exe wave.fst` 打开在 Windows 下安装的 GTKWave。请注意，gtkwave在使用中需要进入 fst 文件所在文件夹，否则会出现无法
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||||
initialize 的情况。
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```bash
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gtkwave.exe /out/{test_name}.fst
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```
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### 5、使用 VSCode 插件 Live Server 查看验证报告
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成功安装插件Live Server后，打开文件列表，定位到 `/out/report/2025*-itlb-doc-*/index.html` 右键并选择 `Open With Live Server`，之后在浏览器中打开提示的端口（默认为`//localhost:5500`）即可。
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## docker一键部署方案（MAC用户可用）
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我们提供了 MAC 可用的 docker 环境，已在 Docker Hub 发布，名称为 `unitychip-env`。安装 Docker Desktop 后在命令行使用以下命令即可获取并打开开发环境。需下载约 500MB 的镜像，展开后约占用 1GB 空间。
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||||
```bash
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docker search unitychip-env
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||||
docker pull dingjunbi/unitychip-env && docker run unitychip-env
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cd UnityChipForXiangShan && git pull
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```
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[Docker Hub使用文档](https://docs.docker.com/docker-hub/)
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[Docker：docker 拉取镜像及查看pull下来的image在哪里](https://blog.csdn.net/sj349781478/article/details/105267887/)
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@ -58,8 +58,8 @@ TLB 应当正常接收来自 IFU 与 ICache 的取指令请求，查找自身页
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| No. | 名称 | 说明 |
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|--------|-------------------|------------------------|
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| 1.1 | 接收来自 IFU 请求（requestor0、1） | ITLB 根据请求查找自身缓存 TLBuffer，返回 hit/miss 结果 |
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| 1.2 | 接收来自 ICache 请求（requestor2） | 注意此处为阻塞式访问，每次访问后若 miss 应当 reset 后再次访问 |
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||||
| 1.1 | 接收来自 ICache 请求（requestor0、1） | ITLB 根据请求查找自身缓存 TLBuffer，返回 hit/miss 结果 |
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||||
| 1.2 | 接收来自 IFU 请求（requestor2） | 注意此处为阻塞式访问，每次访问后若 miss 应当 reset 后再次访问 |
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| 1.3 | 接收条件判断（requestor0、1） | valid 信号 |
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| 1.4 | 接受条件判断（requestor2） | valid-ready 信号 |
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@ -1,6 +1,6 @@
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title: FTQ顶层
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linkTitle: FTQ顶层
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linkTitle: 01_FTQ顶层
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weight: 12
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---
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@ -14,7 +14,7 @@ weight: 12
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- **fromBackend：接受后端执行结果和commit信号的接口（CtrlToFtqIO）**
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- **toBpu：向BPU发送训练信息和重定向信息的接口（FtqToBpuIO）**
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||||
- **toIfu：向IFU发送取值目标和重定向信息的接口（FtqToIfuIO）**
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||||
- toICache：向ICache发送取值目标的接口（FtqToICacheIO)
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||||
- toICache：向ICache发送取值目标的接口（FtqToICacheIO）
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||||
- **toBackend：向后端发送取值目标的接口（FtqToCtrlIO）**
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||||
- toPrefetch：向Prefetch发送取值目标的接口（FtqToPrefetchIO）
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- mmio
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@ -1,12 +1,12 @@
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title: FTQ子队列
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linkTitle: FTQ子队列
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linkTitle: 02_FTQ子队列
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weight: 12
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# FTQ子队列
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## 文档概述
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***请注意：从本篇开始，就涉及待验证的功能点和测试点了***
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在之前的介绍中，我们采用FTQ项这个术语描述描述FTQ队列中的每一个元素，实际上，这只是一种便于抽象的说法。
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||||
实际上的FTQ队列，是由好多个子队列共同构成的，一些子队列维护一类信息，另一些子队列维护另一类信息，相同ftqIdx索引的子队列信息共同构成一个完整的FTQ项。
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@ -16,9 +16,10 @@ weight: 12
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下面来介绍一些FTQ的主要子队列，以及它们内部存储的数据结构。此外，FTQ还有一些存储中间状态的更小的队列
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## 术语说明
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| 名称 | 定义 |
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| --- | --- |
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| 暂无 | 暂无 |
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| 名称 | 定义 |
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| -------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------ |
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| [FTB项](https://open-verify.cc/xs-bpu/docs/ports/00_ftb/) | 分支预测结果的基本组成项，包含对预测块中分支指令和跳转指令的预测 |
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| 取指目标 | 一个预测块内包含的所有指令PC，当然，它不是直接发送所有PC，而是发送部分信号，接收方可由该信号推出所有PC |
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## 子模块列表
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@ -255,7 +256,7 @@ ftq_redirect_mem存储的表项。继承自SpeculativeInfo，存储RAS预测器
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| 5\.2 | FTQ_META_1R_SRAM | READ | 向多端口中输入ren，raddr决定是否读以及读取地址，从rdata读取 |
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## 附录
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||||
***虽然列在附录，但实际上这段内容依然十分重要，请一定要查看。***
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||||
***虽然列在附录，但实际上这段内容依然十分重要，当你需要的时候请一定要查看。***
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### 其余状态子队列
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上述存储结构是FTQ中比较核心的存储结构，实际上，还有一些子队列用来存储一些状态信息，也同样都是存储ftqsize个（64）元素。主要有以下：
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@ -265,6 +266,8 @@ update_target：记录每个FTQ项的跳转目标，跳转目标有两种，一
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写入时机：上一个周期的bpu_in_fire有效的时候，或者说相对于bpu_in_fire有效时延迟一个周期写入。
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newest_entry_ptr，newest_entry_target：这几个内部信号，表明我们当前最新的有效FTQ项。BPU新的写入，重定向等等都会对最新FTQ项进行新的安排，在相应的文档中，对其生成方式做具体的描述。
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||||
cfiIndex_vec：记录每个FTQ项的发生跳转的指令cfi（control flow instruction）指令在其分支预测块中的位置
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||||
写入时机：相对于bpu_in_fire有效时延迟一个周期写入。
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@ -1,11 +1,9 @@
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||||
title: FTQ接收BPU分支预测结果
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linkTitle: FTQ接收BPU分支预测结果
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linkTitle: 03_FTQ接收BPU分支预测结果
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weight: 12
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# FTQ接收BPU分支预测结果
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||||
## 文档概述
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||||
BPU会将分支预测结果和meta数据发给FTQ。
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@ -22,7 +20,7 @@ BPU会将分支预测结果和meta数据发给FTQ。
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| RAS (Return Address Stack) | 返回地址堆 |
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| FTQ Entry | FTQ队列中的单个表项 |
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## 模块功能说明 。
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## 模块功能说明
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### 1. 新的预测块进队条件
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#### **1.1 成功接收数据**
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@ -1,12 +1,9 @@
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title: FTQ向IFU发送取指目标
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linkTitle: FTQ向IFU发送取指目标
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linkTitle: 04_FTQ向IFU发送取指目标
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weight: 12
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# FTQ向IFU发送取指目标
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## 文档概述
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IFU需要取FTQ中的项进行取指令操作，同时也会简单地对指令进行解析，并写回错误的指令
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FTQ发送给IFU的信号同时也需发送给ICache一份，ICache是指令缓存，帮助快速读取指令。
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@ -1,12 +1,9 @@
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title: IFU向FTQ写回预译码信息
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linkTitle: IFU向FTQ写回预译码信息
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linkTitle: 05_IFU向FTQ写回预译码信息
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weight: 12
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---
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# IFU向FTQ写回预译码信息
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## 文档概述
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IFU获取来自BPU的预测信息之后，会执行预译码，并将FTQ项写回FTQ中去。我们会比对FTQ中原BPU预测项和预译码的结果，判断是否有预测错误
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@ -1,11 +1,9 @@
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title: FTQ接收后端重定向
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linkTitle: FTQ接收后端重定向
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linkTitle: 06_FTQ接收后端重定向
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weight: 12
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---
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# FTQ接收后端重定向
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## 文档概述
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FTQ重定向信息有两个来源，分别是IFU 和 后端。两者的 重定向接口大致相似，但重定向的过程有一定区别。
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@ -1,12 +1,9 @@
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title: FTQ接收IFU重定向
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||||
linkTitle: FTQ接收IFU重定向
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linkTitle: 07_FTQ接收IFU重定向
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weight: 12
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---
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# FTQ接收IFU重定向
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## 文档概述
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除了后端，IFU也会发送重定向相关消息，和后端不同，IFU的重定向信息来自于预译码写回信息。相同的是，它们都是通过BranchPredictionRedirect的接口传递重定向信息。
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## 术语说明
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@ -1,12 +1,9 @@
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title: FTQ向后端发送取指目标
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linkTitle: FTQ向后端发送取指目标
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linkTitle: 08_FTQ向后端发送取指目标
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weight: 12
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---
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||||
# FTQ向后端发送取指目标
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||||
## 文档概述
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pc取值目标会发给后端pc mem让他自己进行存储，之后从自己的pc mem取指，此外，最新的FTQ项和对应的跳转目标也会发给后端。
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@ -1,11 +1,9 @@
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||||
title: 执行单元修改FTQ状态队列
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linkTitle: 执行单元修改FTQ状态队列
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linkTitle: 09_执行单元修改FTQ状态队列
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weight: 12
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---
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# 执行单元修改FTQ状态队列
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## 文档概述
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后端的写回信息，包括重定向信息和更新信息，实际上都是执行之后，由实际执行单元根据结果发回的
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## 术语说明
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@ -1,12 +1,9 @@
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title: 冲刷指针和状态队列
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linkTitle: 冲刷指针和状态队列
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linkTitle: 10_冲刷指针和状态队列
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# 冲刷FTQ指针和状态队列
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## 文档概述
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之前讲了，后端和IFU重定向写回会修改一些状态队列。此外，FtqPtr也是一种比较重要的维护信息。由后端或者IFU引起的重定向，需要恢复各种类型用来索引FTQ项的FtqPtr。而当重定向是由后端发起的时候，还要修改提交状态队列，说明指令已经被执行。
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## 术语说明
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@ -70,7 +67,7 @@ rob_commits的valid字段有效，可以根据其中信息对指令进行提交
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| fromIfu | 接收IFU重定向 |
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| icacheFlush | 将flush信号转发到icache |
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| toIFU | 将后端重定向转发到IFU |
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所有顶层信号均在FTQ顶层IO一文中详述。
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## 测试点总表
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| 序号 | 功能名称 | 测试点名称 | 描述 |
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@ -1,12 +1,9 @@
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title: FTQ向BPU发送更新与重定向信息
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linkTitle: FTQ向BPU发送更新与重定向信息
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linkTitle: 11_FTQ向BPU发送更新与重定向信息
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# FTQ向BPU发送更新与重定向信息
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## 文档概述
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FTQ将已提交指令的更新信息发往BPU进行训练，同时转发重定向信息。
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@ -1,10 +1,10 @@
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title: FTQ概述
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linkTitle: FTQ概述
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linkTitle: FTQ
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*下文（包括所有的FTQ文档）中会提到一些关于BPU和IFU的相关知识，详情需要去查看对应的文档: *
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下文（包括所有的FTQ文档）中会提到一些关于BPU和IFU的相关知识，详情需要去查看对应的文档:
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- [BPU文档链接](https://open-verify.cc/xs-bpu/docs/)
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- [IFU文档链接](https://open-verify.cc/UnityChipForXiangShan/docs/98_ut/01_frontend/01_ifu/)
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@ -67,7 +67,4 @@ FTQ的全名叫取值目标队列，队列中的一个项叫做FTQ项，BPU写
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## 循环队列
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FTQ队列实际上是一个循环队列，所有类型的FTQ指针都是同一类型，ftqPtr的value字段用来表示索引，flag字段则用来表示循环轮数，flag只有一位，进入新的循环时flag位翻转。
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这样，我们就可以在一个有限的队列空间内不断更新新的项，以及正确进行比较，判断哪个项在队列中更靠前。
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*在香山的代码中，设计了isAfter和isBefore的函数来比较指针大小，字面上的意思是指针在队列靠后还是在队列靠前的位置，但从取指令块来说*
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### 最新项
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有几个内部信号我想在这里提一下，newest_entry_ptr，newest_entry_target这几个内部信号，表明我们当前最新的有效FTQ项。BPU新的写入，重定向等等都会对最新FTQ项进行新的安排，在相应的文档中，对其生成方式做具体的描述。
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这样，我们就可以在一个有限的队列空间内不断更新新的项，以及正确进行比较，判断哪个项在队列中更靠前或者更靠后。
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@ -21,12 +21,12 @@ import inspect
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# request to TLB. TLB is expected to return a miss in the next cycle and initiate
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# a request to the PTW. At this point, you can simultaneously verify whether the
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# vpn in the PTW request is correct.
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def test_req_from_icache_rand_vaddr_rand_valid_single_port(tlb_fixture):
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def test_req_from_ifu_and_icache_rand_vaddr_rand_valid_single_port(tlb_fixture):
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"""
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Compare the PTW request with the reference:
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rand vaddr
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rand valid
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single port 0 / 1
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Func: Compare the PTW request with the reference:
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subfunc1: rand vaddr
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subfunc2: rand valid
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subfunc3: single port 0 / 1 / 2
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"""
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# connect to fixture
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tlb = tlb_fixture
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@ -90,6 +90,7 @@ def test_req_from_icache_rand_vaddr_rand_valid_single_port(tlb_fixture):
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### CASE EXAMPLE
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# Running the following test case will show a pass:
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def test_req_from_icache_rand_vaddr_rand_valid_muti_port(tlb_fixture):
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"""
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||||
Func: compare the PTW request with the reference:
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