在simplescalar中添加基于PISA架构的指令

用sim-safe工具进行模拟。最近看代码的一点点心得记录一下。

sim-safe工具：不检查所有指令错误，检查内存对齐和所有内存操作的内存访问权限

程序从main.c的main()函数中进入

int main(int argc, char **argv, char **envp)；

参数argc表示终端命令中字符串个数，argv表示要解析的命令字符串，envp为 XDG_VTNR=7?

opt_process_options(sim_odb, argc, argv); 解析输入参数命令；

banner(stderr, argc, argv); 输出模拟工具系统信息；

md_init_decoder();初始化指令译码器在simpleuitil/target-pisa/pisa.c中，载入指令集定义文件machine.def，将指令操作码和操作码枚举表对应起来

sim_init();初始化模拟器功能模块包括寄存器初始化，内存初始化：

struct mem_t {

/* memory object state */

char *name; /* name of this memory space */

struct mem_pte_t *ptab[MEM_PTAB_SIZE];/* inverted page table */

/* memory object stats */

counter_t page_count; /* total number of pages allocated */

counter_t ptab_misses; /* total first level page tbl misses */

counter_t ptab_accesses; /* total page table accesses */

} *mem;

sim_load_prog(char *fname,int argc,char **argv,char **envp)加载可执行程序到模拟器中包括打开EIO文件并设置寄存器和内存通过loader.c中ld_load_prog() 函数 ，包括读段数据并载入内存空间，判断大尾端小尾端，设置堆栈基地址和PC入口地址，预译码代码段？

sim_sdb = stat_new();

sim_reg_stats(sim_sdb);更新寄存器状态；

通过sim_main()函数进入模拟器功能模块执行；

在sim-safe.c中regs.regs_NPC = regs.regs_PC + sizeof(md_inst_t);初始化下一条PC

MD_FETCH_INST(inst, mem, regs.regs_PC);根据PC值在内存中取一条指令，包括为虚拟地址定位主机地址和将指令格式转成正确形式，这是一个宏定义

#define MD_FETCH_INST(INST, MEM, PC) \

{ inst.a = MEM_READ_WORD(mem, (PC)); \

inst.b = MEM_READ_WORD(mem, (PC) + sizeof(word_t)); }

MEM_READ_WORD不再展开；

接下来译码过程由宏MD_SET_OPCODE(op, inst);完成，它展开为如下：

#define MD_SET_OPCODE(OP, INST) ((OP) = ((INST).a & 0xff))

在取指阶段，由于PISA指令为64位指令，故在#define MD_FETCH_INST宏展开里面根据指令的定义格式：

typedef struct {

word_t a; /* simplescalar opcode (must be unsigned) */

word_t b; /* simplescalar unsigned immediate fields */

} md_inst_t;

将得到的指令在取指阶段转换成的正确格式高32位赋予inst.a，低32位赋予inst.b，所以在译码阶段取inst.a的低8位即为对应指令的操作码 ；

之后执行阶段进入sim-safe的switch循环，载入指令集定义文件machine.def（此文件为动态生成文件，在PISA架构下，真实的指令集文件为pisa.def）

将#define DEFINST(OP,MSK,NAME,OPFORM,RES,FLAGS,O1,O2,I1,I2,I3)宏展开，宏的展开在machin.def中，根据op找到所要执行的指令的OP：

SYMCAT(OP,_IMPL);

匹配成功后通过SYMCAT 宏将OP和_IMPL连接起来组成新的宏定义OP_IMPL，此时在machine.def中找到宏 OP_IMPL对应的宏展开进行语义解析和执行，相关定义在sim-safe.c和pisa.h中；

综上所述，为simplescala添加PISA架构的的指令非常简单：

修改simplesim3.0/target-pisa/pisa.def         在指令集中添加自己的指令，在结尾还需为新加指令解宏

修改simpleutils-.../include/opcode/ss.h        在枚举表中加入指令，为初始化指令译码器提供方便

修改simpleutils-.../opcode/ss-opc.c              在结构体数组中加入指令，为编译器调用做准备？

遇到的问题：加入指令后重新编译编译器还是不识别加入的新指令