Adds extension M instructions: not tested
This commit is contained in:
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Makefile
2
Makefile
@@ -50,7 +50,7 @@ OBJCOPY := $(PREFIX)objcopy
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OBTOMEM := common/objtomem.awk
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## Flags
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ASFLAGS :=-march=rv64i -mabi=lp64 -ffreestanding -nostdlib -T $(BENCH_DIR)/link.ld
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ASFLAGS :=-march=rv64im -mabi=lp64 -ffreestanding -nostdlib -T $(BENCH_DIR)/link.ld
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||||
CFLAGS :=$(ASFLAGS)
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||||
ELFFLAGS :=$(ASFLAGS) $(MEM_DIR)/crt.o -Os -fno-unroll-loops
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ODFLAGS :=-j .text -j .rodata -j .data -s
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18
bench/tests/op/mul.s
Normal file
18
bench/tests/op/mul.s
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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||||
# expected: 0000000000000000, ffffffffdead0000, 045680e900000000, 0000000021530000
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||||
.text
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||||
_start:
|
||||
lui x2, 0xdead0
|
||||
lui x3, 0x0
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||||
addi x4, x0, 0x1
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||||
addi x5, x0, (-1)
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lui x6, 0xdead0
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||||
# Mul 0
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||||
mul x31, x2, x3
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||||
# Basic multiplications
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||||
mul x31, x2, x4
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||||
mul x31, x2, x6
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||||
# Overflow
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||||
mul x31, x5, x2
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bench/tests/op/mulh.s
Normal file
18
bench/tests/op/mulh.s
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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||||
# expected: 0000000000000000, 0000000000000000, ffffffffbd5a0000, ffffffffdeacffff
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||||
.text
|
||||
_start:
|
||||
lui x2, 0xdead0
|
||||
lui x3, 0x0
|
||||
addi x4, x0, 0x1
|
||||
addi x5, x0, (-1)
|
||||
lui x6, 0xdead0
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||||
# Mul 0
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||||
mulh x31, x2, x3
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# Basic multiplications
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||||
mulh x31, x2, x4
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||||
mulh x31, x2, x6
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# Overflow
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mulh x31, x5, x2
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18
bench/tests/op/mulhsu.s
Normal file
18
bench/tests/op/mulhsu.s
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
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||||
# expected: 0000000000000000, 0000000000000000, ffffffffbd5a0000, ffffffffdeacffff
|
||||
.text
|
||||
_start:
|
||||
lui x2, 0xdead0
|
||||
lui x3, 0x0
|
||||
addi x4, x0, 0x1
|
||||
addi x5, x0, (-1)
|
||||
lui x6, 0xdead0
|
||||
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||||
# Mul 0
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||||
mulhsu x31, x2, x3
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||||
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||||
# Basic multiplications
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||||
mulhsu x31, x2, x4
|
||||
mulhsu x31, x2, x6
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||||
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||||
# Overflow
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||||
mulhsu x31, x5, x2
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@@ -3,11 +3,15 @@ package projet
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import chisel3._
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import chisel3.util.switch
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import chisel3.util.is
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||||
import chisel3.util.Cat
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||||
import chisel3.util.Fill
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||||
object AluOpCode extends ChiselEnum {
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||||
val Add, AddW, Sub, And, Or, Xor, ShiftLeft, ShiftRight,
|
||||
val Add, AddW, Sub, Mul, Mulh, Mulhsu, Mulhu, Div, Divu, Rem, Remu, Mulw,
|
||||
Divw, Divuw, Remw, Remuw, And, Or, Xor, ShiftLeft, ShiftRight,
|
||||
ShiftArithmeticRight, LessThanSigned, LessThanUnsigned,
|
||||
GreaterEqualSigned, GreaterEqualUnsigned, Equal = Value
|
||||
GreaterEqualSigned, GreaterEqualUnsigned, Equal =
|
||||
Value
|
||||
}
|
||||
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||||
class Alu extends Module {
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||||
@@ -32,6 +36,63 @@ class Alu extends Module {
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||||
io.out := io.a - io.b;
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||||
}
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||||
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||||
is(Mul) {
|
||||
io.out := (io.a.asSInt * io.b.asSInt).asUInt;
|
||||
}
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||||
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||||
is(Mulh) {
|
||||
io.out := ((io.a.asSInt * io.b.asSInt) >> 64.U).asUInt;
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||||
}
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||||
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||||
is(Mulhsu) {
|
||||
io.out := ((io.a.asSInt * io.b).asSInt >> 64.U).asUInt;
|
||||
}
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||||
|
||||
is(Mulhu) {
|
||||
io.out := (io.a * io.b) >> 64.U;
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Div) {
|
||||
io.out := (io.a.asSInt / io.b.asSInt).asUInt;
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Divu) {
|
||||
io.out := io.a / io.b;
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Rem) {
|
||||
io.out := (io.a.asSInt % io.b.asSInt).asUInt;
|
||||
}
|
||||
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||||
is(Remu) {
|
||||
io.out := io.a % io.b;
|
||||
}
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||||
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||||
is(Mulw) {
|
||||
val res = (io.a.asSInt * io.b.asSInt).asUInt
|
||||
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0))
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Divw) {
|
||||
val res = (io.a(31, 0).asSInt / io.b(31, 0).asSInt).asUInt;
|
||||
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Divuw) {
|
||||
val res = io.a(31, 0) / io.b(31, 0);
|
||||
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Remw) {
|
||||
val res = (io.a(31, 0).asSInt % io.b(31, 0).asSInt).asUInt;
|
||||
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(Remuw) {
|
||||
val res = io.a(31, 0) % io.b(31, 0);
|
||||
io.out := Cat(Fill(32, res(31)), res(31, 0));
|
||||
}
|
||||
|
||||
is(And) {
|
||||
io.out := io.a & io.b;
|
||||
}
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||||
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||||
@@ -78,9 +78,12 @@ object OpCode extends ChiselEnum {
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||||
// Perfomrs some operation with rs1 and rd2
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||||
// and writes back to a register
|
||||
|
||||
// add, and, or, xor, sll, srl, sra, slt, stlu
|
||||
// add, and, or, xor, sll, srl, sra, slt, stlu, mul, mulh, mulhsu, mulhu, div, divu, rem, remu
|
||||
val OpR = "b0110011".U;
|
||||
|
||||
// mulw, divw, remw
|
||||
val OpMw = "b0111011".U;
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||||
|
||||
// Type J
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||||
val JAL = "b1101111".U
|
||||
|
||||
@@ -150,6 +153,12 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
||||
opR(funct3, funct7, io);
|
||||
}
|
||||
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||||
// OpMw instructions
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||||
is(OpCode.OpMw) {
|
||||
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
||||
opMw(funct3, io);
|
||||
}
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||||
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||||
// J instructions
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||||
is(OpCode.JAL) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add // ALU is unused
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||||
@@ -305,7 +314,7 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
||||
val SUB = "b0100000".U
|
||||
}
|
||||
|
||||
io.mux_regb_imm := true.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||
io.mux_alu_imm := true.B;
|
||||
switch(funct3) {
|
||||
@@ -358,6 +367,12 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Switch to mul extension
|
||||
val RV32M_FUNCT7 = "b0000001".U
|
||||
when(funct7 === RV32M_FUNCT7) {
|
||||
opM(funct3, io);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Implements functions for all instruction of the branch kind
|
||||
@@ -505,4 +520,74 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Implements functions for instructions of the M extension of type R
|
||||
def opM(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
|
||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpM instruction
|
||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||
val MUL = "b000".U
|
||||
val MULH = "b001".U
|
||||
val MULHSU = "b010".U
|
||||
val MULHU = "b011".U
|
||||
val DIV = "b100".U
|
||||
val DIVU = "b101".U
|
||||
val REM = "b110".U
|
||||
val REMU = "b111".U
|
||||
}
|
||||
|
||||
switch(funct3) {
|
||||
is(Funct3.MUL) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Mul
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.MULH) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulh
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.MULHSU) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulhsu
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.MULHU) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulhu
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.DIV) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Div
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.DIVU) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Divu
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.REM) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Rem
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.REMU) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Remu
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Implements functions for instructions of the M extension with word size
|
||||
def opMw(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
|
||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpMw instruction
|
||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||
val MULW = "b000".U
|
||||
val DIVW = "b100".U
|
||||
val DIVUW = "b101".U
|
||||
val REMW = "b110".U
|
||||
val REMUW = "b111".U
|
||||
}
|
||||
|
||||
switch(funct3) {
|
||||
is(Funct3.MULW) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Mulw
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.DIVW) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Divw
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.DIVUW) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Divuw
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.REMW) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Remw
|
||||
}
|
||||
is(Funct3.REMUW) {
|
||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Remuw
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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