Moves control unit ops to separate files
This commit is contained in:
10
Makefile
10
Makefile
@@ -55,6 +55,10 @@ CFLAGS :=$(ASFLAGS)
|
|||||||
ELFFLAGS :=$(ASFLAGS) $(MEM_DIR)/crt.o -Os -fno-unroll-loops
|
ELFFLAGS :=$(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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ODFLAGS :=-j .text -j .rodata -j .data -s
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## Paramètres de tests
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TEST_MAX_RAM := 11000000 ## Limite de ram pour les tests en KB
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TEST_MAX_PROCS := $$(($$(nproc) - 2)) ## Garde un processeur libre
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.PRECIOUS: $(MEM_DIR)/%.elf
|
.PRECIOUS: $(MEM_DIR)/%.elf
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.PHONY: synthese fpga clean compile autotest simulation
|
.PHONY: synthese fpga clean compile autotest simulation
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@@ -103,7 +107,11 @@ mill:
|
|||||||
autotest: mill test-bench/mem/tests/$(PROG).mem ##! Lance la simulation automatique pour tous les tests ou juste celui fourni dans PROG
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autotest: mill test-bench/mem/tests/$(PROG).mem ##! Lance la simulation automatique pour tous les tests ou juste celui fourni dans PROG
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testall: mill compile
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testall: mill compile
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@PROOT=$(PWD) NPROC=$(shell nproc) ./mill TPchisel.test.testOnly $(TOP_REP).ZzTopAllSpec
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@# Limite le nombre de processeurs et la ram utilisée pour les tests parellèle
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@( \
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ulimit -v $(TEST_MAX_RAM); \
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PROOT=$(PWD) taskset -c 0-$(TEST_MAX_PROCS) ./mill TPchisel.test.testOnly $(TOP_REP).ZzTopAllSpec \
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)
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simulation: mill compile ##! Lance gtkwave sur le test fourni dans PROG
|
simulation: mill compile ##! Lance gtkwave sur le test fourni dans PROG
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@$(call check_vars,PROG)
|
@$(call check_vars,PROG)
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||||||
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|||||||
@@ -1,4 +1,5 @@
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|||||||
# expected: 000003FC, 80000000, 00000000
|
# expected: 000003FC, 80000000, 00000000, F000000000000000
|
||||||
|
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||||||
.text
|
.text
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||||||
_start:
|
_start:
|
||||||
addi x1, x0, 0x0FF
|
addi x1, x0, 0x0FF
|
||||||
@@ -9,3 +10,6 @@ _start:
|
|||||||
|
|
||||||
addi x1, x0, 0x0F0
|
addi x1, x0, 0x0F0
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||||||
slli x31, x1, 63
|
slli x31, x1, 63
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||||||
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|
||||||
|
li x1, 0xF
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||||||
|
slli x31, x1, 60
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|||||||
@@ -1,4 +1,4 @@
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|||||||
# expected: 000000FF, 00000001, 00000000
|
# expected: 000000FF, 00000001, 00000000, 000000000000000F
|
||||||
.text
|
.text
|
||||||
_start:
|
_start:
|
||||||
addi x1, x0, 0x3FC
|
addi x1, x0, 0x3FC
|
||||||
@@ -10,3 +10,6 @@ _start:
|
|||||||
|
|
||||||
lui x1, 0x0A000
|
lui x1, 0x0A000
|
||||||
srli x31, x1, 31
|
srli x31, x1, 31
|
||||||
|
|
||||||
|
li x1, 0xF000000000000000
|
||||||
|
srli x31, x1, 60
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||||||
|
|||||||
@@ -3,6 +3,12 @@ package projet
|
|||||||
import chisel3._
|
import chisel3._
|
||||||
import chisel3.util.switch
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
import chisel3.util.is
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
import projet.op.OpImm
|
||||||
|
import projet.op.OpR
|
||||||
|
import projet.op.OpBranch
|
||||||
|
import projet.op.OpStore
|
||||||
|
import projet.op.OpLoad
|
||||||
|
import projet.op.OpImmW
|
||||||
|
|
||||||
class CUInterface extends Bundle {
|
class CUInterface extends Bundle {
|
||||||
val instruction = Input(UInt(32.W))
|
val instruction = Input(UInt(32.W))
|
||||||
@@ -57,7 +63,13 @@ class CUInterface extends Bundle {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
object OpType extends ChiselEnum {
|
object OpType extends ChiselEnum {
|
||||||
val U, I, IR, J, B, S = Value
|
val U, I, J, B, S = Value
|
||||||
|
|
||||||
|
// Type IR is not defined in the RiscV specification
|
||||||
|
// but the immediate needs to be handled differently
|
||||||
|
// since the 31st bit indicates wether it is an
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||||||
|
// arithmetic or logical shift
|
||||||
|
val IR = Value
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
object OpCode extends ChiselEnum {
|
object OpCode extends ChiselEnum {
|
||||||
@@ -148,13 +160,13 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
|||||||
// OpImm instructions
|
// OpImm instructions
|
||||||
is(OpCode.OpImm) {
|
is(OpCode.OpImm) {
|
||||||
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
||||||
opImm(funct3, funct7, io);
|
OpImm.opImm(io)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// OpR instructions
|
// OpR instructions
|
||||||
is(OpCode.OpR) {
|
is(OpCode.OpR) {
|
||||||
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
||||||
opR(funct3, funct7, io);
|
OpR.opR(io);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// J instructions
|
// J instructions
|
||||||
@@ -191,368 +203,23 @@ class ControlUnit() extends Module {
|
|||||||
|
|
||||||
is(OpCode.OpBranch) {
|
is(OpCode.OpBranch) {
|
||||||
io.optype := OpType.B;
|
io.optype := OpType.B;
|
||||||
opBranch(funct3, io);
|
OpBranch.opBranch(io);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
is(OpCode.OpStore) {
|
is(OpCode.OpStore) {
|
||||||
io.optype := OpType.S
|
io.optype := OpType.S
|
||||||
opStore(funct3, io);
|
OpStore.opStore(io);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
is(OpCode.OpLoad) {
|
is(OpCode.OpLoad) {
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
opLoad(funct3, io);
|
OpLoad.opLoad(io);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
is(OpCode.OpImmW) {
|
is(OpCode.OpImmW) {
|
||||||
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
io.reg_file_we := true.B // Write to regfile
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
opImmW(funct3, funct7, io);
|
OpImmW.opImmW(io);
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the opImm kind
|
|
||||||
def opImm(funct3: UInt, funct7: UInt, io: CUInterface) = {
|
|
||||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpImm instruction
|
|
||||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
// Type I
|
|
||||||
val ADDI = "b000".U
|
|
||||||
val SLTI = "b010".U
|
|
||||||
val SLTIU = "b011".U
|
|
||||||
val XORI = "b100".U
|
|
||||||
val ORI = "b110".U
|
|
||||||
val ANDI = "b111".U
|
|
||||||
|
|
||||||
// Type IR
|
|
||||||
val SLLI = "b001".U
|
|
||||||
val SRLI_SRAI = "b101".U // Right shifts
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Meaning of Funct7 in the context of SHIFTR IR instructions
|
|
||||||
object IRFunct7 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
val SRLI = "b0000000".U
|
|
||||||
val SRAI = "b0100000".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := false.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
|
||||||
io.mux_alu_imm := true.B;
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.alu_word_mode := false.B;
|
|
||||||
switch(funct3) {
|
|
||||||
// Type I
|
|
||||||
is(Funct3.ADDI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.ANDI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.And
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.ORI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Or
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.XORI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Xor
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.SLLI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftLeft
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.SLTI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.SLTIU) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Type IR
|
|
||||||
is(Funct3.SRLI_SRAI) {
|
|
||||||
io.optype := OpType.IR
|
|
||||||
switch(funct7) {
|
|
||||||
is(IRFunct7.SRLI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftRight
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(IRFunct7.SRAI) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftArithmeticRight
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the opR kind
|
|
||||||
def opR(funct3: UInt, funct7: UInt, io: CUInterface) = {
|
|
||||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpR instruction
|
|
||||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
// Type I
|
|
||||||
val ADD_SUB = "b000".U
|
|
||||||
val AND = "b111".U
|
|
||||||
val OR = "b110".U
|
|
||||||
val XOR = "b100".U
|
|
||||||
val SLL = "b001".U
|
|
||||||
val SLT = "b010".U
|
|
||||||
val SLTU = "b011".U
|
|
||||||
|
|
||||||
// Arithmetic op (discriminate by Funct7)
|
|
||||||
val SRL_SRA = "b101".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Meaning of Funct7 in the context of SHIFTR IR instructions
|
|
||||||
object IRFunct7 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
val SRL = "b0000000".U
|
|
||||||
val SRA = "b0100000".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
object ADDFunct7 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
val ADD = "b0000000".U
|
|
||||||
val SUB = "b0100000".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_alu_imm := true.B;
|
|
||||||
switch(funct3) {
|
|
||||||
// Type I
|
|
||||||
is(Funct3.ADD_SUB) {
|
|
||||||
switch(funct7) {
|
|
||||||
is(ADDFunct7.ADD) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
|
||||||
}
|
|
||||||
is(ADDFunct7.SUB) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Sub
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.AND) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.And
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.OR) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Or
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.XOR) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Xor
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.SLL) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftLeft
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.SLT) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.SLTU) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Type IR
|
|
||||||
is(Funct3.SRL_SRA) {
|
|
||||||
switch(funct7) {
|
|
||||||
is(IRFunct7.SRL) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftRight
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(IRFunct7.SRA) {
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftArithmeticRight
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the branch kind
|
|
||||||
def opBranch(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
|
|
||||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpBranch instruction
|
|
||||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
val BEQ = "b000".U
|
|
||||||
val BNE = "b001".U
|
|
||||||
val BLT = "b100".U
|
|
||||||
val BGE = "b101".U
|
|
||||||
val BLTU = "b110".U
|
|
||||||
val BGEU = "b111".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
val branch = WireInit(false.B);
|
|
||||||
switch(funct3) {
|
|
||||||
is(Funct3.BEQ) {
|
|
||||||
// Send operands from registers to alu
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Equal
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
|
||||||
branch := io.alu_comp_result
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.BNE) {
|
|
||||||
// Send operands from registers to alu
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Equal
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
|
||||||
branch := ~io.alu_comp_result
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Signed comparison
|
|
||||||
is(Funct3.BLT) {
|
|
||||||
// Send operands from registers to alu
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
|
||||||
branch := io.alu_comp_result
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.BGE) {
|
|
||||||
// Send operands from registers to alu
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
|
||||||
branch := ~io.alu_comp_result
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Signed comparison
|
|
||||||
is(Funct3.BLTU) {
|
|
||||||
// Send operands from registers to alu
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
|
||||||
branch := io.alu_comp_result
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
is(Funct3.BGEU) {
|
|
||||||
// Send operands from registers to alu
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := true.B;
|
|
||||||
branch := ~io.alu_comp_result
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Branch if comparison is successful
|
|
||||||
when(branch) {
|
|
||||||
io.mux_pcadder_writeback := true.B;
|
|
||||||
io.mux_incrpc4_imm := false.B;
|
|
||||||
io.mux_regpc_executepc := false.B;
|
|
||||||
io.is_jump := true.B;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the OpStore kind
|
|
||||||
def opStore(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
|
|
||||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpStore instruction
|
|
||||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
val SB = "b000".U
|
|
||||||
val SH = "b001".U
|
|
||||||
val SW = "b010".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
|
||||||
io.mux_alu_imm := true.B
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := false.B
|
|
||||||
io.memory_we := true.B
|
|
||||||
io.memory_en := true.B
|
|
||||||
switch(funct3) {
|
|
||||||
is(Funct3.SB) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Byte
|
|
||||||
}
|
|
||||||
is(Funct3.SH) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Half
|
|
||||||
}
|
|
||||||
is(Funct3.SW) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Word
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the OpLoad kind
|
|
||||||
def opLoad(funct3: UInt, io: CUInterface) = {
|
|
||||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpLoad instruction
|
|
||||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
val LB = "b000".U
|
|
||||||
val LH = "b001".U
|
|
||||||
val LW = "b010".U
|
|
||||||
val LBU = "b100".U
|
|
||||||
val LHU = "b101".U
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
|
||||||
io.mux_alu_imm := true.B
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := false.B
|
|
||||||
io.mux_writeback_pc := true.B;
|
|
||||||
io.mux_executeout_dout := false.B;
|
|
||||||
io.reg_file_we := true.B
|
|
||||||
io.memory_en := true.B
|
|
||||||
io.memory_we := false.B
|
|
||||||
switch(funct3) {
|
|
||||||
// Byte load
|
|
||||||
is(Funct3.LB) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Byte
|
|
||||||
io.memory_sign_extend := true.B;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
is(Funct3.LBU) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Byte
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Half load
|
|
||||||
is(Funct3.LH) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Half
|
|
||||||
io.memory_sign_extend := true.B;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
is(Funct3.LHU) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Half
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Word load
|
|
||||||
is(Funct3.LW) {
|
|
||||||
io.memory_size := DMemSize.Word
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// ~~~ EXTENSIONS ~~~
|
|
||||||
|
|
||||||
// ~~ Rv64i ~~
|
|
||||||
|
|
||||||
// Implements functions for all instruction of the opImm, w kind
|
|
||||||
def opImmW(funct3: UInt, funct7: UInt, io: CUInterface) = {
|
|
||||||
// Meaning of Funct3 in the context of an OpImm instruction
|
|
||||||
val _ = funct7;
|
|
||||||
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
// Type I
|
|
||||||
val ADDIW = "b000".U
|
|
||||||
val SLLIW = "b001".U
|
|
||||||
|
|
||||||
// Unimplemented
|
|
||||||
val SRLIW_SRAIW = "b101".U // Right shifts
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Meaning of Funct7 in the context of SHIFTR IR instructions
|
|
||||||
// object IRFunct7 extends ChiselEnum {
|
|
||||||
// val SRLI = "b0000000".U
|
|
||||||
// val SRAI = "b0100000".U
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
io.mux_regb_imm := false.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
|
||||||
io.mux_alu_imm := true.B;
|
|
||||||
io.mux_rega_pc := true.B;
|
|
||||||
switch(funct3) {
|
|
||||||
// Type I
|
|
||||||
is(Funct3.ADDIW) {
|
|
||||||
io.alu_word_mode := true.B
|
|
||||||
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
|
||||||
io.optype := OpType.I
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
85
src/main/scala/projet/op/OpBranch.scala
Normal file
85
src/main/scala/projet/op/OpBranch.scala
Normal file
@@ -0,0 +1,85 @@
|
|||||||
|
package projet.op
|
||||||
|
|
||||||
|
import chisel3._
|
||||||
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
|
import projet.CUInterface
|
||||||
|
import projet.AluOpCode
|
||||||
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
|
||||||
|
object OpBranch {
|
||||||
|
// Implements functions for all instruction of the branch kind
|
||||||
|
def opBranch(io: CUInterface) = {
|
||||||
|
val funct3 = io.instruction(14, 12);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpBranch instruction
|
||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val BEQ = "b000".U
|
||||||
|
val BNE = "b001".U
|
||||||
|
val BLT = "b100".U
|
||||||
|
val BGE = "b101".U
|
||||||
|
val BLTU = "b110".U
|
||||||
|
val BGEU = "b111".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
val branch = WireInit(false.B);
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
is(Funct3.BEQ) {
|
||||||
|
// Send operands from registers to alu
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Equal
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
|
branch := io.alu_comp_result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.BNE) {
|
||||||
|
// Send operands from registers to alu
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Equal
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
|
branch := ~io.alu_comp_result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Signed comparison
|
||||||
|
is(Funct3.BLT) {
|
||||||
|
// Send operands from registers to alu
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
|
branch := io.alu_comp_result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.BGE) {
|
||||||
|
// Send operands from registers to alu
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
|
branch := ~io.alu_comp_result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Signed comparison
|
||||||
|
is(Funct3.BLTU) {
|
||||||
|
// Send operands from registers to alu
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
|
branch := io.alu_comp_result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.BGEU) {
|
||||||
|
// Send operands from registers to alu
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B;
|
||||||
|
branch := ~io.alu_comp_result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Branch if comparison is successful
|
||||||
|
when(branch) {
|
||||||
|
io.mux_pcadder_writeback := true.B;
|
||||||
|
io.mux_incrpc4_imm := false.B;
|
||||||
|
io.mux_regpc_executepc := false.B;
|
||||||
|
io.is_jump := true.B;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
87
src/main/scala/projet/op/OpImm.scala
Normal file
87
src/main/scala/projet/op/OpImm.scala
Normal file
@@ -0,0 +1,87 @@
|
|||||||
|
package projet.op
|
||||||
|
|
||||||
|
import chisel3._
|
||||||
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
|
import projet.CUInterface
|
||||||
|
import projet.AluOpCode
|
||||||
|
import projet.OpType
|
||||||
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
|
||||||
|
object OpImm {
|
||||||
|
// Implements functions for all instruction of the opImm kind
|
||||||
|
def opImm(io: CUInterface) = {
|
||||||
|
val funct3 = io.instruction(14, 12);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpImm instruction
|
||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val ADDI = "b000".U
|
||||||
|
val SLTI = "b010".U
|
||||||
|
val SLTIU = "b011".U
|
||||||
|
val XORI = "b100".U
|
||||||
|
val ORI = "b110".U
|
||||||
|
val ANDI = "b111".U
|
||||||
|
|
||||||
|
// Shifts (Type IR)
|
||||||
|
val SLLI = "b001".U // Shift left
|
||||||
|
|
||||||
|
// We do not use a "Funct7" here as technically, per the specification :
|
||||||
|
// (https://docs.riscv.org/reference/isa/unpriv/rv32.html#integer-register-immediate-instructions)
|
||||||
|
// it's not a funct7, but rather a bit at index 30 that indicates right shift kind
|
||||||
|
val ShiftRight = "b101".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := false.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
||||||
|
io.mux_alu_imm := true.B;
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.alu_word_mode := false.B;
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
// Type I
|
||||||
|
is(Funct3.ADDI) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.ANDI) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.And
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.ORI) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Or
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.XORI) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Xor
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.SLTI) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.SLTIU) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Type IR
|
||||||
|
is(Funct3.SLLI) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftLeft
|
||||||
|
io.optype := OpType.IR
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.ShiftRight) {
|
||||||
|
io.optype := OpType.IR
|
||||||
|
|
||||||
|
// Second-to-last bit indicates arithmetic or logical shift
|
||||||
|
when(io.instruction(30)) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftArithmeticRight
|
||||||
|
}.otherwise {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftRight
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
36
src/main/scala/projet/op/OpImmW.scala
Normal file
36
src/main/scala/projet/op/OpImmW.scala
Normal file
@@ -0,0 +1,36 @@
|
|||||||
|
package projet.op
|
||||||
|
|
||||||
|
import chisel3._
|
||||||
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
|
import projet.CUInterface
|
||||||
|
import projet.AluOpCode
|
||||||
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
import projet.OpType
|
||||||
|
|
||||||
|
object OpImmW {
|
||||||
|
// Implements functions for all instruction of the opImm, w kind
|
||||||
|
def opImmW(io: CUInterface) = {
|
||||||
|
val funct3 = io.instruction(14, 12);
|
||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpImm instruction
|
||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
// Type I
|
||||||
|
val ADDIW = "b000".U
|
||||||
|
val SLLIW = "b001".U
|
||||||
|
|
||||||
|
// Unimplemented
|
||||||
|
val SRLIW_SRAIW = "b101".U // Right shifts
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := false.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
||||||
|
io.mux_alu_imm := true.B;
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
// Type I
|
||||||
|
is(Funct3.ADDIW) {
|
||||||
|
io.alu_word_mode := true.B
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
||||||
|
io.optype := OpType.I
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
59
src/main/scala/projet/op/OpLoad.scala
Normal file
59
src/main/scala/projet/op/OpLoad.scala
Normal file
@@ -0,0 +1,59 @@
|
|||||||
|
package projet.op
|
||||||
|
|
||||||
|
import chisel3._
|
||||||
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
|
import projet.CUInterface
|
||||||
|
import projet.AluOpCode
|
||||||
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
import projet.DMemSize
|
||||||
|
|
||||||
|
object OpLoad {
|
||||||
|
// Implements functions for all instruction of the OpLoad kind
|
||||||
|
def opLoad(io: CUInterface) = {
|
||||||
|
val funct3 = io.instruction(14, 12);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpLoad instruction
|
||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val LB = "b000".U
|
||||||
|
val LH = "b001".U
|
||||||
|
val LW = "b010".U
|
||||||
|
val LBU = "b100".U
|
||||||
|
val LHU = "b101".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
||||||
|
io.mux_alu_imm := true.B
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := false.B
|
||||||
|
io.mux_writeback_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_executeout_dout := false.B;
|
||||||
|
io.reg_file_we := true.B
|
||||||
|
io.memory_en := true.B
|
||||||
|
io.memory_we := false.B
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
// Byte load
|
||||||
|
is(Funct3.LB) {
|
||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Byte
|
||||||
|
io.memory_sign_extend := true.B;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.LBU) {
|
||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Byte
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Half load
|
||||||
|
is(Funct3.LH) {
|
||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Half
|
||||||
|
io.memory_sign_extend := true.B;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(Funct3.LHU) {
|
||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Half
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Word load
|
||||||
|
is(Funct3.LW) {
|
||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Word
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
94
src/main/scala/projet/op/OpR.scala
Normal file
94
src/main/scala/projet/op/OpR.scala
Normal file
@@ -0,0 +1,94 @@
|
|||||||
|
package projet.op
|
||||||
|
|
||||||
|
import chisel3._
|
||||||
|
import chisel3.util.switch
|
||||||
|
import projet.CUInterface
|
||||||
|
import projet.AluOpCode
|
||||||
|
import chisel3.util.is
|
||||||
|
|
||||||
|
object OpR {
|
||||||
|
// implements functions for all instruction of the opr kind
|
||||||
|
def opR(io: CUInterface) = {
|
||||||
|
val funct3 = io.instruction(14, 12);
|
||||||
|
val funct7 = io.instruction(31, 25);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Meaning of Funct3 in the context of an OpR instruction
|
||||||
|
object Funct3 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
// Type I
|
||||||
|
val AdditionSubstraction = "b000".U
|
||||||
|
val AND = "b111".U
|
||||||
|
val OR = "b110".U
|
||||||
|
val XOR = "b100".U
|
||||||
|
val SLL = "b001".U
|
||||||
|
val SLT = "b010".U
|
||||||
|
val SLTU = "b011".U
|
||||||
|
|
||||||
|
val ShiftRight = "b101".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Meaning of Funct7 in the context of SHIFTR IR instructions
|
||||||
|
object ShiftRightFunct7 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val SRL = "b0000000".U
|
||||||
|
val SRA = "b0100000".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
object AdditionSubstractionFunct7 extends ChiselEnum {
|
||||||
|
val ADD = "b0000000".U
|
||||||
|
val SUB = "b0100000".U
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
io.mux_regb_imm := true.B; // OpImm are operations with imm, so send imm to ALU
|
||||||
|
io.mux_rega_pc := true.B;
|
||||||
|
io.mux_alu_imm := true.B;
|
||||||
|
switch(funct3) {
|
||||||
|
// Type I
|
||||||
|
is(Funct3.AdditionSubstraction) {
|
||||||
|
switch(funct7) {
|
||||||
|
is(AdditionSubstractionFunct7.ADD) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Add
|
||||||
|
}
|
||||||
|
is(AdditionSubstractionFunct7.SUB) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Sub
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.AND) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.And
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
is(Funct3.OR) {
|
||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Or
|
||||||
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}
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||||||
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is(Funct3.XOR) {
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||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.Xor
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
is(Funct3.SLL) {
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||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftLeft
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||||||
|
}
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is(Funct3.SLT) {
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io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanSigned
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||||||
|
}
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||||||
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|
||||||
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is(Funct3.SLTU) {
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||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.LessThanUnsigned
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||||||
|
}
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// Type IR
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is(Funct3.ShiftRight) {
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switch(funct7) {
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is(ShiftRightFunct7.SRL) {
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||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftRight
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
is(ShiftRightFunct7.SRA) {
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||||||
|
io.alu_opcode := AluOpCode.ShiftArithmeticRight
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
40
src/main/scala/projet/op/OpStore.scala
Normal file
40
src/main/scala/projet/op/OpStore.scala
Normal file
@@ -0,0 +1,40 @@
|
|||||||
|
package projet.op
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import chisel3._
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import chisel3.util.switch
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import projet.CUInterface
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import projet.AluOpCode
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import chisel3.util.is
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import projet.DMemSize
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object OpStore {
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// Implements functions for all instruction of the OpStore kind
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def opStore(io: CUInterface) = {
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val funct3 = io.instruction(14, 12);
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// Meaning of Funct3 in the context of an OpStore instruction
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object Funct3 extends ChiselEnum {
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val SB = "b000".U
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val SH = "b001".U
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||||||
|
val SW = "b010".U
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}
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io.alu_opcode := AluOpCode.Add
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io.mux_alu_imm := true.B
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io.mux_rega_pc := true.B
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|
io.mux_regb_imm := false.B
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||||||
|
io.memory_we := true.B
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||||||
|
io.memory_en := true.B
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||||||
|
switch(funct3) {
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||||||
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is(Funct3.SB) {
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||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Byte
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|
}
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||||||
|
is(Funct3.SH) {
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||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Half
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||||||
|
}
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||||||
|
is(Funct3.SW) {
|
||||||
|
io.memory_size := DMemSize.Word
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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|
}
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