パイプライン化された CPU シミュレーターを設計しようとしています。少なくとも私にとっては、コードはかなり複雑です。複数のヘッダー ファイルとソース ファイルがあります。コードがコンパイルされます。
実行すると、最初の反復(クロックサイクル)で正常に実行されます。しかし、反復からそうではありません。障害を見つけるのに何時間も費やした後、何が問題なのかがわかりましたが、その理由はわかりません. 次の機能:
MemoryAccess(ir, pc, ground, '0', instrMem);
instrMem のインデックス "pc" で命令をフェッチし、それを "ir" に格納します。関数内の変数の宣言は次のとおりです。
typedef char bit32[33];
bit8 instrMem[4096]; /* instruction memory */
bit32 pc, ir, ground;
問題は、2 回目以降、「ir」の値が「00000000」のままになることです。instrMem を確認しましたが、値がすべて 0 ではありません。また、ドライバー関数を使用して MemoryAccess() の動作を確認しました。それは正常に動作します。
最初の反復ではうまく機能し、それ以降はうまく機能しない理由がわかりません。
誰か助けてください。何が悪いのかを知る方法はありますか?
以下は、main() 関数の関連部分です。
for(cycle=0; ; cycle++)
{
/* load IR with PC value */
printf("I am at the beginning of the cycle loop");
MemoryAccess(ir, pc, ground, '0', instrMem);
/* report fetched register values */
printf("cycle: %d, PC: %.32s (%d), IR: %.32s\n\t", cycle, pc, bit32toint(pc), ir);
/* halt check */
if (bit32toint(ir) == 0x0000003F) {
printf("\nmachine halted\n");
break;
}
/* PC + 4 data path */
RCAdder_32(pcPlus4, ground, pc, "00000000000000000000000000000100", '0');
/* jump data path */
shiftleftby2(jumpAddress, ir);
jumpAddress[0] = pcPlus4[0];
jumpAddress[1] = pcPlus4[1];
jumpAddress[2] = pcPlus4[2];
jumpAddress[3] = pcPlus4[3];
/* sign extended / shifted immediate data path */
signextend(immSignExt, &ir[16]);
shiftleftby2(immShifted, immSignExt);
/* control unit data path */
ControlUnit(ir, &ir[26], ®Write, ®Dest,
&memRead, &memWrite, &memToReg,
&jump, &branch, &aluSrc, aluOp);
/* register memory data path - read */
Mux2_5(regWriteAddr, &ir[11], &ir[16], regDest);
registerAccess(®Out1, ®Out2, &ir[6], &ir[11], regWriteAddr, regIn, '0');
/* alu data path */
Mux2_32(aluSrcVal, regOut2, immSignExt, aluSrc);
zero = ALU(&aluOut, regOut1, aluSrcVal, aluOp);
/* branch data path */
RCAdder_32(branchAddress, ground, pcPlus4, immShifted, '0');
Mux2_32(mbranchAddress, pcPlus4, branchAddress, AND2_1(zero, branch));
Mux2_32(pc, mbranchAddress, jumpAddress, jump);
/* main memory data path */
MemoryAccess(memOut, aluOut, regOut2, memWrite, mainMem);
Mux2_32(regIn, aluOut, memOut, memToReg);
/* register memory data path - write */
registerAccess(®Out1, ®Out2, &ir[6], &ir[11], regWriteAddr, regIn, regWrite);
/* dump register memory and signal information */
for (i=0; i < 14; i++) {
inttobitn(i, 5, tmp);
registerAccess(®Out1, ®Out2, tmp, &ir[11], regWriteAddr, regIn, '0');
printf("R%d: %d, ", i, bit32toint(regOut1));
}
printf("\b\b\n\tbranchAddress = %.32s (%d) jumpAddress = %.32s (%d)\n",
branchAddress, bit32toint(branchAddress), jumpAddress, bit32toint(jumpAddress));
printf("\topcode = %.6s, immSignExt = %.32s (%d), immShifted = %.32s (%d), PC+4 = %.32s (%d)\n",
ir, immSignExt, bit32toint(immSignExt), immShifted, bit32toint(immShifted), pcPlus4, bit32toint(pcPlus4));
printf("\tregWrite = %c, regDest = %c, memRead = %c, memWrite = %c, memToReg = %c, jump = %c, branch = %c, aluSrc = %c, aluOp = %.3s, zero = %c\n",
regWrite, regDest, memRead, memWrite, memToReg, jump, branch, aluSrc, aluOp, zero);
getchar();
}
以下は、MemoryAccess() 関数です。
void MemoryAccess(bit32 read_out, bit32 addr, bit32 write_in, signal write_enable, bit8 memory[4096]){
int address= bitntoint(12, addr);
setbit8(read_out, memory[address]);
setbit8(&read_out[8], memory[address+1]);
setbit8(&read_out[16], memory[address+2]);
setbit8(&read_out[24], memory[address+3]);
if (write_enable){
setbit8(memory[address], write_in);
setbit8(memory[address+1], &write_in[8]);
setbit8(memory[address+2], &write_in[16]);
setbit8(memory[address+3], &write_in[24]);
}
}
Setbit8(a, b) は、b を a にコピーし、'\0' を追加します。