RISC-V: I-type 小於指令

本来因为 RISC-V 指令规格书写明 imm 全部都是 Sign Extended，
决定全部都用 imm 表示，
写到一半发现这次的指令单纯写 imm 会不好理解，
稍微修改格式为 SignExt-imm。

I-type

指令格式如下：

|31     20|19   15|14    12|11   7|6       0|
+-------------------------------------------+
|   imm   |  rs1  | funct3 |  rd  | pocode  |
+-------------------------------------------+

SLTI

rd = rs1 < SignExt-imm ? 1 : 0

|31     20|19   15|14    12|11   7|6       0|
+-------------------------------------------+
|   imm   |  rs1  |  010   |  rd  | 0010011 |
+-------------------------------------------+

SLTIU

这边是将 imm 拿出来 Sign Extension 後，
再当作 unsigned 跟 rs1 比。
rd = rs1 < (uint32_t) SignExt-imm ? 1 : 0

|31     20|19   15|14    12|11   7|6       0|
+-------------------------------------------+
|   imm   |  rs1  |  011   |  rd  | 0010011 |
+-------------------------------------------+

SEQZ

这道指令也是跟 SLTIU 一样，
只是将 imm 值设定为 1，
这时候小於 1 的就只能是 0 了。
rd = rs1 < (uint32_t) 1 ? 1 : 0
= (rs1 == 0) ? 1 : 0

|31     20|19   15|14    12|11   7|6       0|
+-------------------------------------------+
|    1    |  rs1  |  011   |  rd  | 0010011 |
+-------------------------------------------+

实际程序

github 页面 Tag: ITDay12
大家有猜到昨天说的 bug 是什麽吗？
就是 Immediate 没有 Sign Extension 拉！
所以执行结果的第二道指令 1 + (-1)运算出来的值才会是 4096，而不是0。

可能是因为不够熟悉，找来找去没在 SystemC 找到相关的功能，
只好自己做。
知道的夥伴可以欢迎留言告诉我！

//instructionDecoder.cpp
int32_t INSTRUCTION_DECODER::get_imm(uint32_t end, uint32_t start)
{
	return sc_dt::sc_int<32>(instruction_value) << (31-end) >> start;
}

//instructionDecoderInterface.h
...
		SLTI_FN3 = 0b010,
		SLTIU_FN3 = 0b011,
...

两道指令唯一的差别只 SLTIU 多了 int 转为 uint 的转型而已，
这边因为型别很单纯，为了可读性使用 c style 转型，
而不使用 static_cast<uint32_t>。

//executor.cpp
...
				case INSTRUCTION_DECODER_INTERFACE::SLTI_FN3:
					SLTI_E();
					break;
				case INSTRUCTION_DECODER_INTERFACE::SLTIU_FN3:
					SLTIU_E();
					break;
...
void EXECUTOR::SLTI_E()
{
	auto rs1 = instruction_decoder->get_rs1();
	auto rd = instruction_decoder->get_rd();

	auto value = register_file->get_value_integer(rs1) < instruction_decoder->get_imm(31, 20);
	register_file->set_value_integer(rd, value);
...
}

void EXECUTOR::SLTIU_E()
{
	auto rs1 = instruction_decoder->get_rs1();
	auto rd = instruction_decoder->get_rd();

	auto value = register_file->get_value_integer(rs1) < (uint32_t) instruction_decoder->get_imm(31, 20);
	register_file->set_value_integer(rd, value);
...
}

执行结果

$ make run
./simulator

        SystemC 2.3.3-Accellera --- Sep 17 2021 22:09:07
        Copyright (c) 1996-2018 by all Contributors,
        ALL RIGHTS RESERVED
ADDI
rs1: 0
rd: 1
value: 1
ADDI
rs1: 1
rd: 2
value: 0
ADDI
rs1: 0
rd: 0
value: 0
SLTI
rs1: 0
rd: 0
value: 0
SLTIU
rs1: 0
rd: 0
value: 1