RISC-V: 在指令之前的 Register File

昨天已经把程序码稍微整理了一下，
分出两大部分：处理器和记忆体，
以及加上 Formatter 让 Coding Style 能够更一致。
但在开始实作指令集之前，还有更重要的事情。

暂存器简介

RISC-V 的整数暂存器共有 32 个，分别是 x0 - x31，
可以参考 RISC-V ISA 的 Table 25.1 表格。
浮点数的部分是 f0 - f31 ，只有在 F/D 这两个 Extension 用到，不在这次实作范围内。

其中比较特别的是 x0 是永远为 0 的，可以跟其他指令搭配使用。
例如在 RISC-V ISA Table 25.2 提到：

nop  # addi x0, x0, 0
jr rs  # jalr x0, 0(rs)

实际程序

github 页面 Tag: ITDay7
为了 Unit Test，先抽出一个抽象介面 REGISTER_INTERFACE，
并在 CPU class 加入一个 set_register_file ，方便 Unit Test 抽换 Mock Instance。

考量到未来加 Unit Test 的时候，要每个用到 Register File 的指令都改过一轮，
在这个时间点就做好准备是必要的。

//registerInterface.h
class REGISTER_INTERFACE
{
public:
	virtual void set_value_integer(unsigned int register_index, int32_t value) = 0;
	virtual int32_t get_value_integer(unsigned int register_index) = 0;
	
	virtual void set_pc(uint32_t value) = 0;
	virtual uint32_t get_pc() = 0;
};

//cpu.h
class CPU : public sc_module
{
...
	void set_register_file(const std::shared_ptr<REGISTER_INTERFACE> &instance);
...
}

另外在其他实作中，常常看到写了 Destructor 只为了 delete Instance，
为了减少猴子手滑漏写的机率，
在设计的时候会使用 shared_ptr 让系统自行释放记忆体。

//cpu.h
class CPU : public sc_module
{
...
	std::shared_ptr<REGISTER_INTERFACE> register_file;
};

//main.cpp
int sc_main(int argc,char** argv)
{
...
	cpu.set_register_file(std::make_shared<REGISTER>());
...
}