📄 pipelinedoc.cpp
字号:
break;
case 13: //muli，不要求，没有测试
REG[27]=id_ex.A*id_ex.Imm;
break;
case 14: //divi，不要求，没有测试
REG[26]=id_ex.A/id_ex.Imm;
REG[27]=id_ex.A%id_ex.Imm;
break;
case 15: //lw
ex_mem.ALUOutput=id_ex.A+id_ex.Imm;
break;
case 16: //sw
ex_mem.ALUOutput=id_ex.A+id_ex.Imm;
ex_mem.B=id_ex.B;
break;
default:
break;
}
}
void CPipelineDoc::MEM_STEP() //流水线第四步
{
mem_wb.IR=ex_mem.IR; //基本流水线操作
if(!FUNC(mem_wb.IR)) //当前续指令被cancel
{
states.normal[3]=2; //将接口参数设为cancel状态
return; //返回（不执行本步操作）
}
else
states.normal[3]=1; //没有将接口参数设为normal状态
switch(FUNC(mem_wb.IR)) //根据指令的func code执行操作
{
case 1: //alu指令
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
case 8:
case 9:
case 10:
case 11:
case 12:
mem_wb.ALUOutput=ex_mem.ALUOutput;
break;
case 15: //load
mem_wb.LMD=DM[ex_mem.ALUOutput];
break;
case 16: //store
DM[ex_mem.ALUOutput]=ex_mem.B;
break;
default:
break;
}
}
bool CPipelineDoc::WB_STEP() //流水线第五步
{
if(!FUNC(mem_wb.IR)) //当前续指令被cancel
{
states.normal[4]=2; //将接口参数设为cancel状态
return false; //返回（不执行本步操作）,false标志流水线还没有结束
}
else
states.normal[4]=1;
switch(FUNC(mem_wb.IR))
{
case 21:
return true; //trap指令，表明流水线已经结束
case 1: //R型指令
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
REG[RD(mem_wb.IR)]=mem_wb.ALUOutput;
break;
case 8: //I型指令
case 9:
case 10:
case 11:
case 12:
REG[RT(mem_wb.IR)]=mem_wb.ALUOutput;
break;
case 15: //load
REG[RT(mem_wb.IR)]=mem_wb.LMD;
break;
default:
break;
}
return false; //非trap指令，表明流水线没有结束
}
void CPipelineDoc::fetch_a()
{
if(load_stall)
{
states.normal[2]=0;
states.normal[1]=0;
data_stall=1;
load_stall=false;
}
if(FUNC(id_ex.IR)==16&&forwarding==NON_FORWARD)
{
if(FUNC(ex_mem.IR)>=1&&FUNC(ex_mem.IR)<=7)//如果ex_mem正处于1-7的操作中
if(RD(ex_mem.IR)==RT(id_ex.IR)) //如果这条指令的寄存器与上条目标寄存器冲突
{
data_stall=1; //发生stall
states.normal[1]=0;
return;
}
if(FUNC(ex_mem.IR)>=8&&FUNC(ex_mem.IR)<=14)
if(RT(ex_mem.IR)==RT(id_ex.IR))
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
return;
}
if(FUNC(mem_wb.IR)>=1&&FUNC(mem_wb.IR)<=7)
if(RD(mem_wb.IR)==RT(id_ex.IR))
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
return;
}
if(FUNC(mem_wb.IR)>=8&&FUNC(mem_wb.IR)<=14)
if(RT(mem_wb.IR)==RT(id_ex.IR))
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
return;
}
}
if(RD(ex_mem.IR)==RS(id_ex.IR)) //寄存器相关
if(FUNC(ex_mem.IR)>=1&&FUNC(ex_mem.IR)<=7) //源指令条件
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=16) //目标指令条件
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.A=ex_mem.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RD(mem_wb.IR)==RS(id_ex.IR))
if(FUNC(mem_wb.IR)>=1&&FUNC(mem_wb.IR)<=7) //R型
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=18)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.A=mem_wb.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RT(ex_mem.IR)==RS(id_ex.IR))
if(FUNC(ex_mem.IR)>=8&&FUNC(ex_mem.IR)<=14) //i型
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=18)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.A=ex_mem.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RS(mem_wb.IR)==RS(id_ex.IR))
if(FUNC(mem_wb.IR)>=8&&FUNC(mem_wb.IR)<=14)
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=18)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.A=mem_wb.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RT(ex_mem.IR)==RS(id_ex.IR))
if(FUNC(ex_mem.IR)==15) //load
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=18)
{
if(forwarding==FORWARD)
{
load_stall=true;
}
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
id_ex.IR=0;
}
return;
}
if(RT(mem_wb.IR)==RS(id_ex.IR))
if(FUNC(mem_wb.IR)==15) //load
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=18)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.A=mem_wb.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
id_ex.IR=0;
}
return;
}
if(RD(ex_mem.IR)==RS(id_ex.IR)) //beqz&bneqz
if(FUNC(ex_mem.IR)>=1&&FUNC(ex_mem.IR)<=7)
if(FUNC(id_ex.IR)>=17&&FUNC(id_ex.IR)<=18)
{
if(forwarding==FORWARD)
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
else
{
data_stall=2;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
id_ex.A=REG[RS(if_id.IR)];
}
void CPipelineDoc::fetch_b()
{
if(FUNC(id_ex.IR)==16&&forwarding==NON_FORWARD)
{
if(FUNC(ex_mem.IR)>=1&&FUNC(ex_mem.IR)<=7)
if(RD(ex_mem.IR)==RS(id_ex.IR))
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
return;
}
if(FUNC(ex_mem.IR)>=8&&FUNC(ex_mem.IR)<=14)
if(RT(ex_mem.IR)==RT(id_ex.IR))
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
return;
}
}
if(RD(ex_mem.IR)==RT(id_ex.IR)) //寄存器相关
if(FUNC(ex_mem.IR)>=1&&FUNC(ex_mem.IR)<=7) //源指令条件
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=7) //目标指令条件
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.B=ex_mem.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RD(mem_wb.IR)==RT(id_ex.IR))
if(FUNC(mem_wb.IR)>=1&&FUNC(mem_wb.IR)<=7)
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=7)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.B=mem_wb.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RT(ex_mem.IR)==RT(id_ex.IR))
if(FUNC(ex_mem.IR)>=8&&FUNC(ex_mem.IR)<=14)
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=7)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.B=ex_mem.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RT(mem_wb.IR)==RT(id_ex.IR))
if(FUNC(mem_wb.IR)>=8&&FUNC(mem_wb.IR)<=14)
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=7)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.B=mem_wb.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
}
return;
}
if(RT(ex_mem.IR)==RT(id_ex.IR))
if(FUNC(ex_mem.IR)==15)
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=7)
{
if(forwarding==FORWARD)
{
load_stall=true;
}
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
id_ex.IR=0;
}
return;
}
if(RT(mem_wb.IR)==RT(id_ex.IR))
if(FUNC(ex_mem.IR)==15)
if(FUNC(id_ex.IR)>=1&&FUNC(id_ex.IR)<=7)
{
if(forwarding==FORWARD)
id_ex.B=mem_wb.ALUOutput;
else
{
data_stall=1;
states.normal[1]=0;
id_ex.IR=0;
}
return;
}
id_ex.B=REG[RT(if_id.IR)];
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CPipelineDoc diagnostics
#ifdef _DEBUG
void CPipelineDoc::AssertValid() const
{
CDocument::AssertValid();
}
void CPipelineDoc::Dump(CDumpContext& dc) const
{
CDocument::Dump(dc);
}
#endif //_DEBUG
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CPipelineDoc commands
void CPipelineDoc::OnStep()
{
// TODO: Add your command handler code here
set_OK=false; //执行开始、禁用模式和策略设置
int i=0,j,temp;
bool end=false;
if(GoodFile==false)
{//文件打开失败或尚未打开
AfxMessageBox("Please load instruction first");
return;
}
//五级流水线
WB_STEP();
MEM_STEP();
EX_STEP();
IDD_STEP();
IF_STEP();
//设置Icon_Rec的值
if(cycle==0)
Icon_Rec[1][0]=0;
else
{
i=states.number;// 当前取指条数
for(;i>0&&i>=states.number-5;i--)
{
end=false;
j=cycle-1;
while(Icon_Rec[i][j]==5&&j>=0)
j--;
if(j<0)
break;
if(Icon_Rec[i][j]==-2)
continue;
for(temp=j;temp>=0;temp--)
{
if(Icon_Rec[i][temp]==4||Icon_Rec[i][temp]==-2)
{
end=true;
break;
}
}
if(end)
continue;
else
{
temp=Icon_Rec[i][j];
if(states.normal[temp+1]==1)
Icon_Rec[i][cycle]=temp+1;
else if(states.normal[temp+1]==0)
Icon_Rec[i][cycle]=5;
else
Icon_Rec[i][cycle]=-2;
}
}
}
cycle++;
this->UpdateAllViews(NULL);
}
void CPipelineDoc::OnDataSet()
{
// 设定寄存器和数据内存的值
DataSet data;
int i;
struct mem *temp;
data.reg_addr=0;
data.reg_Val=REG[0];
data.mem_addr=0;
data.mem_Val=DM[0];
for(i=0;i<32;i++)
data.reg[i]=REG[i]; //初始化修改寄存器
if(data.DoModal()==IDOK)
{
for(i=0;i<32;i++)
REG[i]=data.reg[i]; //回填寄存器的修改值
temp=data.head;
while(temp)
{ //回填内存的修改值
DM[temp->i]=temp->val;
temp=temp->next;
}
}
this->UpdateAllViews(NULL);
}
void CPipelineDoc::OnReset()
{
//重新设置，但保留指令，参见clear函数
int i=0,j;
set_OK=true;
for(i=0;i<1000;i++)
{
DM[i]=0;
if(i<32)
REG[i]=0;
states.instruction[i]=-1;
}
for(i=0;i<1000;i++)
for(j=0;j<1000;j++)
Icon_Rec[i][j]=-1;
branching=PREDICTED_UNTAKEN;
strategy=3;
forwarding=FORWARD;
mode=1;
pc=0;
data_stall=0;
load_stall=0;
states.number=0;
for(i=0;i<5;i++)
{ states.normal[i]=1;}
cycle=0;
if_id.IR=0;
id_ex.IR=0;
ex_mem.IR=0;
mem_wb.IR=0;
this->UpdateAllViews(NULL);
}
void CPipelineDoc::clear()
{//所有参数初始化
int i=0,j;
GoodFile=false; //文件
set_OK=true; //参数设置
for(i=0;i<1000;i++)
{ //寄存器、内存、指令清空
attr[i][0]='\0';
IM[i]=0;
DM[i]=0;
if(i<32)
REG[i]=0;
states.instruction[i]=-1;
}
for(i=0;i<1000;i++)
for(j=0;j<1000;j++)
Icon_Rec[i][j]=-1;
branching=PREDICTED_UNTAKEN;
strategy=3;
forwarding=FORWARD;
mode=1;
pc=0;
data_stall=0;
load_stall=0;
states.number=0;
for(i=0;i<5;i++)
{ states.normal[i]=1;}
cycle=0;
if_id.IR=0;
id_ex.IR=0;
ex_mem.IR=0;
mem_wb.IR=0;
this->UpdateAllViews(NULL);
}
//以下设置模式和转移策略
void CPipelineDoc::OnDelay()
{
// 设置Delay
set_branch_delay();
strategy=4;
}
void CPipelineDoc::OnFlush()
{
// 设置OnFlush
set_branch_taken();
strategy=1;
}
void CPipelineDoc::OnTaken()
{
// 设置Taken
set_branch_taken();
strategy=2;
}
void CPipelineDoc::OnNotTaken()
{
// 设置NotTaken
set_branch_untaken();
strategy=3;
}
void CPipelineDoc::OnForward()
{
// 设置Forward
set_forward();
mode=1;
}
void CPipelineDoc::OnNoForward()
{
// 设置NoForward
clear_forward();
mode=2;
}
//以下为修改UI，标识当前选中
void CPipelineDoc::OnUpdateDelay(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(set_OK);
if(strategy==4)
pCmdUI->SetCheck(1);
else
pCmdUI->SetCheck(0);
}
void CPipelineDoc::OnUpdateFlush(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(set_OK);
if(strategy==1)
pCmdUI->SetCheck(1); //表明当前菜单栏中Flush被选中了
else
pCmdUI->SetCheck(0);
}
void CPipelineDoc::OnUpdateForward(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(set_OK);
if(mode==1)
pCmdUI->SetCheck(1);
else
pCmdUI->SetCheck(0);
}
void CPipelineDoc::OnUpdateNoForward(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(set_OK);
if(mode==2)
pCmdUI->SetCheck(1);
else
pCmdUI->SetCheck(0);
}
void CPipelineDoc::OnUpdateNotTaken(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(set_OK);
if(strategy==3)
pCmdUI->SetCheck(1);
else
pCmdUI->SetCheck(0);
}
void CPipelineDoc::OnUpdateTaken(CCmdUI* pCmdUI)
{
// TODO: Add your command update UI handler code here
pCmdUI->Enable(set_OK);
if(strategy==2)
pCmdUI->SetCheck(1);
else
pCmdUI->SetCheck(0);
}
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