火箭芯片模拟显示意外指令数答案

【问题标题】：Rocket chip simulation shows unexpected instruction count火箭芯片模拟显示意外指令数
【发布时间】：2018-06-13 22:56:58
【问题描述】：

下面两个代码sn-ps 不同的只是加载到x23中的值注册，但 minstret 指令计数（由 Verilator 报告 Rocket芯片的模拟）有很大的不同。这是一个错误，还是我做错了什么？

read_csr() 函数来自 RISC-V 前端服务器库 (https://github.com/riscv/riscv-fesvr/blob/master/fesvr/encoding.h)，其余代码 [syscalls.c, crt.S, test.ld] 与 RISC-V 基准测试类似 (https://github.com/riscv/riscv-tests/tree/master/benchmarks/common)。

我检查了编译后的二进制文件是否包含完全相同的指令，除了操作数不同。

0x0fffffff 除以 0xff，重复 1024 次：3260 条指令。

size_t instrs = 0 - read_csr(minstret);

asm volatile (
        "mv             x20,    zero;"
        "li             x21,    1024;"
        "li             x22,    0xfffffff;"
        "li             x23,    0xff;"

    "loop:"
        "div            x24,  x22,  x23;"
        "addi           x20,  x20,  1;"
        "bleu           x20,  x21,  loop;"

    ::: "x20", "x21", "x22", "x23", "x24", "cc"
);

instrs += read_csr(minstret);

0x0fffffff 除以 0xffff，重复 1024 次：3083 条指令。

size_t instrs = 0 - read_csr(minstret);

asm volatile (
        "mv             x20,    zero;"
        "li             x21,    1024;"
        "li             x22,    0xfffffff;"
        "li             x23,    0xffff;"

    "loop:"
        "div            x24,  x22,  x23;"
        "addi           x20,  x20,  1;"
        "bleu           x20,  x21,  loop;"

    ::: "x20", "x21", "x22", "x23", "x24", "cc"
);

instrs += read_csr(minstret);

在这里，3083 条指令似乎是正确的 (1024 * 3 = 3072)。由于minstret 计算了退役指令，第一个示例执行了大约 200 多条指令似乎很奇怪。无论我运行这两个程序多少次，这些结果总是相同的。

【问题讨论】：

完整的反汇编看起来像什么，包括读取指令计数器的代码？
0xff 情况下的反汇编：termbin.com/p713 和 0xffff 情况下的反汇编：termbin.com/mrj9。函数地址不同，所以 vimdiff 不是很有帮助，但是如果你寻找loop 符号，你就能找到上面的sn-ps。
我忘了说读取指令计数器的代码就是csrr a5,minstret。
嗯，我明白你在说什么。我不记得他们是否开源了他们的逻辑，也许基于价值观的划分有一条捷径，但这也没有意义。希望这是简单的事情，比如对齐或轻微的构建差异。但情况似乎并非如此。
你有没有就此与他们接触过？

标签： riscv chisel verilator rocket-chip

【解决方案1】：

问题已在https://github.com/freechipsproject/rocket-chip/issues/1495 解决。

为调试中断提供服务，这显然是由模拟用来了解基准测试是否已完成执行，导致指令计数的差异。 Verilator 生成的详细日志显示了在执行期间在不同点注入的调试地址范围（0x800 起）。

【讨论】：