Regs.c regs.h bpred.c

Regs.c regs.h bpred.c －－Simplescalar-pisa

Reg.c • Reg.c文件主要有两个函数 • regs_create • 用于创建一个寄存器文件 • 实现方法：使用calloc函数分配一个大小为结构regs_t的内存单元，并赋值给regs指针 • regs_init • 用于初始化构建的寄存器文件状态 • 使用memset函数，将申请的内存单元的所有位全部置为0 • 问题：calloc函数默认已经初始化内存单元为0，还需要使用memset初始化吗？？

Reg.h文件 • * Integer Register File: Miscellaneous Registers: • * (aka general-purpose registers, GPR's) • * +------------------+ +------------------+ • * | $r0 (src/sink 0) | | PC | Program Counter • * +------------------+ +------------------+ • * | $r1 | | HI | Mult/Div HI val • * +------------------+ +------------------+ • * | . | | LO | Mult/Div LO val • * +------------------+ • * | $r31 | • 整型寄存器是通用的寄存器，除了作为一般的整型寄存器外，它可以用作PC值，乘除法的结果存储值

Reg.h • * Floating point Register File: • * single-precision: double-precision: • * +------------------+------------------+ +------------------+ • * | $f0 | $f1 (for double) | | FCC | FP codes • * +------------------+------------------+ +------------------+ • * | $f1 | • *--------------------------------- • * +------------------+------------------+ • * | $f30 | $f31 (for double)| • * +------------------+------------------+ • * | $f31 | • 浮点寄存器可以是32个单精度浮点值，或16个双精度浮点值

Reg.h • Structregs_t{ • md_gpr_t regs_R; /*(signed) integer register file*/ • md_fpr_t regs_F; /*floating point register file*/ • md_ctrl_t regs_C; /*control register file*/ • md_addr_t regs_PC;/*program counter*/ • md_addr_t regs_NPC;/*next-cycle program counter*/ • } • 问题： • /* address type definition */ • typedef word_t md_addr_t;

Bpred.c • bpred_create：创建一个分支预测器 • bpred_dir_create：创建一个分支方向预测器 • bpred_dir_config：打印分支方向预测器设置信息 • bpred_config：打印分支预测器信息 • bpred_stats：打印预测器状态 • bpred_reg_stats：登记分支预测器状态 • bpred_dir_lookup：预测一个分支的跳转方向 • bpred_lookup：预测下一条指令的地址 • bpred_recover： • bpred_update：对分支预测的各个参数的更新

Bpred.c • bpred_create( • enum bpred_class class,/* type of predictor to create */ • unsigned int bimod_size, /* bimod table size */ • unsigned int l1size, /* 2lev l1 table size */ • unsigned int l2size, /* 2lev l2 table size */ • unsigned int meta_size, /* meta table size */ • unsigned int shift_width, /* history register width */ • unsigned int xor, /* history xor address flag */ • unsigned int btb_sets,/* number of sets in BTB */ • unsigned int btb_assoc, /* BTB associativity */ • unsigned int retstack_size) /* num entries in ret-addr stack */

Bpred.c • bpred_create： • 创建分支预测器（包括二级、bimod等方向预测器）, 根据分支预测器的类型class，分配返回栈(BTB表大小须为非0或者2的指数倍）然后根据BTB表的组×相联　分配空间，接下来把各项BTB结构挂接成为链表，分配返回栈结构。 • bpred_dir_create： • 根据class类型给其中的参数赋值 • 二级分支预测：一级大小（移位寄存器个数），二级大小（即PHT表的个数），移位寄存器的位数，是否需要分支指令地址与移位寄存器XOR • 然后根据移位寄存器的大小分配合适的int空间，根据PHT表的大小分配合适的unsigned char空间，然后要在PHT表中初始化预测信息

Sim-bpred.c • sim_reg_options()：主要定义了分支预测策略的一些参数 • sim_check_options()：检测当前分支预测策略的参数值，并选择相应的策略 • sim_reg_stats()：存储一些统计信息，如运行的指令数目，模拟器运行时间等 • sim_init()：用于初始化模拟器 • sim_load_prog()：将程序装载到模拟状态 • sim_main()：bpred的主函数

Sim-bpred.c • sim_check_options() • 该函数用于检测进行预测的方式值 • pred_type表示做预测的类型，共有5种： • 1.taken：静态预测，总是发生跳转 • 2.nottaken：静态预测，总是不发生跳转 • 3.bimod：两位预测机，即使用两位通过饱和计数值预测跳转情况，有2K个入口 • 4.2lev：两级预测，通过移位寄存器（一级）和PHT表（二级）预测跳转情况 • 5.comb：结合了bimod和2lev两种预测机制特点的预测器

Sim-bpred.c • Bimod的具体机制 • XX = 0X时不跳转 • XX = 1X时跳转 • 与系统结构书本上讲的二位预测机的机制相同 • 该机制下bimodtable 的大小为2048，每个饱和计数器为两位

Sim-bpred.c • 2lev的具体机制 • 只存在一个入口地址，根据分支历史寄存器的值来选择预测器。 • 与系统结构书上所讲的（m,n）预测器相同 • 分支历史寄存器为m位，预测器根据前m个分支的跳转状态来从2的m次方个分支预测中进行选择，每一个预测对应于一个n位预测器 • 该机制下历史寄存器为8位，每一个预测对应于一个2位饱和计数器 • 问题：8位的历史寄存器如何从1024个分支预测中进行选择？？？

Sim-bpred.c • Comb的具体机制 • 该机制结合了bimod和2lev预测的特点 • 该机制的入口个数与bimod机制相同 • 预测机也为一(m,n)预测机

建议 • 看代码的时候最好能结合相关论文来看，否则会很痛苦，看了相关论文会在头脑中对程序的全局有一个了解，很多东西单纯看代码是很难搞懂的。 • 应该让一个人能对我们要改写部分的整体的结构有一个把握，这样能使工作有方向感。

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