Jumps & branches
This commit is contained in:
144
main.c
144
main.c
@ -2,6 +2,7 @@
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#include <stdlib.h>
|
#include <stdlib.h>
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#include <inttypes.h>
|
#include <inttypes.h>
|
||||||
#include <assert.h>
|
#include <assert.h>
|
||||||
|
#include <stdbool.h>
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||||||
|
|
||||||
inline uint32_t sign_extend(uint32_t word, uint32_t size)
|
inline uint32_t sign_extend(uint32_t word, uint32_t size)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@ -91,7 +92,9 @@ struct Hart
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||||||
void execute_op_imm(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
void execute_op_imm(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
struct Instruction inst = decode_i_type(instruction);
|
const struct Instruction inst = decode_i_type(instruction);
|
||||||
|
if (inst.rd == 0) return;
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||||||
|
|
||||||
switch (inst.funct3)
|
switch (inst.funct3)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0: // ADDI
|
case 0: // ADDI
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||||||
@ -130,7 +133,9 @@ void execute_op_imm(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
|||||||
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void execute_op(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
void execute_op(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
struct Instruction inst = decode_r_type(instruction);
|
const struct Instruction inst = decode_r_type(instruction);
|
||||||
|
if (inst.rd == 0) return;
|
||||||
|
|
||||||
switch (inst.funct3)
|
switch (inst.funct3)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0: // ADD, SUB
|
case 0: // ADD, SUB
|
||||||
@ -174,31 +179,94 @@ void execute_op(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
|||||||
}
|
}
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}
|
}
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|
|
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void execute_branch(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
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|
{
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|
const struct Instruction inst = decode_b_type(instruction);
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|
const uint32_t r1 = hart->regs[inst.rs1];
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|
const uint32_t r2 = hart->regs[inst.rs2];
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bool take_branch = false;
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switch (inst.funct3)
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|
{
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case 0: take_branch = (r1 == r2); break;
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case 1: take_branch = (r1 != r2); break;
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|
case 4: take_branch = (r1 < r2); break;
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||||||
|
case 5: take_branch = (r1 >= r2); break;
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|
case 6: take_branch = ((int32_t)r1 < (int32_t)r2); break;
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|
case 7: take_branch = ((int32_t)r1 >= (int32_t)r2); break;
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|
}
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if (take_branch)
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|
{
|
||||||
|
hart->pc += inst.imm;
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||||||
|
}
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||||||
|
else
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|
{
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||||||
|
hart->pc += 4;
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||||||
|
}
|
||||||
|
}
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void execute(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
|
void execute(struct Hart* hart, uint32_t instruction)
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{
|
{
|
||||||
switch (instruction & 0x7f)
|
switch (instruction & 0x7f)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0x13:
|
case 0x13:
|
||||||
execute_op_imm(hart, instruction);
|
execute_op_imm(hart, instruction);
|
||||||
|
hart->pc += 4;
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case 0x17: // AUIPC
|
case 0x17: // AUIPC
|
||||||
{
|
{
|
||||||
struct Instruction inst = decode_u_type(instruction);
|
struct Instruction inst = decode_u_type(instruction);
|
||||||
hart->regs[inst.rd] = inst.imm + hart->pc;
|
if (inst.rd != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hart->regs[inst.rd] = inst.imm + hart->pc;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
hart->pc += 4;
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
case 0x33:
|
case 0x33:
|
||||||
execute_op(hart, instruction);
|
execute_op(hart, instruction);
|
||||||
|
hart->pc += 4;
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case 0x37: // LUI
|
case 0x37: // LUI
|
||||||
{
|
{
|
||||||
struct Instruction inst = decode_u_type(instruction);
|
struct Instruction inst = decode_u_type(instruction);
|
||||||
hart->regs[inst.rd] = inst.imm;
|
if (inst.rd != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hart->regs[inst.rd] = inst.imm;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
hart->pc += 4;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
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||||||
|
case 0x63:
|
||||||
|
execute_branch(hart, instruction);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 0x67: // JALR
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct Instruction inst = decode_i_type(instruction);
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||||||
|
assert(inst.funct3 == 0);
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||||||
|
if (inst.rd != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hart->regs[inst.rd] = hart->pc + 4;
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||||||
|
}
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||||||
|
hart->pc = (hart->regs[inst.rs1] + inst.imm) & 0xFFFFFFFE;
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||||||
|
break;
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|
}
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||||||
|
case 0x6F: // JAL
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|
{
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|
struct Instruction inst = decode_j_type(instruction);
|
||||||
|
if (inst.rd != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hart->regs[inst.rd] = hart->pc + 4;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
hart->pc += inst.imm;
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
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||||||
default:
|
default:
|
||||||
assert(!"Unhandled opcode");
|
assert(!"Unhandled opcode");
|
||||||
}
|
}
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||||||
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|
assert(hart->regs[0] == 0);
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||||||
}
|
}
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void test_addi()
|
void test_addi()
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@ -289,9 +357,11 @@ void test_lui_auipc()
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{
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{
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struct Hart hart = {0};
|
struct Hart hart = {0};
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||||||
|
hart.pc = 0;
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||||||
execute(&hart, 0x0007b0b7); // lui x1, 503808
|
execute(&hart, 0x0007b0b7); // lui x1, 503808
|
||||||
assert(hart.regs[1] == 503808);
|
assert(hart.regs[1] == 503808);
|
||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 0;
|
||||||
execute(&hart, 0x0007b097); // auipc x1, 503808
|
execute(&hart, 0x0007b097); // auipc x1, 503808
|
||||||
assert(hart.regs[1] == 503808);
|
assert(hart.regs[1] == 503808);
|
||||||
|
|
||||||
@ -360,6 +430,69 @@ void test_op()
|
|||||||
assert(hart.regs[3] == 0xFFFFFFFE);
|
assert(hart.regs[3] == 0xFFFFFFFE);
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}
|
}
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|
|
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|
void test_jal()
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{
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|
struct Hart hart = {0};
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|
hart.pc = 12;
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|
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||||||
|
execute(&hart, 0x12c000ef); // jal x1, 300
|
||||||
|
assert(hart.regs[1] == 16);
|
||||||
|
assert(hart.pc == 312);
|
||||||
|
|
||||||
|
execute(&hart, 0xed5ff0ef); // jal x1, -300
|
||||||
|
assert(hart.regs[1] == 316);
|
||||||
|
assert(hart.pc == 12);
|
||||||
|
}
|
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|
|
||||||
|
void test_jalr()
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|
{
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|
struct Hart hart = {0};
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|
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|
hart.pc = 12;
|
||||||
|
hart.regs[1] = 300;
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|
|
||||||
|
execute(&hart, 0x00a08167); // jalr x2, 10(x1)
|
||||||
|
assert(hart.regs[2] == 16);
|
||||||
|
assert(hart.pc == 310);
|
||||||
|
|
||||||
|
execute(&hart, 0xff608167); // jalr x2, -10(x1)
|
||||||
|
assert(hart.regs[2] == 314);
|
||||||
|
assert(hart.pc == 290);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void test_branch()
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|
{
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||||||
|
struct Hart hart = {0};
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||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 100;
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|
hart.regs[1] = 2;
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||||||
|
hart.regs[2] = 0xFFFFFFFC;
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||||||
|
|
||||||
|
execute(&hart, 0x00208c63); // beq x1, x2, 24
|
||||||
|
assert(hart.pc == 104);
|
||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 100;
|
||||||
|
execute(&hart, 0x00209c63); // bne x1, x2, 24
|
||||||
|
assert(hart.pc == 124);
|
||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 100;
|
||||||
|
execute(&hart, 0x0020cc63); // blt x1, x2, 24
|
||||||
|
assert(hart.pc == 124);
|
||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 100;
|
||||||
|
execute(&hart, 0x0020dc63); // bge x1, x2, 24
|
||||||
|
assert(hart.pc == 104);
|
||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 100;
|
||||||
|
execute(&hart, 0x0020ec63); // bltu x1, x2, 24
|
||||||
|
assert(hart.pc == 104);
|
||||||
|
|
||||||
|
hart.pc = 100;
|
||||||
|
execute(&hart, 0x0020fc63); // bgeu x1, x2, 24
|
||||||
|
assert(hart.pc == 124);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void test()
|
void test()
|
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{
|
{
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test_addi();
|
test_addi();
|
||||||
@ -368,6 +501,9 @@ void test()
|
|||||||
test_slli_srli_srai();
|
test_slli_srli_srai();
|
||||||
test_lui_auipc();
|
test_lui_auipc();
|
||||||
test_op();
|
test_op();
|
||||||
|
test_jal();
|
||||||
|
test_jalr();
|
||||||
|
test_branch();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int main(int argc, char* argv[])
|
int main(int argc, char* argv[])
|
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