decode optimization
This commit is contained in:
@@ -22,10 +22,12 @@ module VX_decode #(
|
||||
reg [`EX_BITS-1:0] ex_type;
|
||||
reg [`OP_BITS-1:0] op_type;
|
||||
reg [`MOD_BITS-1:0] op_mod;
|
||||
reg [31:0] imm;
|
||||
reg use_rd, use_rs1, use_rs2, use_rs3, use_PC, use_imm;
|
||||
reg [4:0] rd_r, rs1_r, rs2_r, rs3_r;
|
||||
reg [31:0] imm;
|
||||
reg use_rd, use_PC, use_imm;
|
||||
reg rd_fp, rs1_fp, rs2_fp;
|
||||
reg is_join, is_wstall;
|
||||
reg [`NUM_REGS-1:0] used_regs;
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||||
|
||||
wire [31:0] instr = ifetch_rsp_if.instr;
|
||||
wire [6:0] opcode = instr[6:0];
|
||||
@@ -45,21 +47,23 @@ module VX_decode #(
|
||||
|
||||
always @(*) begin
|
||||
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||||
ex_type = `EX_NOP;
|
||||
ex_type = 0;
|
||||
op_type = 'x;
|
||||
op_mod = 'x;
|
||||
imm = 'x;
|
||||
use_rd = 0;
|
||||
use_rs1 = 0;
|
||||
use_rs2 = 0;
|
||||
use_rs3 = 0;
|
||||
use_PC = 0;
|
||||
use_imm = 0;
|
||||
rd_fp = 0;
|
||||
rs1_fp = 0;
|
||||
rs2_fp = 0;
|
||||
is_join = 0;
|
||||
is_wstall = 0;
|
||||
is_wstall = 0;
|
||||
used_regs = 0;
|
||||
rd_r = rd;
|
||||
rs1_r = rs1;
|
||||
rs2_r = rs2;
|
||||
rs3_r = rs3;
|
||||
|
||||
case (opcode)
|
||||
`INST_I: begin
|
||||
@@ -78,8 +82,9 @@ module VX_decode #(
|
||||
op_mod = 0;
|
||||
imm = {{20{alu_imm[11]}}, alu_imm};
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_R: begin
|
||||
ex_type = `EX_ALU;
|
||||
@@ -113,18 +118,21 @@ module VX_decode #(
|
||||
endcase
|
||||
op_mod = 0;
|
||||
end
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_LUI: begin
|
||||
ex_type = `EX_ALU;
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`ALU_LUI);
|
||||
op_mod = 0;
|
||||
op_mod = 0;
|
||||
rs1_r = 0;
|
||||
imm = {upper_imm, 12'(0)};
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, 5'b0}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_AUIPC: begin
|
||||
ex_type = `EX_ALU;
|
||||
@@ -134,6 +142,7 @@ module VX_decode #(
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_PC = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_JAL: begin
|
||||
ex_type = `EX_ALU;
|
||||
@@ -144,6 +153,7 @@ module VX_decode #(
|
||||
use_PC = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
is_wstall = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_JALR: begin
|
||||
ex_type = `EX_ALU;
|
||||
@@ -151,9 +161,10 @@ module VX_decode #(
|
||||
op_mod = 1;
|
||||
imm = {{20{jalr_imm[11]}}, jalr_imm};
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
is_wstall = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_B: begin
|
||||
ex_type = `EX_ALU;
|
||||
@@ -168,11 +179,11 @@ module VX_decode #(
|
||||
endcase
|
||||
op_mod = 1;
|
||||
imm = {{20{instr[31]}}, instr[7], instr[30:25], instr[11:8], 1'b0};
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
use_PC = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
is_wstall = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_SYS : begin
|
||||
if (func3 == 0) begin
|
||||
@@ -190,6 +201,7 @@ module VX_decode #(
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_PC = 1;
|
||||
use_imm = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
end else begin
|
||||
ex_type = `EX_CSR;
|
||||
case (func3[1:0])
|
||||
@@ -201,8 +213,10 @@ module VX_decode #(
|
||||
endcase
|
||||
imm = 32'(u_12);
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = !func3[2];
|
||||
use_imm = func3[2];
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
if (!func3[2])
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
`ifdef EXT_F_ENABLE
|
||||
@@ -212,10 +226,13 @@ module VX_decode #(
|
||||
ex_type = `EX_LSU;
|
||||
op_type = `OP_BITS'({1'b0, func3});
|
||||
imm = {{20{u_12[11]}}, u_12};
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
`ifdef EXT_F_ENABLE
|
||||
used_regs[{(opcode == `INST_FL), rd}] = 1;
|
||||
rd_fp = (opcode == `INST_FL);
|
||||
`else
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
`endif
|
||||
end
|
||||
`ifdef EXT_F_ENABLE
|
||||
@@ -225,8 +242,8 @@ module VX_decode #(
|
||||
ex_type = `EX_LSU;
|
||||
op_type = `OP_BITS'({1'b1, func3});
|
||||
imm = {{20{func7[6]}}, func7, rd};
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs2}] = 1;
|
||||
`ifdef EXT_F_ENABLE
|
||||
rs2_fp = (opcode == `INST_FS);
|
||||
`endif
|
||||
@@ -240,17 +257,18 @@ module VX_decode #(
|
||||
op_type = `OP_BITS'(opcode[3:0]);
|
||||
op_mod = func3;
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
use_rs3 = 1;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
rs2_fp = 1;
|
||||
rs2_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs2}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs3}] = 1;
|
||||
end
|
||||
`INST_FCI: begin
|
||||
ex_type = `EX_FPU;
|
||||
op_mod = func3;
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
case (func7)
|
||||
7'h00, // FADD
|
||||
7'h04, // FSUB
|
||||
@@ -258,55 +276,61 @@ module VX_decode #(
|
||||
7'h0C: // FDIV
|
||||
begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(func7[3:0]);
|
||||
use_rd = 1;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
rs2_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h2C: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`FPU_SQRT);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h50: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`FPU_CMP);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
rs2_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h60: begin
|
||||
op_type = (instr[20]) ? `OP_BITS'(`FPU_CVTWUS) : `OP_BITS'(`FPU_CVTWS);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h68: begin
|
||||
op_type = (instr[20]) ? `OP_BITS'(`FPU_CVTSWU) : `OP_BITS'(`FPU_CVTSW);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h10: begin
|
||||
// FSGNJ=0, FSGNJN=1, FSGNJX=2
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`FPU_MISC);
|
||||
op_mod = {1'b0, func3[1:0]};
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
rs2_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h14: begin
|
||||
// FMIN=3, FMAX=4
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`FPU_MISC);
|
||||
op_mod = func3[0] ? 4 : 3;
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
rs2_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h70: begin
|
||||
if (func3[0]) begin
|
||||
@@ -316,15 +340,17 @@ module VX_decode #(
|
||||
// FMV.X.W=5
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`FPU_MISC);
|
||||
op_mod = 5;
|
||||
end
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
end
|
||||
rs1_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rd}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
7'h78: begin
|
||||
// FMV.W.X=6
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`FPU_MISC);
|
||||
op_mod = 6;
|
||||
rd_fp = 1;
|
||||
used_regs[{1'b1, rd}] = 1;
|
||||
end
|
||||
default:;
|
||||
endcase
|
||||
@@ -335,28 +361,28 @@ module VX_decode #(
|
||||
case (func3)
|
||||
3'h0: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`GPU_TMC);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
is_wstall = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
3'h1: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`GPU_WSPAWN);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
3'h2: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`GPU_SPLIT);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
is_wstall = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
end
|
||||
3'h3: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`GPU_JOIN);
|
||||
is_join = 1;
|
||||
end
|
||||
3'h4: begin
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`GPU_BAR);
|
||||
use_rs1 = 1;
|
||||
use_rs2 = 1;
|
||||
op_type = `OP_BITS'(`GPU_BAR);
|
||||
is_wstall = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs1}] = 1;
|
||||
used_regs[{1'b0, rs2}] = 1;
|
||||
end
|
||||
default:;
|
||||
endcase
|
||||
@@ -366,10 +392,7 @@ module VX_decode #(
|
||||
end
|
||||
|
||||
// disable write to integer register r0
|
||||
wire use_rd_qual = use_rd && (rd_fp || (rd != 0));
|
||||
|
||||
// EX_ALU needs rs1=0 for LUI operation
|
||||
wire [4:0] rs1_qual = (opcode == `INST_LUI) ? 5'h0 : rs1;
|
||||
wire wb = use_rd && (rd_fp || (rd_r != 0));
|
||||
|
||||
assign decode_if.valid = ifetch_rsp_if.valid;
|
||||
assign decode_if.wid = ifetch_rsp_if.wid;
|
||||
@@ -378,31 +401,27 @@ module VX_decode #(
|
||||
assign decode_if.ex_type = ex_type;
|
||||
assign decode_if.op_type = op_type;
|
||||
assign decode_if.op_mod = op_mod;
|
||||
assign decode_if.wb = use_rd_qual;
|
||||
assign decode_if.wb = wb;
|
||||
|
||||
`ifdef EXT_F_ENABLE
|
||||
assign decode_if.rd = {rd_fp, rd};
|
||||
assign decode_if.rs1 = {rs1_fp, rs1_qual};
|
||||
assign decode_if.rs2 = {rs2_fp, rs2};
|
||||
assign decode_if.rs3 = {1'b1, rs3};
|
||||
`else
|
||||
`UNUSED_VAR (rd_fp)
|
||||
`UNUSED_VAR (rs1_fp)
|
||||
`UNUSED_VAR (rs2_fp)
|
||||
assign decode_if.rd = rd;
|
||||
assign decode_if.rs1 = rs1_qual;
|
||||
assign decode_if.rs2 = rs2;
|
||||
assign decode_if.rs3 = rs3;
|
||||
`endif
|
||||
`ifdef EXT_F_ENABLE
|
||||
assign decode_if.rd = {rd_fp, rd_r};
|
||||
assign decode_if.rs1 = {rs1_fp, rs1_r};
|
||||
assign decode_if.rs2 = {rs2_fp, rs2_r};
|
||||
assign decode_if.rs3 = {1'b1, rs3_r};
|
||||
`else
|
||||
`UNUSED_VAR (rd_fp)
|
||||
`UNUSED_VAR (rs1_fp)
|
||||
`UNUSED_VAR (rs2_fp)
|
||||
assign decode_if.rd = rd_r;
|
||||
assign decode_if.rs1 = rs1_r;
|
||||
assign decode_if.rs2 = rs2_r;
|
||||
assign decode_if.rs3 = rs3_r;
|
||||
`endif
|
||||
|
||||
assign decode_if.imm = imm;
|
||||
assign decode_if.use_PC = use_PC;
|
||||
assign decode_if.use_imm = use_imm;
|
||||
|
||||
assign decode_if.used_regs = (`NUM_REGS'(use_rd) << decode_if.rd)
|
||||
| (`NUM_REGS'(use_rs1) << decode_if.rs1)
|
||||
| (`NUM_REGS'(use_rs2) << decode_if.rs2)
|
||||
| (`NUM_REGS'(use_rs3) << decode_if.rs3);
|
||||
assign decode_if.imm = imm;
|
||||
assign decode_if.use_PC = use_PC;
|
||||
assign decode_if.use_imm = use_imm;
|
||||
assign decode_if.used_regs = used_regs;
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
|
||||
|
||||
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