64位开源处理器Rocket的源代码简单介绍

最近大概阅读了一下UCB发布的Rocket处理器的源码,对源代码各个文件的功能有了一些大致的了解,Mark一下。

Rocket是一款64bit的标量处理器,5级流水线,采用的是risc-v指令集,集成FPU,并有许多or1200没有的特性,比如:无阻塞缓存、分支预测、返回地址堆栈、硬件页表填充、cache支持ECC、支持多核等。

Rocket的源代码是使用Chisel编写的,Chisel是UCB发布的基于Scala的领域特定语言。可以在https://github.com/ucb-bar/rocket下载Rocket的全部源码,共有20个文件,各个文件实现的功能大致如下:


开源处理器Rocket的源代码文件作用说明
arbiter.scala 实现了一个固定优先级的仲裁器,编号越低,优先级越高
btb.scala 实现了gshare,其中包含BTB(Branch Target Buffer)、BHT(Branch History Table),还实现了RAS(Return Address Stack)
consts.scala 定义了一些类似与宏定义的变脸
core.scala 包含控制通路、数据通路,联合起来为Core
csr.scala 实现了risc-v指令集中定义的Control Status Registers
ctrl.scala 实现了控制通路,其中就反映了5级流水线
decode.scala 其中实现了对卡诺图的化简,在指令译码的时候会使用这里的功能
dpath.scala 实现数据通路
depath_alu.scala 实现了ALU
fpu.scala 实现了与第三方FPU的接口
icache.scala 实现了指令一级缓存、取值,其中就使用了btb.scala中定义的分支预测技术
instructions.scala 定义了Rocket处理器支持的所有指令
multiplier.scala 实现了乘法、除法运算,其中乘法采用的是迭代法,除法采用的是试商法
nbdcache.scala 实现了数据一级缓存,采用MSHR技术实现了无阻塞缓存
package.scala 定义了复位地址、异常处理vector base address
ptw.scala 实现了硬件的page table walk,也就是硬件页表填充
rocc.scala 实现了一个加速协处理器,用来执行用户自定义指令
tile.scala Rocket处理器的顶层文件,其中连接Core、指令一级缓存、数据一级缓存、FPU等模块
tlb.scala 实现了传输后备缓冲器
util.scala 定义了一些对象,提供了一些工具函数,比如:类型转换。

以上是个人的理解,欢迎大家提出异议,共同讨论啊。

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