Chipyardで独自コアシミュレーション環境構築方法の調査 (7. Rocket-Chipでの動作確認)

前回、Chipyardで自作CPUが動かないのを解析していたのだが、波形を見ても全然分からないので、正しく動くリファレンスデザインと比較することにした。

msyksphinz.hatenablog.com

比較対象は全く同じ構成でRocket-Chipを接続したもの。 FSTで波形を取って観測する。

diff --git a/sims/verilator/Makefile b/sims/verilator/Makefile
index a1186acc..923abafb 100644
--- a/sims/verilator/Makefile
+++ b/sims/verilator/Makefile
@@ -107,7 +107,7 @@ RUNTIME_PROFILING_VFLAGS := $(if $(filter $(VERILATOR_PROFILE),all),\
 VERILATOR_THREADS ?= 1
 RUNTIME_THREADS := --threads $(VERILATOR_THREADS) --threads-dpi all

-VERILATOR_FST_MODE ?= 0
+VERILATOR_FST_MODE ?= 1
 TRACING_OPTS := $(if $(filter $(VERILATOR_FST_MODE),0),\
                          --trace,--trace-fst --trace-threads 1)
 TRACING_CFLAGS := $(if $(filter $(VERILATOR_FST_MODE),0),,-DCY_FST_TRACE)

./simulator-chipyard-RocketConfig-debug +verbose -v rv64ui-p-add.rocket.fst $RISCV/riscv64-unknown-elf/share/riscv-tests/isa/rv64ui-p-add 2>&1 | spike-dasm

取得した波形は以下。

まず、TileからTileLinkのAチャネルを通じて命令を取得する。その結果はすぐに帰ってくるが、これは単純にBootROMから読みだしているから。ここの部分は自作CPUでは省略している。

そこからしばらく応答が無くなった後、突然コアが立ち上がって命令の実行が始まる。

命令トレースで見ると、おそらくWFIで割り込みを待っているんだろうなあ。

C0:         19 [1] pc=[0000000000010040] W[r10=0000000000010040][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[00000517] auipc   a0, 0x0
C0:         20 [1] pc=[0000000000010044] W[r10=0000000000010000][1] R[r10=0000000000010040] R[r 0=0000000000000000] inst=[fc050513] addi    a0, a0, -64
C0:         21 [1] pc=[0000000000010048] W[r 0=0000000000000000][1] R[r10=0000000000010000] R[r 0=0000000000000000] inst=[30551073] csrw    mtvec, a0
C0:         26 [1] pc=[000000000001004c] W[r 5=800000000094112d][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[301022f3] csrr    t0, misa
C0:         29 [1] pc=[0000000000010050] W[r 5=ffffe00000000025][1] R[r 5=800000000094112d] R[r 0=0000000000000000] inst=[4122d293] srai    t0, t0, 18
C0:         30 [1] pc=[0000000000010054] W[r 5=0000000000000001][1] R[r 5=ffffe00000000025] R[r 0=0000000000000000] inst=[0012f293] andi    t0, t0, 1
C0:         31 [1] pc=[0000000000010058] W[r 0=0000000000000000][0] R[r 5=0000000000000001] R[r 0=0000000000000000] inst=[00028463] beqz    t0, pc + 8
C0:         32 [1] pc=[000000000001005c] W[r 0=0000000000000000][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[30301073] csrw    mideleg, zero
C0:         37 [1] pc=[0000000000010060] W[r10=0000000000000008][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[00800513] li      a0, 8
C0:         38 [1] pc=[0000000000010064] W[r 0=0000000000000000][1] R[r10=0000000000000008] R[r 0=0000000000000000] inst=[30451073] csrw    mie, a0
C0:         43 [1] pc=[0000000000010068] W[r 0=0000000a00001800][1] R[r10=0000000000000008] R[r 0=0000000000000000] inst=[30052073] csrs    mstatus, a0
C0:         48 [1] pc=[000000000001006c] W[r 0=0000000000000000][0] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[10500073] wfi
C0:         51 [0] pc=[0000000000010070] W[r 0=0000000000000000][0] R[r31=0000000000000008] R[r 0=0000000000000000] inst=[ffdff06f] j       pc - 0x4
C0:         70 [1] pc=[0000000000010000] W[r11=0000000002000000][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[020005b7] lui     a1, 0x2000
C0:         71 [1] pc=[0000000000010004] W[r10=0000000000000000][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[f1402573] csrr    a0, mhartid
C0:         74 [1] pc=[0000000000010008] W[r 0=0000000000000000][0] R[r10=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[00050463] beqz    a0, pc + 8
C0:         78 [1] pc=[0000000000010010] W[r12=0000000002000004][1] R[r11=0000000002000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[00458613] addi    a2, a1, 4
C0:         79 [1] pc=[0000000000010014] W[r13=0000000000000001][1] R[r 0=0000000000000000] R[r 0=0000000000000000] inst=[00100693] li      a3, 1
C0:         80 [1] pc=[0000000000010018] W[r 0=0000000000000000][0] R[r12=0000000002000004] R[r13=0000000000000001] inst=[00d62023] sw      a3, 0(a2)

どうも割り込みを待っている間、L2キャッシュに命令やデータなどを大量に取り込んでいるっぽい。 L2のAチャネルを見てみると、大量のデータ転送を確認することができる。