Lx5280模拟器移植设计及实施

夏兴昇

（江苏经贸职业技术学院 江苏 南京 211168）

在分析模拟器基本原理，剖析GNU模拟器源程序，及分析了Lx5280新增部分的基础上，开始对模拟器进行移植，下面是移植设计及实施。

1 移植设计

1.1 Lx5280增加的结构和指令总结

经过第三章Lx5280结构分析，总结出Lx5280在结构上增加有：

（1）采取超标量流水线结构

（2）增加 Circular Buffers

（3）增加 Zero Overhead Loop 功能

（4）增加了一个用于乘除的DMAC单元

（5）增加了8个高优先级中断

增加的指令有六大类：

（1）双字读写指令

LT、ST

从存储器读写双字（64位）到一对偶数开始的通用寄存器中。

（2）Circular Buffers 存取操作指令（指令含”P”）

LBP[.Cn]、 LBPU[.Cn]、LHP[.Cn]、 LHPU[.Cn]、 LWP[.Cn]、LTP[.Cn]、 SBP[.Cn]、SHP[.Cn]、 SWP[.Cn]、STP[.Cn]

（3）对新增寄存器操作指令

MFRU、 MTRU 读 写 cbe[0-2]、cbs[0-2]、lpc0、lps0、lpe0、mmd

MFRK、MTRK 读写Lexra-Cop0kernal寄存器（目前保留）

MFLXC0 、MTLXC0 读 写 ESTATUS、ECAUSE、INTVEC

（4）DMAC 操作指令

CMULTA

DIVA(U)

MULTA(U)、MULTA2、MADDA(U)、MADDA2[.S]

MSUBA(U)、MSUBA2[.S]、MULNA2 、

SUBMA[.s]、ADDMA[.s]

MTA2[.G]、MFA、MFA2

RNDA2

（5）算数操作指令、

ADDR、SUBR、SLTR、SLLV、SRLV、SRAV、MIN、MAX、ABSR、MUX、CLS、BITREV

（6）条件转移指令

CMVEQZ[.H][.L]、CMVNEZ[.H][.L]

1.2 移植设计分析

下面按照配置文件修改，对新增结构支持，对新增指令支持的顺序进行分析。

1.2.1 要求产生的模拟器为支持Lx5280的模拟器，将配置时的target定为lx5280。这就需要对configure文件进行修改，以支持target＝lx5280。对于mips和lx5280在基本配置上都一样，只是他们的指令集不同（mips用MIPS1指令集，lx5280用lx5280指令集），所以在非指令集配置中含有mips选项的就增加lx5280选项，而对于指令集配置要对lx5280单独配置。

1.2.2 对于新增超标量流水线结构，如前面所述，它不影响程序的执行，而且模拟它并不能提高模拟器的速度，所以不移植。

1.2.3 对于 Circular Buffers。 它包含 cbs[0-2]、cbe[0-2]六个32位寄存器，增加到原来的寄存器组registers中即可，相关指令会根据其内容进行操作。

1.2.4 对于 Zero Overhead Loop 功能。 它包含 lps0、lpe0、lpc0三个32位寄存器。同样增加到原来的寄存器组registers中。可但它的行为并不是靠指令驱动的，而是在每条指令执行期间都会发生，并且是靠硬件完成的，判断PC值是否和它的寄存器值相匹配。……