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8a79f1de90
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@ -98,14 +98,19 @@ make all TL=python
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BPU是CPU中的一个模块，单独无法运行，为了对BPU中的子模块进行验证，本环境提供了其所需的外围环境来驱动BPU中的各个模块。
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### Fake-FTQ
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### 分支 Trace 工具：BRTParser
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TBD
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BRTParser 使我们专门为 BPU 验证所设计的能够自动抓取、解析程序指令流中的分支信息的工具，它基于香山前端的开发工具 `OracleBP`。 BRTParser 内部集成了 NEMU 模拟器，可以直接运行程序，并在其中抓取分支信息。BRTParser 会将抓取到的分支信息解析成一种通用的格式，方便后续的验证工作。
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### 分支Trace
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具体请参见 `utils` 目录下的 `BRTParser`。
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TBD
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### FTQ 运行环境
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由于单独的子预测器模块并无法运行真实的程序，更无法验证其在实际程序中的预测准确率与功能正确性。因此，我们提供了一个简易的 FTQ 环境，该环境使用了 BRTParser 生成的分支信息来生成程序指令执行流。FTQ 将会解析预测器的预测结果，并与实际的分支信息进行比对，从而验证预测器的准确性。另外，FTQ 还会向 BPU 发出重定向信息与更新信息，使得预测器可以在 FTQ 的环境中不间断运行。
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为了使一个子预测器能够正常工作，我们还模拟了 BPU 顶层模块，为子预测器提供时序控制等功能。对于非 FTB 类型的子预测器，我们还提供了一个简易的 FTB 实现，用于向子预测器结果中添加 FTB 基础预测结果信息。
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目前，我们使用 FTQ 环境驱动了 uFTB 子预测器，并编写了时序精确的 uFTB 参考模型。FTQ 环境的具体实现和使用方法都可以在这个测试用例中获取，详见 `test_src/uFTB-with-ftq`。
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## 验证示例
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@ -2,9 +2,9 @@
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## 介绍
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本项目提供了基于真实指令流的香山处理器 uFTB 分支预测器的仿真验证环境，以及时钟精确的 uFTB 参考模型，最终可给出 uFTB 的分支预测准确率。
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本测试用例提供了基于真实指令流的香山处理器 uFTB 分支预测器的仿真验证环境，以及时钟精确的 uFTB 参考模型，最终可给出 uFTB 的分支预测准确率。
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为此，本项目为 uFTB 提供了简易的 BPU Top Wrapper，以向 uFTB 提供时序控制和输入输出处理。并向 BPU Top 提供了简易的 FTQ 实现，FTQ 中实例化了一个真实的程序仿真器，用于生成真实指令流，FTQ 会处理 BPU 产生的预测结果，并向 BPU 提供更新请求与重定向请求的执行反馈。大致的结构可参考下图：
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为此，我们为 uFTB 提供了简易的 BPU Top Wrapper，以向 uFTB 提供时序控制和输入输出处理。并向 BPU Top 提供了简易的 FTQ 实现，FTQ 中实例化了一个真实的程序仿真器，用于生成真实指令流，FTQ 会处理 BPU 产生的预测结果，并向 BPU 提供更新请求与重定向请求的执行反馈。大致的结构可参考下图：
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@ -20,17 +20,23 @@
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**2. 生成 BRTParser Trace 工具**
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为了生成真实的指令流，BRTParser 作为一个自定义的工具已经被放置在了本仓库中，但其中缺少了模拟器仿真程序，需要自行编译生成，具体步骤参见 https://github.com/yaozhicheng/NEMU
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为了生成真实的指令流，BRTParser 作为一个自定义的工具已经被放置在仓库根目录下的 `utils` 文件夹中，但其中缺少了模拟器仿真程序，需要自行编译生成，具体步骤参见 https://github.com/yaozhicheng/NEMU
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生成编译结果 `NemuBR` 后，将其放置在 `BRTParser` 目录下，工具即可正常使用。
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生成编译结果 `NemuBR` 后，将其放置在 `utils/BRTParser` 目录下，工具即可正常使用。
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**3. 编译 DUT**
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参照 https://github.com/XS-MLVP/env-xs-ov-00-bpu 编译 DUT，将编译结果（`UT_FauFTB`）放置本仓库根目录下。
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在本仓库根目录下执行
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```shell
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make uftb TL=python
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```
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即可生成 DUT 编译结果，编译结果无需移动，程序会自动检索对应目录。
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### 仿真验证
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在本仓库根目录下执行
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在本测试用例目录下执行
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```shell
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python uftb-env/tb.py
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@ -40,38 +46,23 @@ python uftb-env/tb.py
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程序运行结束后，会打印出分支预测的统计信息。
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若要更改需要执行的程序，可在 `config.py` 中更改相应变量的值，仿真所需的真实程序已经放置在 `ready-to-run` 目录下。若要更改仿真所持续的周期数，可在 `config.py` 中更改 `MAX_CYCLE` 的值。
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若要更改需要执行的程序，可在 `config.py` 中更改相应变量的值，仿真所需的真实程序已经放置仓库 `utils/ready-to-run` 目录下。若要更改仿真所持续的周期数，可在 `config.py` 中更改 `MAX_CYCLE` 的值。
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## 使用说明
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### 目录结构
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```
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uFTB-env/
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├── BRTParser # BRTParser 工具，用于生成真实指令流
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│ ├── __init__.py
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│ ├── NemuBR.txt
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│ └── NemuBR # 编译生成的模拟器仿真程序
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├── LICENSE
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├── README.assets
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│ └── env.png
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├── README.md
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├── ready-to-run # 可供直接运行的真实程序
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│ ├── coremark-2-iteration.bin
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│ ├── linux-0xa0000.bin
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│ ├── linux.bin
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│ └── microbench.bin
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├── uftb-env # uFTB 环境源码
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│ ├── bpu_top.py # BPU Top Wrapper
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│ ├── bundle.py # 定义了 DUT 相关接口
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│ ├── config.py # 与 uFTB 相关的配置信息
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│ ├── executor.py # 对 BRTParser 工具的封装
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│ ├── ftb.py # FTB 项相关结构
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│ ├── ftq.py # FTQ 实现
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│ ├── tb.py # 测试用例
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│ ├── uftb_model.py # uFTB 参考模型
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│ └── utils.py # 相关工具函数
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└── UT_FauFTB # DUT 编译结果
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uftb-env/ # uFTB 环境源码
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├── bpu_top.py # BPU Top Wrapper
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├── bundle.py # 定义了 DUT 相关接口
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├── config.py # 与 uFTB 相关的配置信息
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├── executor.py # 对 BRTParser 工具的封装
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├── ftb.py # FTB 项相关结构
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├── ftq.py # FTQ 实现
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├── tb.py # 测试用例
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├── uftb_model.py # uFTB 参考模型
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└── utils.py # 相关工具函数
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```
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### 指令执行器
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@ -98,7 +89,7 @@ FTQ 的工作流程如下：
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- 如果预测块指示 FTB 项 hit，并且预测结果中的起始 PC 与执行器当前 PC 相同，则说明本次预测有效。FTQ 会根据预测结果调用执行器，若执行过程中出现与预测结果不符的情况，则 FTQ 生成重定向请求，以供 BPU 恢复到正确状态。
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3. 生成更新和重定向请求。FTQ 会使用新生成或者更新后的 FTB 项生成更新请求，如果有预测错误还会生成重定向请求。最终，FTQ 会将更新请求和重定向请求传递给 BPU。
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在该 FTQ 实现中，仅仅根据 s1 通道的预测结果来更新 FTQ 队列，对于 s2, s3 通道的预测结果没有进行相应。因此，若需要验证 s2, s3 通道的预测结果，需要对 FTQ 的该部分进行相应的修改。
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在该 FTQ 实现中，仅仅根据 s1 通道的预测结果来更新 FTQ 队列，对于 s2, s3 通道的预测结果没有进行响应。因此，若需要验证 s2, s3 通道的预测结果，需要对 FTQ 的该部分进行相应的修改。
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### BPU Top Wrapper
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@ -115,14 +106,3 @@ FTQ 的工作流程如下：
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在本项目中还实现了一个 `FTBProvider` 用于提供基于 FTB 项的基础预测结果，如果需要验证非 FTB 项的预测结果，需要将 `ftb_provider_stage_enable` 中相应阶段开关打开，便可以在相应阶段添加 FTB 的预测结果。
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@ -0,0 +1,5 @@
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# BRTParser
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分支 Trace 工具。
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请参照 https://github.com/yaozhicheng/NEMU 编译生成模拟器仿真程序。
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