TI C6x指令集模拟器的设计与实现

admin · 发表于 2023-10-15 15:17:13

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本文主要介绍了TI C6x的指令集模拟器的设计、实现的全过程。主要分四个部分分别介绍了C6x指令集模拟器的模拟策略和各功能的设计与实现，包括二进制可执行文件的加载，定点功能的设计实现和浮点功能的设计实现。指令集的模拟策略一直是这一专业领域研究的主要课题，前人提出了很多有效的模拟方案。我们在研究和分析了这些的模拟策略之后，根据C6x体系结构的特点，选择了解释型的模拟器策略。在此策略的指导下，完成了模拟器的总体设计。由于CCS编译出来的可执行目标文件时是COFF文件格式，我们要加载此类文件，就有必要研究COFF文件的格式，并实现一个COFF文件加载器。在加载器成功加载了段数据之后，应初始化模拟器的PCE1指针，使其指向程序入口。模拟器的定点功能设计实现是模拟器开发过程中，工作量最大的一个模块。在模拟器流水线的设计上，采用了倒序的执行方式，有利于模拟器的实现。流行线执行过程中，我们先把取指包，拆分成一个个的指令包。再把指令包中的二进制指令转换成中间代码，填充我们设计的数据结构。在此基础上，依据指令操作码和执行的功能单元执行可判定具体是哪条指令，继而完成指令所要求的操作。模拟器的浮点功能的设计实现，主要运用了fenv.h（该文件在C99才引入）中提供的接口。通过使用其提供的接口，把模拟器的浮点运算交给宿主机的浮点运算器，而我们的模拟器直接获取浮点运算器的运算结果，同时根据浮点运算器上的异常状态，设置模拟器相应的浮点状态寄存器，从而避免了繁琐的模拟硬件浮点预算。最后为了验证模拟器的正确性，检验本文的工作成果，对模拟器进行了相应的单元测试及系统测试，检验了模拟器的正确性。

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