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tags: Research
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# rv32emu 加速規劃
參考 [ria-jit](https://github.com/ria-jit/ria-jit/blob/master/src/gen/instr/patterns.c)

`IR` 格式

{ instruction name, rs1, rs2, rd, h1, h2, imm}
*  mnem : mnem
 *  rs1, rs2, rd :
 *      rs1_h1 means, that rs1 of the instruction
 *      has to be the same as in the instruction at
 *      the position stored in h1. (block_cache[pattern_start + h1]).
 *      rs2, rd work the same. all are also available with h2.
 *
 *      Example:
 *      pattern_element jsjfbefjb[] = {
 *          {.....},
 *          {.....},
 *          {ADDI, rd_h1, DONT_CARE, rs1_h2, 1, 0, 1, 32}
 *      };
 *
 *      In this example, rs1 of the 3rd instruction has to be
 *      the same register as rd of the second instruction,
 *      and rd has to be the same register as rs1 of the first instruction.
 *      The immediate has to be 32.
 *
 *      NOTE: not all options are implemented for every field yet
 *            (to avoid unnecessary comparisons in matcher).
 *            Do so in the switch-case under the corresponding comments (e.g. "rs1 match") in optimize.c
 *
 *  h1, h2 : helper variables
 *
 *  imm : immediate
 *

Parse elf file 並將 elf file 中的指令轉成上述 IR 格式，一個 IR block 存有一串指令轉換後的 IR，IR block 的邊界為 branch 指令、jump 指令﹑label 或程式結束。這些 IR block 會存在 block cache 中，key 值為 block 中第一個指令的 `pc`。

## 更改部分
1. 在 function `elf_load` 中將指令轉為 IR，原本會將指令和資料寫入 memory，改動後只寫入資料。
2. 原本 JIT 流程如果找不到 block 會進行 `fetch_and_record` 指令，現在改成直接到 block cache 找對應的 IR block。
3. 將 instruction to C code 改寫成 IR to C code

>圖為原始 JIT 實作與加入 IR 後的比較
## 預期加速部分
* `fetch_and_record` 指令改成直接到 block cache 找對應的 IR block。
* IR 轉成 C code 時可以 package 多個指令，因為這個 IR 格式可以檢查暫存器的相依性
1. AUIPC + ADDI -> 指令合成一個 funciton
2. AUIPC + LW -> 指令合成一個 funciton
3. LUI + ALU 指令 -> 指令合成一個 funciton
4. ALU 指令 + branch 指令 -> 指令合成一個 funciton
5. LW + ALU 指令 + branch 指令 -> 指令合成一個 funciton
6. SLLI + SRLI -> 指令合成一個 funciton(改成用 and mask)
．．．待補