FrontendTrigger子模块

该子模块的主要作用是在前端设置硬件断点和检查。

该模块的输入pc有一个隐含条件，那就是这个pc是通过ftq传递的startAddr计算出来的。

FrontendTrigger功能介绍

断点设置和断点检查

在IFU的FrontendTrigger模块里共4个Trigger，编号为0,1,6,8，每个Trigger的配置信息（断点类型、匹配地址等）保存在tdata寄存器中。

当软件向CSR寄存器tselect、tdata1/2写入特定的值时，CSR会向IFU发送tUpdate请求，更新FrontendTrigger内的tdata寄存器中的配置信息。 目前前端的Trigger仅可以配置成PC断点（mcontrol(tdata1)寄存器的select位为0；当select=1时，该Trigger将永远不会命中，且不会产生异常）。

在取指时，IFU的F3流水级会向FrontendTrigger模块发起查询并在同一周期得到结果。后者会对取指块内每一条指令在每一个Trigger上做检查， 当指令的PC和tdata2寄存器内容的关系满足mcontrol的match位所指示的关系（香山支持match位为0、2、3，对应等于、大于、小于）时， 该指令会被标记为Trigger命中，随着执行在后端产生断点异常，进入M-Mode或调试模式。

链式断点

根据RISCV的debug spec，香山实现的是mcontrol6。

前端的0、6、8号Trigger支持Chain功能。 当它们对应的Chain位被置时，只有当该Trigger和编号在它后面一位的Trigger同时命中，且timing配置相同时（在最新的手册中，这一要求已被删除），处理器才会产生异常。其中可以和6,8号trigger实现chain功能的7,9号trigger在后端访存部件中。

FrontendTrigger 接口说明

设计上并没有提供一个或一组对外的接口来查询某个断点的状态，因此，要在测试中检查断点状态，要么需要检查内部信号的情况（仓库中提供的构建脚本已经暴露了所有内部信号），要么通过具体执行过程中，断点的触发情况来判定。

输入接口

主要分为控制接口和执行信息（目前执行信息只有pc）

控制接口 io_frontendTrigger

本接口存储了frontendTrigger的控制信息，包含以下信号/信号组：

debugMode

当前是否处于debug模式下

tEnableVec

对FrontendTrigger的每个断点，指示其是否有效。

tUpdate

更新断点的控制信息，包含以下信号/信号组：

valid：此次更新是否有效/是否更新。

bits_addr：此次更新的是哪个断点（0~3）

bits_tdata_action：断点触发条件达成后的行为

bits_tdata_chain：断点是否链式传导

bits_tdata_matchType：断点匹配类型（等于、大于、小于三种）

bits_tdata_select：目前为止，select为0时为pc断点

bits_tdata_tdata2：用于和PC比较的基准值

triggerCanRaiseBpExp

trigger是否可以引起异常

pc

pc有一个隐含条件，就是16条指令的pc必定是连续的

输出接口

triggered：16条指令的断点触发情况。

FrontEndTrigger 测试点和功能点

功能点1 设置断点和断点检查

FrontEndTrigger目前仅支持设置PC断点，这通过设置断点的tdata1寄存器的select位为0实现。 同时，tdata2寄存器的mcontrol位负责设置指令PC和tdata2寄存器的地址需要满足的关系， 关系满足时，该指令会被标记为trigger命中。

所以，基于以上功能描述，我们需要测试：

select位为1时，断点是否永远不会触发。

select位为0时，当PC和tdata2的数据的关系满足tdata2的match位时，是否会设置断点。

select位为0时，当PC和tdata2的数据的关系不满足tdata2的match位时，断点是否一定不会触发。

综上所述，我们在这一功能点设计的测试点如下：

序号	名称	描述
1.1	select1判定	给定tdata1的select位为1，随机构造其它输入，检查断点是否没有触发
1.2.1	select0关系匹配判定	给定tdata1的select位为0，构造PC与tdata2数据的关系同tdata2的match位匹配的输入，检查断点是否触发
1.2.2	select0关系不匹配判定	给定tdata1的select位为0，构造PC与tdata2数据的关系同tdata2的match位不匹配的输入，检查断点是否触发

功能点2 链式断点

当某一个trigger的chain位被置后，当其后的trigger的chain位未设置，且两个trigger均命中并且两个trigger的timing相同时，后一个trigger才会触发。

对0号trigger，不需要考虑链式的情况

由此，我们可以设置几种测试点：

序号	名称	描述
2.1	chain位测试	对每个trigger，在满足PC断点触发条件的情况下，设置chain位，检查断点是否一定不触发。
2.2.1	未命中测试	对两个trigger，仅设置前一个trigger的chain位且两trigger的timing位相同，设置后一个trigger命中而前一个未命中，检查后一个trigger是否一定不触发。
2.2.2	命中测试	对两个trigger，仅设置前一个trigger的chain位且两trigger的timing位相同且均命中，检查后一个trigger是否触发。

测试点汇总

序号	功能	名称	描述
1.1	断点设置和检查	select1判定	给定tdata1的select位为1，随机构造其它输入，检查断点是否没有触发
1.2.1	断点设置和检查	select0关系匹配判定	给定tdata1的select位为0，构造PC与tdata2数据的关系同tdata2的match位匹配的输入，检查断点是否触发
1.2.2	断点设置和检查	select0关系不匹配判定	给定tdata1的select位为0，构造PC与tdata2数据的关系同tdata2的match位不匹配的输入，检查断点是否触发
2.1	链式断点	chain位测试	对每个trigger，在满足PC断点触发条件的情况下，设置chain位，检查断点是否一定不触发
2.2.1	链式断点	未命中测试	对两个trigger，仅设置前一个trigger的chain位，设置后一个trigger命中而前一个未命中，检查后一个trigger是否一定不触发
2.2.2	链式断点	命中测试	对两个trigger，仅设置前一个trigger的chain位，检查后一个trigger是否触发