Chisel3 - model - when

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介绍创建模块判断逻辑的when命令。

 

1. when/elsewhen/otherwise

 

伴生对象when中的工厂方法，会创建一个WhenContext：

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WhenContext含有方法elsewhen/otherwise:

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他们又各自创建一个新的WhenContext。

 

WhenContext的构造方法在类体中：

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when(cond){...}

 

a. firrtlDepth是判断的深度：when()时为0，elsewhen时即为1；所以当其大于0，则表明已经是一个else判断了，需要添加一条AltBegin命令；

b. cond是一个Option，包裹着一个无参但返回Bool的函数。when/elsewhen中有，otherwise中为None。所以when/elsewhen中会添加一条WhenBegin命令，而otherwise中则无。

c. Builder.whenDepth表示when嵌套的深度，第一层when为0，其block中的when的嵌套深度则为1。

d. block是一个call-by-name参数，如同一个无参带返回的函数，第一次使用时调用。就是花括号括住的那段代码。其中可以有另一个when结构，所以在执行block之前和之后，需要对Builder.whenDepth进行处理。

e. 如果是when/elsewhen，则添加WhenEnd命令；如果是otherwise，即cond为空，则添加OtherwiseEnd命令；

 

 

2. unless

 

unless基于when实现：

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3. switch/is

 

switch/is使用Scala的宏实现：

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宏是为了支持switch(state) {...}的写法。最终会把这个结构转换成为一个SwitchContext。

1) Tree为AST，即Abstract Syntax Tree，抽象语法树。cond为state，x为{...}这个代码块对应的AST。

2) {...}中为一系列的 is(s){...}，val q"..$body" = x 把x对应的列表，赋值给body，所以body是一个tree的列表，每个tree，是一个is(s){...}的结构；

3) q"""new SwitchContext($cond, None, Set.empty)""" 相当于调用new SwitchContext(cond, None, Set.empty) 返回一个SwithContext；

4) body.foldLeft(z)(op)，意为把body中的元素从左边开始逐个带入op运算，亦即每次折叠一个元素，最终返回一个结果。op接收两个参数，第一个参数为前一次折叠结果，第二个为下一个要折叠的元素。第一次op运算时，使用默认的z作为前一次的折叠结果。

 

a. 这里的z为new SwitchContext(cond, None, Set.empty) 创建的SwitchContext，而op为：

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所以，最后返回的是一个SwitchContext。

 

b. op的两个参数为acc, tree，acc为前一次的折叠结果SwitchContext，tree为下一个待折叠的is(s){...};

 

c. tree是一个is(){}调用，定义为：

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其只是一个占位符，方法实现只是一个简单的判断，并没有具体的实现。

 

d. case q"chisel3.util.is.apply( ..$params )( ..$body )" 取出is(s,s,s,s,s){...} 中的states作为params，而{...}作为代码块body；

 

e. q"$acc.is( ..$params )( ..$body )" 调用acc（SwitchContext）的is方法，并传入两个参数列表：

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总结下来，过程就是首先创建一个SwitchContext类的对象，然后逐个调用其is方法，最后返回一个SwitchContext对象；

 

5) 返回最后的折叠结果，也就是一个SwitchContext对象：q"""{ $res }"""

 

 

SwitchContext的实现如下：

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其基于WhenContext：

a. 状态v和已有的状态值需要互斥，亦即不能存在多个相同的状态值判断；

b. 如果v是多个状态，则只需要有一个为真即可：def p = v.map(_.asUInt === cond.asUInt).reduce(_||_)

c. 如果是第一个is(s)判断，则使用when()，如果是后续的is(s)判断，则使用elsewhen：

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