ЛР10-11. Обновление листинга

В утверждении irq_cause_o_mcause при ошибке выводилось значение не из тех бит.

Fixes #165

ERRATA.md

@@ -2,6 +2,122 @@
 
 ![http://95.215.8.74:5000/days_since_last_commit.png](http://95.215.8.74:5000/days_since_last_commit.png)
 
+**25.07.2026**: В _листинг II.10-1_ (стр. 179-181) были внесены изменения:
+
+1. Адреса программного стека и стека прерываний изменены с `3FFC` и `1FFC` на `1F0` и `F0` соответственно.
+   Младшая часть адресов изменена с `C` на `0` поскольку верхушка стека должна быть выровнена по границе в 16 байт (таково требование соглашения о вызовах).
+   Старшая часть адреса была уменьшена с `3F` до `01` и с `1F` до `00`, чтобы оба стека уместились в исходную память данных, чей размер изначально был задан в `memory_pkg` репозитория на значении в 512 байт.
+2. Поскольку адреса `1F0` и `F0` умещаются в 12 бит, загрузка этих адресов теперь умещается в одну инструкцию, а не две. Благодаря этому, инструкции `li`, расположенные по адресам `0x00` и `0x18` разворачиваются в одну инструкцию `addi`. Из-за этого изменились адреса всех инструкций в листинге.
+3. В листинге была допущена ошибка: верхушка указателя на стек была записана в регистр `x2`, однако в последствии в качестве верхушки стека использовался регистр `x5`. Теперь листинг использует корректный регистр `x2`.
+4. В начале обработчика перехвата `trap_handler` между инструкциями с адресами `0x44` и `0x48` была пропущена инструкция поднятия верхушки стека на 16 байт вверх `addi x2, x2, -16`. Аналогично, была пропущена инструкция опускания верхушки стека на 16 байт вниз `addi x2, x2, 16` в конце обработчика `done` между инструкциями с адресами `0x90` и `0x94` соответственно.
+
+<details>
+  <summary> Исправленная версия листинга </summary>
+
+```asm
+_start:
+# Инициализируем начальные значения регистров
+00: li x2, 0x00001F0        # устанавливаем указатель на верхушку стека
+04: li x3, 0x00000000       # устанавливаем указатель на глобальные данные
+
+08: la x5, trap_handler     # псевдоинструкция la аналогично li загружает число,
+                            # только в случае la — это число является адресом
+                            # указанного места (адресом обработчика перехвата)
+
+0C: csrw mtvec, x5          # устанавливаем вектор прерывания
+
+10: li x5, 0x000000F0       # готовим адрес верхушки стека прерывания
+
+14: csrw mscratch, x5       # загружаем указатель на верхушку стека прерывания
+
+18: li x5, -1               # подготавливаем маску, разрешающую все источники
+                            # прерывания
+
+1C: csrw mie, x5            # загружаем маску в регистр маски
+
+20: li x5, 1                # начальное значение глобальной переменной
+24: sw x5, 0(x3)            # загружаем переменную в память
+
+28: li x6, 0                # начальное значение, чтобы в симуляции не было xxx
+2C: li x7, 0                # начальное значение, чтобы в симуляции не было xxx
+
+# Вызов ecall исключительно из хулиганских соображений, поскольку в данной
+# микроархитектурной реализации это приведет к появлению illegal_instr и
+# последующей обработке исключения
+30: ecall
+
+# Вызов функции main
+main:
+34: beq x0, x0, main        # бесконечный цикл, аналогичный while (1);
+
+# ОБРАБОТЧИК ПЕРЕХВАТА
+# Без стороннего вмешательства процессор никогда не перейдёт к инструкциям ниже,
+# однако в случае перехвата в программный счетчик будет загружен адрес первой
+# нижележащей инструкции.
+
+# Сохраняем используемые регистры на стек
+trap_handler:
+38: csrrw x2, mscratch, x2  # меняем местами mscratch и x2
+3C: addi x2, x2, -16        # поднимаем верхушку стека на 16 байт вверх
+                            # (указатель на стек всегда должен быть выровнен
+                            # по границе в 16 байт)
+40: sw x6, 0(x2)            # сохраняем x6 на стек mscratch
+44: sw x7, 4(x2)            # сохраняем x7 на стек mscratch
+
+# Проверяем произошло ли прерывание
+48: csrr x6, mcause         # x6 = mcause
+4C: li x7, 0x80000010       # загружаем в x7 код того, что произошло прерывание
+50:                         # данная псевдоинструкция будет разбита на две
+                            # инструкции: lui и addi
+54: bne x6, x7, exc_handler # если коды не совпадают, переходим к проверке
+                            # на исключение
+# Обработчик прерывания
+58: lw x7, 0(x3)            # загружаем переменную из памяти
+5C: addi x7, x7, 3          # прибавляем к значению 3
+60: sw x7, 0(x3)            # возвращаем переменную в память
+64: j done                  # идем возвращать регистры и на выход
+
+exc_handler:                # Проверяем произошло ли исключение
+68: li x7, 0x0000002        # загружаем в x7 код того, что произошло исключение
+6C: bne x6, x7, done        # если это не оно, то выходим
+
+# Обработчик исключения
+70: csrr x6, mepc           # Узнаём значение PC (адреса инструкции,
+                            # вызвавшей исключение)
+74: lw x7, 0x0(x6)          # Загружаем эту инструкцию в регистр x7.
+                            # В текущей микроархитектурной реализации это
+                            # невозможно, т.к. память инструкций отделена от
+                            # памяти данных и не участвует в выполнении
+                            # операций load / store.
+                            # Другой способ узнать об инструкции, приведшей
+                            # к исключению — добавить поддержку статусного
+                            # регистра mtval, в который при исключении
+                            # может быть записана текущая инструкция.
+                            # Теоретически мы могли бы после этого
+                            # сделать что-то, в зависимости от этой инструкции.
+                            # Например, если это операция умножения — вызвать
+                            # подпрограмму умножения.
+
+78: addi x6, x6, 4          # Увеличиваем значение PC на 4, чтобы после
+                            # возврата не попасть на инструкцию, вызвавшую
+                            # исключение.
+7C: csrw mepc, x6           # Записываем обновленное значение PC в регистр mepc
+80: j done                  # идем восстанавливать регистры со стека и на выход
+
+# Возвращаем регистры на места и выходим
+done:
+84: lw x6, 0(x2)            # возвращаем x6 со стека
+88: lw x7, 4(x2)            # возвращаем x7 со стека
+8C: addi x2, x2, 16         # опускаем верхушку стека обратно на 16 байт вниз
+90: csrrw x2, mscratch, x2  # меняем обратно местами x2 и mscratch
+94: mret                    # возвращаем управление программе (pc = mepc)
+                            # что означает возврат в бесконечный цикл
+```
+
+</details>
+
+<br>
+
 **30.12.2025**: В Финальном обзоре ЛР№4 (стр. 111) указан неверный тип константы для инструкций переходов: 23-битная `const`, в то время как на самом деле используется 8-битная `offset`.
 
 <details>

Labs/04. Primitive programmable device/lab_04.tb_cybercobra.sv

@@ -10,32 +10,39 @@ See https://github.com/MPSU/APS/blob/master/LICENSE file for licensing details.
 */
 module lab_04_tb_CYBERcobra();
 
+  logic [31:0]  OUT;
+  logic         clk;
+  logic         rst;
+  logic [15:0]  sw_i;
+
+
   CYBERcobra DUT(
     .clk_i(clk),
-    .rst_i(rstn),
-    .sw_i (sw_i ),
+    .rst_i(rst),
+    .sw_i (sw_i),
     .out_o(OUT)
   );
 
-    wire [31:0] OUT;
-    reg clk;
-    reg rstn;
-    reg [15:0] sw_i;
-
   initial clk <= 0;
-    always #5 clk = ~clk;
+  always #5ns clk = ~clk;
 
   initial begin
+    logic [15:0] count_num;
     $display("Test has been started");
-    rstn = 1'b1;
-    #10;
-    rstn = 1'b0;
-    sw_i = 16'b100001000; //значение, до которого считает счетчик
-    #10000;
-    $display("\n The test is over \n See the internal signals of the CYBERcobra on the waveform \n");
+    rst = 1'b1;
+    repeat(2)@(posedge clk);
+    rst = 1'b0;
+    count_num = $urandom_range(5, 10);
+    sw_i = count_num;
+    repeat(count_num * 2 + 15) begin
+      @(posedge clk);
+    end
+    $display("\nThe test is over.");
+    $display("See the internal signals of the CYBERcobra on the waveform");
     $finish;
-    #5;
-    $display("You're trying to run simulation that has finished. Aborting simulation.");
+    @(posedge clk);
+    $display("You're trying to run simulation that has finished.");
+    $display("Aborting simulation.");
     $fatal();
   end
 

Labs/05. Main decoder/README.md

@@ -338,7 +338,7 @@ _Таблица 7. Описание портов дешифратора кома
 
 ## Инструменты
 
-**SystemVerilog** – это язык описания аппаратуры. С помощью этого языка человек объясняет либо синтезатору какое он хочет получить устройство, либо симулятору – как он хочет это устройство проверить. Синтезатор – это программа, которая создает из логических элементов цифровое устройство по описанию, предоставляемому человеком. Синтезатору внутри **Vivado** нужно объяснить, что от него нужно. Например, чтобы спросить дорогу у испанца, придется делать это на испанском языке, иначе он ничем не сможет помочь. А если вы хорошо знаете испанский, то скорее всего сможете это сделать еще и разными способами. В **SystemVerilog** точно также – одно и то же устройство можно описать разным кодом, но результат синтеза будет одним и тем же. Однако, часто два разных кода, одинаковых по смыслу, могут синтезироваться в разную аппаратуру, хотя функционально они будут идентичны, но могут отличаться, например, скоростью работы. Или одни и те же специальные языковые конструкции могут применяться для синтезирования разных цифровых элементов.
+**SystemVerilog** – это язык описания аппаратуры. С помощью этого языка человек объясняет либо синтезатору какое он хочет получить устройство, либо симулятору – как он хочет это устройство проверить. Синтезатор – это программа, которая создает из логических элементов цифровое устройство по описанию, предоставляемому человеком. Синтезатору внутри **Vivado** нужно объяснить, что от него требуется. Например, чтобы спросить дорогу у испанца, придется делать это на испанском языке, иначе он ничем не сможет помочь. А если вы хорошо знаете испанский, то скорее всего сможете это сделать еще и разными способами. В **SystemVerilog** точно также – одно и то же устройство можно описать разным кодом, но результат синтеза будет одним и тем же. В то же время два одинаковых по смыслу кода могут синтезироваться в разную аппаратуру. Будучи функционально идентичными, они могут отличаться, например, скоростью работы. Или одни и те же специальные языковые конструкции могут применяться для синтезирования разных цифровых элементов.
 
 Декодер – комбинационная схема. Это значит, что каждый раз подавая на вход одни и те же значения, вы будете получать на выходе один и тот же результат.
 

Labs/08. Load-store unit/lab_08.tb_lsu.sv

@@ -83,7 +83,7 @@ initial begin
     $stop();
     not_stopped = 0;
   end
-  @(posedge clk_i);
+  @(negedge clk_i);
     if(!core_stall_o) begin
       core_req_i    = $random;
       core_we_i     = $random;

Labs/10. Interrupt subsystem/README.md

@@ -237,81 +237,74 @@ _Рисунок 5. Структурная схема контроллера пр
 ```asm
 _start:
 # Инициализируем начальные значения регистров
-00: li x2, 0x00003FF0       # устанавливаем указатель на верхушку стека
-04:                         # данная псевдоинструкция будет разбита на две
-                            # инструкции: lui и addi
+00: li x2, 0x00001F0        # устанавливаем указатель на верхушку стека
+04: li x3, 0x00000000       # устанавливаем указатель на глобальные данные
 
-08: li x3, 0x00000000       # устанавливаем указатель на глобальные данные
-
-0С: la x5, trap_handler     # псевдоинструкция la аналогично li загружает число,
-10:                         # только в случае la — это число является адресом
+08: la x5, trap_handler     # псевдоинструкция la аналогично li загружает число,
+                            # только в случае la — это число является адресом
                             # указанного места (адресом обработчика перехвата)
-                            # данная псевдоинструкция будет разбита на две
-                            # инструкции: lui и addi
 
-14: csrw mtvec, x5          # устанавливаем вектор прерывания
+0C: csrw mtvec, x5          # устанавливаем вектор прерывания
 
-18: li x5, 0x00001FFC       # готовим адрес верхушки стека прерывания
-1С:                         # данная псевдоинструкция будет разбита на две
-                            # инструкции: lui и addi
+10: li x5, 0x000000F0       # готовим адрес верхушки стека прерывания
 
-20: csrw mscratch, x5       # загружаем указатель на верхушку стека прерывания
+14: csrw mscratch, x5       # загружаем указатель на верхушку стека прерывания
 
-24: li x5, 0x00010000       # подготавливаем маску прерывания единственного
-                            # входа прерываний
+18: li x5, -1               # подготавливаем маску, разрешающую все источники
+                            # прерывания
 
-28: csrw mie, x5            # загружаем маску в регистр маски
+1C: csrw mie, x5            # загружаем маску в регистр маски
 
-2С: li x5, 1                # начальное значение глобальной переменной
-30: sw x5, 0(x3)            # загружаем переменную в память
+20: li x5, 1                # начальное значение глобальной переменной
+24: sw x5, 0(x3)            # загружаем переменную в память
 
-34: li x6, 0                # начальное значение, чтобы в симуляции не было xxx
-38: li x7, 0                # начальное значение, чтобы в симуляции не было xxx
+28: li x6, 0                # начальное значение, чтобы в симуляции не было xxx
+2C: li x7, 0                # начальное значение, чтобы в симуляции не было xxx
 
 # Вызов ecall исключительно из хулиганских соображений, поскольку в данной
 # микроархитектурной реализации это приведет к появлению illegal_instr и
 # последующей обработке исключения
-3С: ecall
+30: ecall
 
 # Вызов функции main
 main:
-40: beq x0, x0, main        # бесконечный цикл, аналогичный while (1);
+34: beq x0, x0, main        # бесконечный цикл, аналогичный while (1);
 
 # ОБРАБОТЧИК ПЕРЕХВАТА
-# Без стороннего вмешательства процессор никогда не перейдет к инструкциям ниже,
+# Без стороннего вмешательства процессор никогда не перейдёт к инструкциям ниже,
 # однако в случае перехвата в программный счетчик будет загружен адрес первой
 # нижележащей инструкции.
 
 # Сохраняем используемые регистры на стек
 trap_handler:
-44: csrrw x5, mscratch, x5  # меняем местами mscratch и x5
-48: addi x5, x5, -16        # поднимаем верхушку стека на 16 байт вверх
+38: csrrw x2, mscratch, x2  # меняем местами mscratch и x2
+3C: addi x2, x2, -16        # поднимаем верхушку стека на 16 байт вверх
                             # (указатель на стек всегда должен быть выровнен
-                            # границе в 16 байт)
-4С: sw x6, 0(x5)            # сохраняем x6 на стек mscratch
-50: sw x7, 4(x5)            # сохраняем x7 на стек mscratch
+                            # по границе в 16 байт)
+40: sw x6, 0(x2)            # сохраняем x6 на стек mscratch
+44: sw x7, 4(x2)            # сохраняем x7 на стек mscratch
 
 # Проверяем произошло ли прерывание
-54: csrr x6, mcause         # x6 = mcause
-58: li x7, 0x80000010       # загружаем в x7 код того, что произошло прерывание
-5С:                         # данная псевдоинструкция будет разбита на две
+48: csrr x6, mcause         # x6 = mcause
+4C: li x7, 0x80000010       # загружаем в x7 код того, что произошло прерывание
+50:                         # данная псевдоинструкция будет разбита на две
                             # инструкции: lui и addi
-60: bne x6, x7, exc_handler # если коды не совпадают, переходим к проверке
+54: bne x6, x7, exc_handler # если коды не совпадают, переходим к проверке
                             # на исключение
 # Обработчик прерывания
-64: lw x7, 0(x3)            # загружаем переменную из памяти
-68: addi x7, x7, 3          # прибавляем к значению 3
-6С: sw x7, 0(x3)            # возвращаем переменную в память
-70: j done                  # идем возвращать регистры и на выход
+58: lw x7, 0(x3)            # загружаем переменную из памяти
+5C: addi x7, x7, 3          # прибавляем к значению 3
+60: sw x7, 0(x3)            # возвращаем переменную в память
+64: j done                  # идем возвращать регистры и на выход
 
 exc_handler:                # Проверяем произошло ли исключение
-74: li x7, 0x0000002        # загружаем в x7 код того, что произошло исключение
-78: bne x6, x7, done        # если это не оно, то выходим
+68: li x7, 0x0000002        # загружаем в x7 код того, что произошло исключение
+6C: bne x6, x7, done        # если это не оно, то выходим
 
 # Обработчик исключения
-7С: csrr x6, mepc           # Узнаём значение PC (адреса инструкции,
+70: csrr x6, mepc           # Узнаём значение PC (адреса инструкции,
                             # вызвавшей исключение)
-80: lw x7, 0x0(x6)          # Загружаем эту инструкцию в регистр x7.
+74: lw x7, 0x0(x6)          # Загружаем эту инструкцию в регистр x7.
                             # В текущей микроархитектурной реализации это
                             # невозможно, т.к. память инструкций отделена от
                             # памяти данных и не участвует в выполнении
@@ -325,19 +318,19 @@ exc_handler:                # Проверяем произошло ли иск
                             # Например, если это операция умножения — вызвать
                             # подпрограмму умножения.
 
-84: addi x6, x6, 4          # Увеличиваем значение PC на 4, чтобы после
+78: addi x6, x6, 4          # Увеличиваем значение PC на 4, чтобы после
                             # возврата не попасть на инструкцию, вызвавшую
                             # исключение.
-88: csrw mepc, x6           # Записываем обновленное значение PC в регистр mepc
-8С: j done                  # идем восстанавливать регистры со стека и на выход
+7C: csrw mepc, x6           # Записываем обновленное значение PC в регистр mepc
+80: j done                  # идем восстанавливать регистры со стека и на выход
 
 # Возвращаем регистры на места и выходим
 done:
-90: lw x6, 0(x5)            # возвращаем x6 со стека
-94: lw x7, 4(x5)            # возвращаем x7 со стека
-98: addi x5, x5, 16         # опускаем верхушку стека обратно на 16 байт вниз
-9С: csrrw x5, mscratch, x5  # меняем обратно местами x5 и mscratch
-A0: mret                    # возвращаем управление программе (pc = mepc)
+84: lw x6, 0(x2)            # возвращаем x6 со стека
+88: lw x7, 4(x2)            # возвращаем x7 со стека
+8C: addi x2, x2, 16         # опускаем верхушку стека обратно на 16 байт вниз
+90: csrrw x2, mscratch, x2  # меняем обратно местами x2 и mscratch
+94: mret                    # возвращаем управление программе (pc = mepc)
                             # что означает возврат в бесконечный цикл
 ```
 

Labs/11. Interrupt integration/program.mem

@@ -1,13 +1,10 @@
-00004137
-FF010113
+1f000113
 00000193
-04400293
-00028293
+03800293
 30529073
-000022B7
-FFC28293
+0F000293
 34029073
-000102B7
+FFF00293
 30429073
 00100293
 0051A023
@@ -15,10 +12,10 @@ FFC28293
 00000393
 00000073
 00000063
-340292F3
-ff028293
-0062A023
-0072A223
+34011173
+FF010113
+00612023
+00712223
 34202373
 800003B7
 01038393
@@ -34,8 +31,8 @@ ff028293
 00430313
 34131073
 0040006F
-0002A303
-0042A383
-01028293
-340292F3
+00012303
+00412383
+01010113
+34011173
 30200073

Labs/12. Daisy chain/lab_12.tb_daisy_chain.sv

@@ -82,7 +82,7 @@ irq_o_is_not_0: assert property (
 irq_cause_o_mcause: assert property (
   @(posedge clk_i) disable iff ( rst_i )
   irq_o |-> $onehot0(irq_cause_o[19:4])
-)else $error("error value on irq_cause_o: %08h, should be onehot", $sampled(irq_cause_o[20:5]));
+)else $error("error value on irq_cause_o: %08h, should be onehot", $sampled(irq_cause_o[19:4]));
 
 irq_cause_o_borders: assert property (
   @(posedge clk_i) disable iff ( rst_i )