# 关于 CPU 输出序列检查题的调试建议

CPU 输出序列检查题本身的思路不是很难，实现时却总是会因为一些细节问题导致出现各种问题，笔者昨天晚上在和室友一起调试时对此深有体会，因此在这里总结了几点调试的建议和方法与大家分享，同时也欢迎大家分享自己更好的调试方法

# 对拍程序

这一点要求你或者你的朋友需要已经写出一份 AC 的代码

对拍，顾名思义，就是将两个程序给相同的输入，看看输出是否一样。

既然如此，我们就需要几个步骤来实现它：

生成测试数据；
两个程序分别跑一遍，生成两个输出；
比较两个输出。

下面我来介绍一下以本题为例，如何进行对拍（本文示例的是在 Windows 环境下的对拍，也欢迎大家分享在 Linux 和 macOS 环境下对拍方法）

# 准备阶段

首先，你需要按照岳诗扬同学的帖子关于如何 vscode 配置 verilog 运行环境 - 讨论区 - 系统能力课程实验平台 (buaa.edu.cn) 配置好 iverilog 环境，如何测试这一点？按 Windows + R 呼出 “运行” 窗口，输入 cmd 按回车打开命令提示符

输入 iverilog 和 vvp ，见到以上提示，则表示环境已经配置完毕

# 编写对拍程序

你需要熟悉某一种编程语言，例如 Python ， C++ ， C 等语言来完成对拍程序，本文以 C++ 语言为例说明

在 C++ 中，我们使用下面代码可以生成一个 [0, x) 范围内的随机数

srand(time(NULL));
int random_number = rand() % x;

使用时需要包含 #include <ctime> 和 #include <cstdlib>

想要生成一个十六进制数字可以这样做

const char hexd[] = "0123456789abcdef";
data[tot++] = hexd[rand()%16];

有了这些知识，你就应该可以利用循环结构等来实现数据生成器了，这里有一份本题的数据生成器的示例代码 Ubuntu Pastebin

然后你需要把这些生成数据写入 testbench 模板中，这时可以利用 C++ 的文件操作进行，这是一份生成 testbench 的示例代码 Ubuntu Pastebin，注意在示例代码中需要生成两个 testbench，分别是 my_checker_std.v 和 my_checker_src.v ，分别实例化 std.v 和 src.v ，其中 std.v 就是标程，就是那一份已经 AC 的正确代码， src.v 是需要测试的代码

注意这里的 testbench 需要有这样一句

	always @(posedge clk) begin
	if (!reset && !finish) begin
	$display("%d %d", format_type, error_code);
	end
	end

将两个答案分别输出到控制台

接下来就是将两个程序分别跑一遍，这里需要你具备一些 Windows 命令提示符的操作基础

void Running() {
    system("iverilog -o my_checker_std.v.out my_checker_std.v");
    system("vvp my_checker_std.v.out > std.txt");
    system("iverilog -o my_checker_src.v.out my_checker_src.v");
    system("vvp my_checker_src.v.out > src.txt");
}

system() 函数是将其参数在命令提示符中运行

iverilog -o my_checker_std.v.out my_checker_std.v

作用是将 my_checker_std.v 处理后生成目标文件，~~类似于 C++ 和 C 语言中的编译过程？~~

vvp my_checker_std.v.out > std.txt

作用是将目标文件进行仿真运行，并将运行结果重定向输出到 std.txt 文件中

或者你也可以自己尝试在命令提示符下运行上述两条指令，观察一下运行的结果

接下来是比较两个输出，经过上述操作后，两个程序的输出结果分别在 std.txt 和 src.txt 文件中，这时读取文件内容，进行比较，输出结果即可，相信大家很容易编写出相应的程序，或者你可以使用 Windows 命令提示符中的 fc 命令来实现，具体可以百度搜索

这是完整的对拍器代码 Ubuntu Pastebin

可以直接使用，使用时新建目录，把上述代码复制到 comp.cpp 文件中，把待对拍的程序命名为 src.v 复制到该目录下，标程命名为 std.v 复制到该目录下，编译运行 comp.cpp 程序即可

利用这一方法可以快速找到错误数据，从而快速对程序进行调试

# 考虑边界条件数据

题目的要求如下

那么，pc 的值是否需要特殊验证一下 0x0000_3000 和 0x0000_4fff 是否能给出正确结果？同理 addr 是否也需要验证一下 0x0000_0000 和 0x0000_2fff 能不能给出正确的输出？grf 输入 0 和 31 是结果对不对？

对拍程序可以测试大量的数据，看代码的整体逻辑有没有大的问题，如果你只有某一个测试点（~~比如第三个~~）过不了，就需要考虑一下这些特殊的边界条件数据了

# 最后

审题！

如果边界条件也没有问题，那么可能就是题目条件没有审清楚，比如该题的必须为 4 的整数倍，那么 0 也是 4 的整数倍，有的处理方法可能可以在没考虑该情况时过掉第三个点，但比如使用 lowbit 就得单独判断为 0 的情况。