source: trunk/IPs/systemC/processor/Morpheo/Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Decod_unit/Decod/src/Decod_genMealy.cpp @ 137

Last change on this file since 137 was 137, checked in by rosiere, 14 years ago

Various modif (add test, and vhdl)
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 17.6 KB
Line 
1#ifdef SYSTEMC
2/*
3 * $Id: Decod_genMealy.cpp 137 2010-02-16 12:35:48Z rosiere $
4 *
5 * [ Description ]
6 *
7 */
8
9#include "Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Decod_unit/Decod/include/Decod.h"
10
11namespace morpheo                    {
12namespace behavioural {
13namespace core {
14namespace multi_front_end {
15namespace front_end {
16namespace decod_unit {
17namespace decod {
18
19
20#undef  FUNCTION
21#define FUNCTION "Decod::genMealy"
22  void Decod::genMealy (void)
23  {
24    log_begin(Decod,FUNCTION);
25    log_function(Decod,FUNCTION,_name.c_str());
26
27    if (PORT_READ(in_NRESET))
28      {
29    //-----------------------------------
30    // Initialization
31    //-----------------------------------
32    Tcontrol_t context_event_val = false;
33    Tcontrol_t ifetch_ack [_param->_nb_context][_param->_max_nb_inst_fetch];
34    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_context; i++)
35      for (uint32_t j=0; j<_param->_nb_inst_fetch[i]; j++)
36        ifetch_ack [i][j] = false;
37
38    Tcontrol_t predict_val [_param->_nb_inst_decod];
39    Tcontrol_t decod_val   [_param->_nb_inst_decod];
40    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_inst_decod; i++)
41      {
42        decod_val   [i] = false;
43        predict_val [i] = false;
44      }
45
46    Tcontrol_t can_continue      [_param->_nb_context];
47    Tcontrol_t have_decod_branch [_param->_nb_context];
48
49    Tcontext_t      CONTEXT_EVENT_CONTEXT_ID    = 0;
50    Tdepth_t        CONTEXT_EVENT_DEPTH         = 0;
51    Tevent_type_t   CONTEXT_EVENT_TYPE          = 0;
52    Tcontrol_t      CONTEXT_EVENT_IS_DELAY_SLOT = 0;
53    Tgeneral_data_t CONTEXT_EVENT_ADDRESS       = 0;
54    Tgeneral_data_t CONTEXT_EVENT_ADDRESS_EPCR  = 0;
55
56    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_context; i++)
57      {
58        internal_CONTEXT_HAVE_TRANSACTION [i] = false;
59        internal_CONTEXT_ADDRESS_PREVIOUS [i] = reg_CONTEXT_ADDRESS_PREVIOUS [i];
60        internal_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT    [i] = reg_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT    [i];
61       
62        can_continue                      [i] = PORT_READ(in_CONTEXT_DECOD_ENABLE [i]);
63        have_decod_branch                 [i] = false;
64      }
65   
66    //-----------------------------------
67    // Loop of decod
68    //-----------------------------------
69    // scan all decod "slot_out"
70    std::list<generic::priority::select_t> * select = _priority->select();
71    std::list<generic::priority::select_t>::iterator it=select->begin();
72    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_inst_decod; i++)
73      {
74        log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"  * DECOD [%d]",i);   
75
76        bool ifetch_val = false;
77        while ((it != select->end())    and  // have a no scanned "slot_in" ?
78//             (decod_val [i] == false) and  // have not a previous selected entry?
79               (ifetch_val    == false) and  // not find ifetch instruction valid
80               (context_event_val == false)) // Have not a context_event (spr_access, exception, ...)
81          {
82//          predict_val [i] = false;
83
84            Tcontext_t x = it->grp;
85            uint32_t   y = it->elt;
86
87            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"    * IFETCH [%d][%d]",x,y);   
88            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * in_IFETCH_VAL          : %d",PORT_READ(in_IFETCH_VAL [x][y]));
89            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * can_continue           : %d",can_continue [x]               );
90
91            // Test if this instruction is valid
92            if ((PORT_READ(in_IFETCH_VAL [x][y]) == 1) and // entry is valid
93                (can_continue [x]                == 1))    // context can decod instruction (have not a previous event)
94              {
95                log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * decod_ack              : %d",PORT_READ(in_DECOD_ACK [i]));
96
97                ifetch_val        = true;
98                decod_val  [i]    = true;                        // fetch_val and decod_enable
99                ifetch_ack [x][y] = PORT_READ(in_DECOD_ACK [i]); // fetch_val and decod_enable and decod_ack
100
101                Tgeneral_data_t addr = PORT_READ(in_IFETCH_ADDRESS [x][y]);
102
103                _decod_instruction->_instruction        = PORT_READ(in_IFETCH_INSTRUCTION [x][y]);
104                _decod_instruction->_context_id         = x;
105                _decod_instruction->_address_previous   = internal_CONTEXT_ADDRESS_PREVIOUS [x];
106                _decod_instruction->_address            = addr; //Compute the current address
107                _decod_instruction->_address_next       = addr+1;
108                _decod_instruction->_is_delay_slot      = internal_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT [x];
109#ifdef STATISTICS
110                _decod_instruction->_opcod              = -1; // not necessary
111#endif
112                _decod_instruction->_type               = 0; // not necessary
113                _decod_instruction->_operation          = 0; // not necessary
114                _decod_instruction->_no_execute         = 0; // not necessary
115                _decod_instruction->_has_immediat       = 0; // not necessary
116                _decod_instruction->_immediat           = 0; // not necessary
117                _decod_instruction->_read_ra            = 0; // not necessary
118                _decod_instruction->_num_reg_ra         = 0; // not necessary
119                _decod_instruction->_read_rb            = 0; // not necessary
120                _decod_instruction->_num_reg_rb         = 0; // not necessary
121                _decod_instruction->_read_rc            = 0; // not necessary
122                _decod_instruction->_num_reg_rc         = 0; // not necessary
123                _decod_instruction->_write_rd           = 0; // not necessary
124                _decod_instruction->_num_reg_rd         = 0; // not necessary
125                _decod_instruction->_write_re           = 0; // not necessary
126                _decod_instruction->_num_reg_re         = 0; // not necessary
127                _decod_instruction->_exception_use      = EXCEPTION_USE_NONE; // not necessary
128                _decod_instruction->_exception          = EXCEPTION_DECOD_NONE; // not necessary
129                _decod_instruction->_branch_condition   = 0; // not necessary
130//              _decod_instruction->_branch_stack_write = 0; // not necessary
131                _decod_instruction->_branch_direction   = 0; // not necessary
132                _decod_instruction->_event_type         = EVENT_TYPE_NONE; // not necessary
133               
134
135
136                // Test IFetch exception
137                Texception_t ifetch_exception = PORT_READ(in_IFETCH_EXCEPTION [x][y]);
138
139                if (ifetch_exception == EXCEPTION_IFETCH_NONE)
140                  {
141                    // Decod !
142                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * address                : %.8x (%.8x)",addr,(addr<<2));
143                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * is_delay_slot          : %d",internal_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT [x]);
144                   
145                    instruction_decod (_decod_instruction, _decod_param[x]);
146
147                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * address_next           : %.8x (%.8x)",_decod_instruction->_address_next,(_decod_instruction->_address_next<<2));
148                  }
149                else
150                  {
151                    // No decod : nop
152                    instruction_l_nop (_decod_instruction, _decod_param[x]);
153
154                    _decod_instruction->_exception_use = EXCEPTION_USE_NONE;
155                    _decod_instruction->_exception     = exception_ifetch_to_exception_decod(ifetch_exception);
156                   
157                    // INSTRUCTION_TLB 
158                    // INSTRUCTION_PAGE
159                    // BUS_ERROR       
160                    if (_decod_instruction->_is_delay_slot)
161                      _decod_instruction->_address_next       = _decod_instruction->_address_previous;
162                    else
163                      _decod_instruction->_address_next       = _decod_instruction->_address;
164                   
165                    _decod_instruction->_event_type         = EVENT_TYPE_EXCEPTION;
166                  }
167
168                Ttype_t      type      = _decod_instruction->_type;
169                // Depth current. If have decod a branch and i can continue : depth = depth_next
170                Tdepth_t     depth     = (_param->_have_port_depth)?PORT_READ(in_CONTEXT_DEPTH [x]):0;
171
172                if ((_param->_nb_branch_speculated[x] > 0) and have_decod_branch [x])
173                  depth = (depth+1)%_param->_nb_branch_speculated[x];
174               
175                if (_param->_have_port_context_id)
176                PORT_WRITE(out_DECOD_CONTEXT_ID    [i], x);
177                if (_param->_have_port_depth)
178                PORT_WRITE(out_DECOD_DEPTH         [i], depth);
179#ifdef STATISTICS
180                PORT_WRITE(out_DECOD_INSTRUCTION   [i], _decod_instruction->_opcod         );
181#endif
182                PORT_WRITE(out_DECOD_TYPE          [i], type);
183                PORT_WRITE(out_DECOD_OPERATION     [i], _decod_instruction->_operation     );
184                PORT_WRITE(out_DECOD_NO_EXECUTE    [i], _decod_instruction->_no_execute    );
185                PORT_WRITE(out_DECOD_IS_DELAY_SLOT [i], _decod_instruction->_is_delay_slot );
186#ifdef DEBUG
187                PORT_WRITE(out_DECOD_ADDRESS       [i], addr);
188#endif
189//                 if ((type == TYPE_BRANCH) and
190//                     ((_decod_instruction->_branch_condition = BRANCH_CONDITION_FLAG_SET) or
191//                      (_decod_instruction->_branch_condition = BRANCH_CONDITION_FLAG_UNSET)))
192//                 PORT_WRITE(out_DECOD_ADDRESS_NEXT  [i], _decod_instruction->_address+2);
193//                 else
194                PORT_WRITE(out_DECOD_ADDRESS_NEXT  [i], _decod_instruction->_address_next  );
195                PORT_WRITE(out_DECOD_HAS_IMMEDIAT  [i], _decod_instruction->_has_immediat  );
196                PORT_WRITE(out_DECOD_IMMEDIAT      [i], _decod_instruction->_immediat      );
197                PORT_WRITE(out_DECOD_READ_RA       [i], _decod_instruction->_read_ra       );
198                PORT_WRITE(out_DECOD_NUM_REG_RA    [i], _decod_instruction->_num_reg_ra    );
199                PORT_WRITE(out_DECOD_READ_RB       [i], _decod_instruction->_read_rb       );
200                PORT_WRITE(out_DECOD_NUM_REG_RB    [i], _decod_instruction->_num_reg_rb    );
201                PORT_WRITE(out_DECOD_READ_RC       [i], _decod_instruction->_read_rc       );
202                PORT_WRITE(out_DECOD_NUM_REG_RC    [i], _decod_instruction->_num_reg_rc    );
203                PORT_WRITE(out_DECOD_WRITE_RD      [i],(_decod_instruction->_num_reg_rd!=0)?_decod_instruction->_write_rd:0);
204                PORT_WRITE(out_DECOD_NUM_REG_RD    [i], _decod_instruction->_num_reg_rd    );
205                PORT_WRITE(out_DECOD_WRITE_RE      [i], _decod_instruction->_write_re      );
206                PORT_WRITE(out_DECOD_NUM_REG_RE    [i], _decod_instruction->_num_reg_re    );
207                PORT_WRITE(out_DECOD_EXCEPTION_USE [i], _decod_instruction->_exception_use );
208                PORT_WRITE(out_DECOD_EXCEPTION     [i], _decod_instruction->_exception     );
209
210                // Branch predictor can accept : the depth is valid
211                log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * context_depth_val      : %d",PORT_READ(in_CONTEXT_DEPTH_VAL [x]));
212
213                decod_val   [i]    &= PORT_READ(in_CONTEXT_DEPTH_VAL [x]);
214                ifetch_ack  [x][y] &= PORT_READ(in_CONTEXT_DEPTH_VAL [x]);
215
216                if (type == TYPE_BRANCH)
217                  {
218                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * Instruction is branch");
219                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"        * predict_val       : %d",ifetch_ack [x][y]);
220                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"        * predict_ack       : %d",PORT_READ(in_PREDICT_ACK [i]));
221                                                         
222                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"        * address src       : %.8x (%.8x)",_decod_instruction->_address     ,_decod_instruction->_address     <<2);
223                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"        * address dest      : %.8x (%.8x)",_decod_instruction->_address_next,_decod_instruction->_address_next<<2);
224                   
225                    // test if have already decod an branch : one branch per context
226                    predict_val [i]     = not have_decod_branch [x] and ifetch_ack  [x][y] // and decod_val [i]
227                      ;
228                    decod_val   [i]    &= not have_decod_branch [x] and PORT_READ(in_PREDICT_ACK [i]);// predict_ack and fetch_val and decod_enable                 
229                    ifetch_ack  [x][y] &= not have_decod_branch [x] and PORT_READ(in_PREDICT_ACK [i]);// predict_ack and fetch_val and decod_enable and decod_ack
230               
231                    // can continue is set if direction is "not take" (also, continue is sequential order)
232
233//                  can_continue [x] = false; // one branch per context, the DS don't execute
234                    can_continue [x]&= PORT_READ(in_PREDICT_CAN_CONTINUE [i]); // one branch per context, the DS don't execute
235                    have_decod_branch [x] = true;
236                   
237                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * predict_can_continue   : %d",PORT_READ(in_PREDICT_CAN_CONTINUE [i]));
238                  }
239
240                Tbranch_state_t ifetch_branch_state = PORT_READ(in_IFETCH_BRANCH_STATE [x][y]);
241                if (_param->_have_port_context_id)
242                PORT_WRITE(out_PREDICT_CONTEXT_ID                  [i],x);
243//              PORT_WRITE(out_PREDICT_MATCH_INST_IFETCH_PTR       [i],y == ((_param->_have_port_inst_ifetch_ptr)?PORT_READ(in_IFETCH_INST_IFETCH_PTR [x]):0));
244                PORT_WRITE(out_PREDICT_MATCH_INST_IFETCH_PTR       [i],ifetch_branch_state != BRANCH_STATE_NONE);
245
246                PORT_WRITE(out_PREDICT_BRANCH_STATE                [i],ifetch_branch_state);
247                if (_param->_have_port_depth)
248                PORT_WRITE(out_PREDICT_BRANCH_UPDATE_PREDICTION_ID [i],PORT_READ(in_IFETCH_BRANCH_UPDATE_PREDICTION_ID [x][y]));
249                PORT_WRITE(out_PREDICT_BRANCH_CONDITION            [i],_decod_instruction->_branch_condition  );
250//              PORT_WRITE(out_PREDICT_BRANCH_STACK_WRITE          [i],_decod_instruction->_branch_stack_write);
251                PORT_WRITE(out_PREDICT_BRANCH_DIRECTION            [i],_decod_instruction->_branch_direction  );
252                PORT_WRITE(out_PREDICT_ADDRESS_SRC                 [i],_decod_instruction->_address           );
253                PORT_WRITE(out_PREDICT_ADDRESS_DEST                [i],_decod_instruction->_address_next      );
254
255                Tevent_type_t event_type = _decod_instruction->_event_type;
256                if (event_type != EVENT_TYPE_NONE)
257                  {
258                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * Instruction make an EVENT (%s)",toString(event_type).c_str());
259                    log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"        * context_event_ack : %d",PORT_READ(in_CONTEXT_EVENT_ACK));
260
261                    // speculative jump at the exception handler
262                    // if type = TYPE_BRANCH, also event_type == EVENT_TYPE_NONE
263                    context_event_val   = ifetch_ack  [x][y] // and decod_val [i]
264                      ;
265                    decod_val   [i]    &= PORT_READ(in_CONTEXT_EVENT_ACK);// context_event_ack and fetch_val and decod_enable             
266                    ifetch_ack  [x][y] &= PORT_READ(in_CONTEXT_EVENT_ACK);// context_event_ack and fetch_val and decod_enable and decod_ack
267
268                    CONTEXT_EVENT_CONTEXT_ID    = x;
269                    CONTEXT_EVENT_DEPTH         = depth;
270                    CONTEXT_EVENT_TYPE          = _decod_instruction->_event_type;
271                    CONTEXT_EVENT_IS_DELAY_SLOT = _decod_instruction->_is_delay_slot;
272                    CONTEXT_EVENT_ADDRESS       = _decod_instruction->_address;
273                    CONTEXT_EVENT_ADDRESS_EPCR  = _decod_instruction->_address_next ;
274               
275                  }
276
277                // fetch_ack =
278                //   ((event_type == EVENT_TYPE_NONE) or ((event_type != EVENT_TYPE_NONE) and context_event_ack)) and
279                //   ((type       == TYPE_BRANCH    ) or ((type       != TYPE_BRANCH    ) and predict_ack      )) and
280                //   fetch_val and decod_ack and decod_enable and true (is decod_val)
281
282                // To compute the "next previous" address
283                Tcontrol_t have_transaction = ifetch_ack [x][y];
284
285                internal_CONTEXT_HAVE_TRANSACTION [x] |= have_transaction;
286                if (have_transaction)
287                  {
288                    internal_CONTEXT_ADDRESS_PREVIOUS [x] = addr;
289                    internal_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT    [x] = (type == TYPE_BRANCH); // next is a delay slot if current have branch type
290                  }
291
292                can_continue [x] &= have_transaction; // to have a in order decod !!! if a previous instruction can decod, also next instruction can't decod.
293
294                log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      * have_transaction       : %d",have_transaction);
295
296              }
297
298            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"    - num_(decod, context, fetch) : %d %d %d",i, x, y);
299            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      - ifetch_ack             : %d",ifetch_ack  [x][y]);
300            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      - context_event_val      : %d",context_event_val );
301            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      - predict_val            : %d",predict_val [i]   );
302            log_printf(TRACE,Decod,FUNCTION,"      - decod_val              : %d",decod_val   [i]   );
303           
304            it ++;
305          }
306      }
307
308    //-----------------------------------
309    // Write output
310    //-----------------------------------
311
312    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_context; i++)
313      for (uint32_t j=0; j<_param->_nb_inst_fetch[i]; j++)
314        PORT_WRITE(out_IFETCH_ACK [i][j], ifetch_ack [i][j]);
315
316    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_VAL, context_event_val);
317    if (_param->_have_port_context_id)
318    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_CONTEXT_ID   , CONTEXT_EVENT_CONTEXT_ID   );
319    if (_param->_have_port_depth)
320    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_DEPTH        , CONTEXT_EVENT_DEPTH        );
321    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_TYPE         , CONTEXT_EVENT_TYPE         );
322    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_IS_DELAY_SLOT, CONTEXT_EVENT_IS_DELAY_SLOT);
323    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_ADDRESS      , CONTEXT_EVENT_ADDRESS      );
324    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_ADDRESS_EPCR , CONTEXT_EVENT_ADDRESS_EPCR );
325
326    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_inst_decod; i++)
327      {
328        PORT_WRITE(out_PREDICT_VAL [i], predict_val [i]);
329        PORT_WRITE(out_DECOD_VAL   [i], decod_val   [i]);
330       
331#ifdef STATISTICS
332        internal_DECOD_VAL [i] = decod_val [i];
333#endif
334      }
335      }
336    else
337      {
338    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_context; i++)
339      {
340        internal_CONTEXT_HAVE_TRANSACTION [i] = false;
341//      internal_CONTEXT_ADDRESS_PREVIOUS [i] = reg_CONTEXT_ADDRESS_PREVIOUS [i];
342//      internal_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT    [i] = reg_CONTEXT_IS_DELAY_SLOT    [i];
343      for (uint32_t j=0; j<_param->_nb_inst_fetch[i]; j++)
344        PORT_WRITE(out_IFETCH_ACK [i][j], 0);
345      }
346
347    PORT_WRITE(out_CONTEXT_EVENT_VAL, 0);
348
349    for (uint32_t i=0; i<_param->_nb_inst_decod; i++)
350      {
351        PORT_WRITE(out_PREDICT_VAL [i], 0);
352        PORT_WRITE(out_DECOD_VAL   [i], 0);
353
354#ifdef STATISTICS
355        internal_DECOD_VAL [i] = 0;
356#endif
357      }
358      }
359
360    log_end(Decod,FUNCTION);
361  };
362
363}; // end namespace decod
364}; // end namespace decod_unit
365}; // end namespace front_end
366}; // end namespace multi_front_end
367}; // end namespace core
368
369}; // end namespace behavioural
370}; // end namespace morpheo             
371#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.