source: trunk/IPs/systemC/processor/Morpheo/Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Prediction_unit/Update_Prediction_Table/include/Update_Prediction_Table.h @ 111

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1) Decod_queue : multi implementation (one_fifo, multi_fifo)
2) Issue_queue : multi implementation (in_order, out_of_order)
3) Direction : Add Meta predictor
4) Context_State : re add Branch_complete, More priority to Load miss (is not speculative)
5) Return_Address_Stack : update reg_PREDICT pointer on decod miss prediction
6) UPT : Fix bug in multi event
7) Prediction_glue : in read_stack case, insert in UPT pc_next
8) Rename select : when rob have an event (need flush), read_r{a,b,c} and write_r{d,e} is set at 0
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1#ifndef morpheo_behavioural_core_multi_front_end_front_end_prediction_unit_update_prediction_table_Update_Prediction_Table_h
2#define morpheo_behavioural_core_multi_front_end_front_end_prediction_unit_update_prediction_table_Update_Prediction_Table_h
3
4/*
5 * $Id: Update_Prediction_Table.h 111 2009-02-27 18:37:40Z rosiere $
6 *
7 * [ Description ]
8 *
9 */
10
11#ifdef SYSTEMC
12#include "systemc.h"
13#endif
14
15#include <iostream>
16#include "Common/include/ToString.h"
17#include "Common/include/Debug.h"
18
19#include "Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Prediction_unit/Update_Prediction_Table/include/Types.h"
20#include "Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Prediction_unit/Update_Prediction_Table/include/Parameters.h"
21#ifdef STATISTICS
22#include "Behavioural/include/Stat.h"
23#endif
24#include "Behavioural/include/Component.h"
25#ifdef VHDL
26#include "Behavioural/include/Vhdl.h"
27#endif
28#include "Behavioural/include/Usage.h"
29#include <fstream>
30
31namespace morpheo {
32namespace behavioural {
33
34namespace core {
35namespace multi_front_end {
36namespace front_end {
37namespace prediction_unit {
38namespace update_prediction_table {
39
40
41  class Update_Prediction_Table
42#if SYSTEMC
43    : public sc_module
44#endif
45  {
46    // -----[ fields ]----------------------------------------------------
47    // Parameters
48  protected : const std::string  _name;
49  protected : const Parameters * _param;
50  private   : const Tusage_t     _usage;
51
52#ifdef STATISTICS
53  public    : Stat                           * _stat;
54
55  private   : counter_t                    *** _stat_nb_branch_hit            ; //[nb_context][MAX_BRANCH_CONDITION]
56  private   : counter_t                    *** _stat_nb_branch_miss           ; //[nb_context][MAX_BRANCH_CONDITION]
57  private   : counter_t                     ** _stat_nb_branch_unused         ; //[nb_context]
58  private   : counter_t                     ** _stat_ufpt_queue_nb_elt        ; //[nb_context]
59  private   : counter_t                     ** _stat_upt_queue_nb_elt         ; //[nb_context]
60
61#endif
62
63  public    : Component                      * _component;
64  private   : Interfaces                     * _interfaces;
65
66#ifdef SYSTEMC
67    // ~~~~~[ Interface ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
68    // ~~~~~[ Interface : "" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
69  public    : SC_CLOCK                      *  in_CLOCK                          ;
70  public    : SC_IN (Tcontrol_t)            *  in_NRESET                         ;
71
72    // ~~~~~[ Interface : "predict" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
73  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_PREDICT_VAL                    ; //[nb_inst_predict]
74  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_PREDICT_ACK                    ; //[nb_inst_predict]
75  public    : SC_IN (Tcontext_t         )  **  in_PREDICT_CONTEXT_ID             ; //[nb_inst_predict]
76  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_PREDICT_BTB_ADDRESS_SRC        ; //[nb_inst_predict]
77  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_PREDICT_BTB_ADDRESS_DEST       ; //[nb_inst_predict]
78  public    : SC_IN (Tbranch_condition_t)  **  in_PREDICT_BTB_CONDITION          ; //[nb_inst_predict]
79  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_PREDICT_BTB_LAST_TAKE          ; //[nb_inst_predict]
80  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_PREDICT_BTB_IS_ACCURATE        ; //[nb_inst_predict]
81  public    : SC_IN (Thistory_t         )  **  in_PREDICT_DIR_HISTORY            ; //[nb_inst_predict]
82  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_PREDICT_RAS_ADDRESS            ; //[nb_inst_predict]
83  public    : SC_IN (Tptr_t             )  **  in_PREDICT_RAS_INDEX              ; //[nb_inst_predict]
84  public    : SC_OUT(Tprediction_ptr_t  )  ** out_PREDICT_UPDATE_PREDICTION_ID   ; //[nb_inst_predict]
85
86    // ~~~~~[ Interface : "decod" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
87  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_VAL                      ; //[nb_inst_decod]
88  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DECOD_ACK                      ; //[nb_inst_decod]
89  public    : SC_IN (Tcontext_t         )  **  in_DECOD_CONTEXT_ID               ; //[nb_inst_decod]
90  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_DECOD_BTB_ADDRESS_SRC          ; //[nb_inst_decod]
91  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_DECOD_BTB_ADDRESS_DEST         ; //[nb_inst_decod]
92  public    : SC_IN (Tbranch_condition_t)  **  in_DECOD_BTB_CONDITION            ; //[nb_inst_decod]
93  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_BTB_LAST_TAKE            ; //[nb_inst_decod]
94//public    : SC_IN (Thistory_t         )  **  in_DECOD_DIR_HISTORY              ; //[nb_inst_decod] // if ifetch prediction is miss -> miss btb -> make a static state
95  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_DECOD_RAS_ADDRESS              ; //[nb_inst_decod]
96  public    : SC_IN (Tptr_t             )  **  in_DECOD_RAS_INDEX                ; //[nb_inst_decod]
97  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_MISS_IFETCH              ; //[nb_inst_decod]
98  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_MISS_DECOD               ; //[nb_inst_decod]
99  public    : SC_IN (Tprediction_ptr_t  )  **  in_DECOD_UPDATE_PREDICTION_ID     ; //[nb_inst_decod]
100//public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DECOD_DEPTH                    ; //[nb_inst_decod]
101  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_IS_ACCURATE              ; //[nb_inst_decod]
102  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DECOD_CAN_CONTINUE             ; //[nb_inst_decod]
103
104    // ~~~~~[ Interface : "branch_complete" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
105  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_VAL            ; //[nb_inst_branch_complete]
106  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_ACK            ; //[nb_inst_branch_complete]
107  public    : SC_IN (Tcontext_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_CONTEXT_ID     ; //[nb_inst_branch_complete]
108  public    : SC_IN (Tdepth_t           )  **  in_BRANCH_COMPLETE_DEPTH          ; //[nb_inst_branch_complete]
109  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS        ; //[nb_inst_branch_complete]
110  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_NO_SEQUENCE    ; //[nb_inst_branch_complete]
111  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_MISS_PREDICTION; //[nb_inst_branch_complete]
112//   public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_TAKE           ; //[nb_inst_branch_complete]
113//   public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS_SRC    ; //[nb_inst_branch_complete]
114//   public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS_DEST   ; //[nb_inst_branch_complete]
115
116    // ~~~~~[ Interface : "branch_event" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
117  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_VAL               ; //[nb_context]
118  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_BRANCH_EVENT_ACK               ; //[nb_context]
119//public    : SC_OUT(Tcontext_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_CONTEXT_ID        ; //[nb_context]
120  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_BRANCH_EVENT_DEPTH             ; //[nb_context]
121//public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_MISS_PREDICTION   ; //[nb_context] is always miss prediction
122  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_ADDRESS_SRC       ; //[nb_context]
123  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_ADDRESS_DEST_VAL  ; //[nb_context]
124  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_ADDRESS_DEST      ; //[nb_context]
125
126    // ~~~~~[ Interface : "update" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
127  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_VAL                     ; //[nb_inst_update]
128  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_UPDATE_ACK                     ; //[nb_inst_update]
129  public    : SC_OUT(Tcontext_t         )  ** out_UPDATE_CONTEXT_ID              ; //[nb_inst_update]
130  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_MISS_PREDICTION         ; //[nb_inst_update]
131  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_DIRECTION_GOOD          ; //[nb_inst_update]
132  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_BTB_VAL                 ; //[nb_inst_update]
133  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_UPDATE_BTB_ADDRESS_SRC         ; //[nb_inst_update]
134  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_UPDATE_BTB_ADDRESS_DEST        ; //[nb_inst_update]
135  public    : SC_OUT(Tbranch_condition_t)  ** out_UPDATE_BTB_CONDITION           ; //[nb_inst_update]
136  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_DIR_VAL                 ; //[nb_inst_update]
137  public    : SC_OUT(Thistory_t         )  ** out_UPDATE_DIR_HISTORY             ; //[nb_inst_update]
138  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_VAL                 ; //[nb_inst_update]
139  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_FLUSH               ; //[nb_inst_update]
140  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_PUSH                ; //[nb_inst_update]
141  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_UPDATE_RAS_ADDRESS             ; //[nb_inst_update]
142  public    : SC_OUT(Tptr_t             )  ** out_UPDATE_RAS_INDEX               ; //[nb_inst_update]
143  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_PREDICTION_IFETCH   ; //[nb_inst_update]
144
145    // ~~~~~[ Interface : "event" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
146  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_EVENT_VAL                      ; //[nb_context]
147  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_EVENT_ACK                      ; //[nb_context]
148  public    : SC_IN (Tevent_type_t      )  **  in_EVENT_TYPE                     ; //[nb_context]
149  public    : SC_IN (Tdepth_t           )  **  in_EVENT_DEPTH                    ; //[nb_context]
150
151    // ~~~~~[ Interface : "depth" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
152  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DEPTH_VAL                      ; //[nb_context]
153  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DEPTH_CURRENT                  ; //[nb_context]
154  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DEPTH_MIN                      ; //[nb_context]
155  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DEPTH_MAX                      ; //[nb_context]
156  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DEPTH_FULL                     ; //[nb_context]
157    // If DEPTH_CURRENT :
158    // equal at     DEPTH_MIN            -> not speculative
159    // not include ]DEPTH_MIN:DEPTH_MAX[ -> previous branch miss
160    //     include ]DEPTH_MIN:DEPTH_MAX[ -> speculative
161
162    // ~~~~~[ Component ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~   
163
164    // ~~~~~[ Register ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~   
165  private   : uint32_t                        reg_UPDATE_PRIORITY                ;
166                                                                                 
167  private   : ufpt_entry_t                 ** reg_UPDATE_FETCH_PREDICTION_TABLE  ; //[nb_context][size_ufpt_queue]
168  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_BOTTOM                    ; //[nb_context]
169  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_TOP                       ; //[nb_context]
170  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_UPDATE                    ; //[nb_context]
171  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_NB_NEED_UPDATE            ; //[nb_context]
172  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_NB_UPDATE                 ; //[nb_context]
173                                                                                             
174  private   : upt_entry_t                  ** reg_UPDATE_PREDICTION_TABLE        ; //[nb_context][size_upt_queue]
175  private   : uint32_t                      * reg_UPT_BOTTOM                     ; //[nb_context]
176  private   : uint32_t                      * reg_UPT_TOP                        ; //[nb_context]
177  private   : uint32_t                      * reg_UPT_TOP_EVENT                  ; //[nb_context]
178  private   : uint32_t                      * reg_UPT_UPDATE                     ; //[nb_context]
179  private   : bool                          * reg_UPT_EMPTY                      ; //[nb_context]
180                                                                                             
181  private   : bool                          * reg_IS_ACCURATE                    ; //[nb_context]
182
183  private   : bool                          * reg_EVENT_VAL                      ; //[nb_context]
184  private   : uint32_t                      * reg_EVENT_UPT_PTR                  ; //[nb_context]
185
186  private   : event_state_t                 * reg_EVENT_STATE                    ; //[nb_context]
187  private   : event_source_t                * reg_EVENT_SOURCE                   ; //[nb_context]
188  private   : Tdepth_t                      * reg_EVENT_DEPTH                    ; //[nb_context]
189  private   : Taddress_t                    * reg_EVENT_ADDRESS_SRC              ; //[nb_context] // Address branch
190  private   : Tcontrol_t                    * reg_EVENT_ADDRESS_DEST_VAL         ; //[nb_context] // if miss ifetch, decod issue branch, dest must be reload
191  private   : Taddress_t                    * reg_EVENT_ADDRESS_DEST             ; //[nb_context] // Address dest
192
193    // ~~~~~[ Internal ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
194  private   : Tcontrol_t                    * internal_PREDICT_ACK                    ; //[nb_inst_predict]
195  private   : Tdepth_t                      * internal_PREDICT_UPDATE_PREDICTION_ID   ; //[nb_inst_predict]
196  private   : Tcontrol_t                    * internal_DECOD_ACK                      ; //[nb_inst_decod]
197  private   : uint32_t                      * internal_DECOD_UPT_PTR_WRITE            ; //[nb_inst_decod]
198  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_ACK            ; //[nb_inst_branch_complete]
199  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_MISS_PREDICTION; //[nb_inst_branch_complete]
200  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_TAKE           ; //[nb_inst_branch_complete]
201  private   : Taddress_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS_DEST   ; //[nb_inst_branch_complete]
202  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_EVENT_VAL               ; //[nb_context]
203  private   : Tdepth_t                      * internal_BRANCH_EVENT_DEPTH             ; //[nb_context]
204  private   : Tcontrol_t                    * internal_UPDATE_VAL                     ; //[nb_inst_update]
205  private   : Tcontrol_t                    * internal_UPDATE_VAL_WITHOUT_ACK         ; //[nb_inst_update]
206  private   : Tcontext_t                    * internal_UPDATE_CONTEXT_ID              ; //[nb_inst_update]
207  private   : bool                          * internal_UPDATE_FROM_UFPT               ; //[nb_inst_update]
208  private   : Tdepth_t                      * internal_UPDATE_DEPTH                   ; //[nb_inst_update]
209  private   : bool                          * internal_UPDATE_RAS                     ; //[nb_inst_update]
210  private   : Tcontrol_t                    * internal_EVENT_ACK                      ; //[nb_context]
211
212#if defined(DEBUG) and defined(DEBUG_Update_Prediction_Table) and (DEBUG_Update_Prediction_Table == true)
213  private   : std::ofstream                 * branchement_log_file;
214#endif
215
216#endif
217
218    // -----[ Methods ]---------------------------------------------------
219
220#ifdef SYSTEMC
221    SC_HAS_PROCESS (Update_Prediction_Table);
222#endif
223  public  :          Update_Prediction_Table             
224  (
225#ifdef SYSTEMC
226   sc_module_name                                name,
227#else                                         
228   std::string                                   name,
229#endif                                         
230#ifdef STATISTICS
231   morpheo::behavioural::Parameters_Statistics * param_statistics,
232#endif
233   Parameters                                  * param,
234   morpheo::behavioural::Tusage_t                usage
235   );
236  public  :          ~Update_Prediction_Table             (void);
237                                               
238  private : void        allocation                (
239#ifdef STATISTICS
240                                                   morpheo::behavioural::Parameters_Statistics * param_statistics
241#else
242                                                   void
243#endif
244                                                   );
245  private : void        deallocation              (void);
246                                               
247#ifdef SYSTEMC                                 
248  public  : void        transition                (void);
249  public  : void        genMoore                  (void);
250  public  : void        genMealy_predict          (void);
251  public  : void        genMealy_decod            (void);
252  public  : void        genMealy_branch_complete  (void);
253//public  : void        genMealy_update           (void);
254#endif                                         
255
256#if VHDL                                       
257  public  : void        vhdl                      (void);
258  private : void        vhdl_declaration          (Vhdl * & vhdl);
259  private : void        vhdl_body                 (Vhdl * & vhdl);
260#endif                                         
261
262#ifdef STATISTICS
263  public  : void        statistics_allocation     (morpheo::behavioural::Parameters_Statistics * param_statistics);
264  public  : void        statistics_deallocation   (void);
265#endif
266#if defined(STATISTICS) or defined(VHDL_TESTBENCH)
267  private : void        end_cycle                 (void);
268#endif
269  };
270
271}; // end namespace update_prediction_table
272}; // end namespace prediction_unit
273}; // end namespace front_end
274}; // end namespace multi_front_end
275}; // end namespace core
276
277}; // end namespace behavioural
278}; // end namespace morpheo             
279
280#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.