[307] | 1 | #ifndef SOCLIB_CABA_MEM_CACHE_DIRECTORY_H |
---|
[814] | 2 | #define SOCLIB_CABA_MEM_CACHE_DIRECTORY_H |
---|
[307] | 3 | |
---|
| 4 | #include <inttypes.h> |
---|
| 5 | #include <systemc> |
---|
| 6 | #include <cassert> |
---|
| 7 | #include "arithmetics.h" |
---|
| 8 | |
---|
| 9 | //#define RANDOM_EVICTION |
---|
| 10 | |
---|
| 11 | namespace soclib { namespace caba { |
---|
| 12 | |
---|
| 13 | using namespace sc_core; |
---|
| 14 | |
---|
| 15 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 16 | // A LRU entry |
---|
[307] | 17 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 18 | class LruEntry { |
---|
| 19 | |
---|
| 20 | public: |
---|
| 21 | |
---|
[814] | 22 | bool recent; |
---|
[307] | 23 | |
---|
| 24 | void init() |
---|
| 25 | { |
---|
| 26 | recent=false; |
---|
| 27 | } |
---|
| 28 | |
---|
| 29 | }; // end class LruEntry |
---|
| 30 | |
---|
| 31 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 32 | // An Owner |
---|
| 33 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 34 | class Owner{ |
---|
[814] | 35 | |
---|
[307] | 36 | public: |
---|
| 37 | // Fields |
---|
| 38 | bool inst; // Is the owner an ICache ? |
---|
| 39 | size_t srcid; // The SRCID of the owner |
---|
| 40 | |
---|
| 41 | //////////////////////// |
---|
| 42 | // Constructors |
---|
| 43 | //////////////////////// |
---|
[495] | 44 | Owner(bool i_inst, |
---|
| 45 | size_t i_srcid) |
---|
| 46 | { |
---|
[307] | 47 | inst = i_inst; |
---|
| 48 | srcid = i_srcid; |
---|
| 49 | } |
---|
| 50 | |
---|
[495] | 51 | Owner(const Owner &a) |
---|
| 52 | { |
---|
[307] | 53 | inst = a.inst; |
---|
| 54 | srcid = a.srcid; |
---|
| 55 | } |
---|
| 56 | |
---|
[495] | 57 | Owner() |
---|
| 58 | { |
---|
[307] | 59 | inst = false; |
---|
| 60 | srcid = 0; |
---|
| 61 | } |
---|
| 62 | // end constructors |
---|
| 63 | |
---|
| 64 | }; // end class Owner |
---|
| 65 | |
---|
| 66 | |
---|
| 67 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 68 | // A directory entry |
---|
[307] | 69 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 70 | class DirectoryEntry { |
---|
| 71 | |
---|
| 72 | typedef uint32_t tag_t; |
---|
| 73 | |
---|
| 74 | public: |
---|
| 75 | |
---|
| 76 | bool valid; // entry valid |
---|
[477] | 77 | bool cache_coherent; // WB or WT policy |
---|
[307] | 78 | bool is_cnt; // directory entry is in counter mode |
---|
| 79 | bool dirty; // entry dirty |
---|
| 80 | bool lock; // entry locked |
---|
| 81 | tag_t tag; // tag of the entry |
---|
| 82 | size_t count; // number of copies |
---|
[814] | 83 | Owner owner; // an owner of the line |
---|
[307] | 84 | size_t ptr; // pointer to the next owner |
---|
| 85 | |
---|
| 86 | DirectoryEntry() |
---|
| 87 | { |
---|
| 88 | valid = false; |
---|
[477] | 89 | cache_coherent= false; |
---|
[307] | 90 | is_cnt = false; |
---|
| 91 | dirty = false; |
---|
| 92 | lock = false; |
---|
| 93 | tag = 0; |
---|
| 94 | count = 0; |
---|
| 95 | owner.inst = 0; |
---|
| 96 | owner.srcid = 0; |
---|
| 97 | ptr = 0; |
---|
| 98 | } |
---|
| 99 | |
---|
| 100 | DirectoryEntry(const DirectoryEntry &source) |
---|
| 101 | { |
---|
| 102 | valid = source.valid; |
---|
[477] | 103 | cache_coherent= source.cache_coherent; |
---|
[307] | 104 | is_cnt = source.is_cnt; |
---|
| 105 | dirty = source.dirty; |
---|
| 106 | lock = source.lock; |
---|
| 107 | tag = source.tag; |
---|
| 108 | count = source.count; |
---|
| 109 | owner = source.owner; |
---|
| 110 | ptr = source.ptr; |
---|
[814] | 111 | } |
---|
[307] | 112 | |
---|
| 113 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 114 | // The init() function initializes the entry |
---|
[307] | 115 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 116 | void init() |
---|
| 117 | { |
---|
| 118 | valid = false; |
---|
[477] | 119 | cache_coherent = false; |
---|
[307] | 120 | is_cnt = false; |
---|
| 121 | dirty = false; |
---|
| 122 | lock = false; |
---|
| 123 | count = 0; |
---|
| 124 | } |
---|
| 125 | |
---|
| 126 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 127 | // The copy() function copies an existing source entry to a target |
---|
[307] | 128 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 129 | void copy(const DirectoryEntry &source) |
---|
| 130 | { |
---|
[814] | 131 | valid = source.valid; |
---|
[477] | 132 | cache_coherent = source.cache_coherent; |
---|
[307] | 133 | is_cnt = source.is_cnt; |
---|
[814] | 134 | dirty = source.dirty; |
---|
| 135 | lock = source.lock; |
---|
| 136 | tag = source.tag; |
---|
[307] | 137 | count = source.count; |
---|
| 138 | owner = source.owner; |
---|
| 139 | ptr = source.ptr; |
---|
| 140 | } |
---|
| 141 | |
---|
| 142 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 143 | // The print() function prints the entry |
---|
[307] | 144 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 145 | void print() |
---|
| 146 | { |
---|
[814] | 147 | std::cout << "Valid = " << valid |
---|
[477] | 148 | << " ; COHERENCE = " << cache_coherent |
---|
[814] | 149 | << " ; IS COUNT = " << is_cnt |
---|
| 150 | << " ; Dirty = " << dirty |
---|
| 151 | << " ; Lock = " << lock |
---|
| 152 | << " ; Tag = " << std::hex << tag << std::dec |
---|
| 153 | << " ; Count = " << count |
---|
| 154 | << " ; Owner = " << owner.srcid |
---|
| 155 | << " " << owner.inst |
---|
[307] | 156 | << " ; Pointer = " << ptr << std::endl; |
---|
| 157 | } |
---|
| 158 | |
---|
| 159 | }; // end class DirectoryEntry |
---|
| 160 | |
---|
| 161 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 162 | // The directory |
---|
[307] | 163 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 164 | class CacheDirectory { |
---|
| 165 | |
---|
| 166 | typedef sc_dt::sc_uint<40> addr_t; |
---|
| 167 | typedef uint32_t data_t; |
---|
| 168 | typedef uint32_t tag_t; |
---|
| 169 | |
---|
| 170 | private: |
---|
| 171 | |
---|
| 172 | // Directory constants |
---|
[814] | 173 | size_t m_ways; |
---|
| 174 | size_t m_sets; |
---|
| 175 | size_t m_words; |
---|
| 176 | size_t m_width; |
---|
| 177 | uint32_t lfsr; |
---|
[307] | 178 | |
---|
| 179 | // the directory & lru tables |
---|
[814] | 180 | DirectoryEntry **m_dir_tab; |
---|
| 181 | LruEntry **m_lru_tab; |
---|
[307] | 182 | |
---|
| 183 | public: |
---|
| 184 | |
---|
| 185 | //////////////////////// |
---|
| 186 | // Constructor |
---|
| 187 | //////////////////////// |
---|
[814] | 188 | CacheDirectory( size_t ways, size_t sets, size_t words, size_t address_width) |
---|
[307] | 189 | { |
---|
[814] | 190 | m_ways = ways; |
---|
[307] | 191 | m_sets = sets; |
---|
| 192 | m_words = words; |
---|
| 193 | m_width = address_width; |
---|
| 194 | lfsr = -1; |
---|
| 195 | |
---|
| 196 | m_dir_tab = new DirectoryEntry*[sets]; |
---|
| 197 | for ( size_t i=0; i<sets; i++ ) { |
---|
| 198 | m_dir_tab[i] = new DirectoryEntry[ways]; |
---|
| 199 | for ( size_t j=0 ; j<ways ; j++) m_dir_tab[i][j].init(); |
---|
| 200 | } |
---|
| 201 | m_lru_tab = new LruEntry*[sets]; |
---|
| 202 | for ( size_t i=0; i<sets; i++ ) { |
---|
| 203 | m_lru_tab[i] = new LruEntry[ways]; |
---|
| 204 | for ( size_t j=0 ; j<ways ; j++) m_lru_tab[i][j].init(); |
---|
| 205 | } |
---|
| 206 | } // end constructor |
---|
| 207 | |
---|
| 208 | ///////////////// |
---|
| 209 | // Destructor |
---|
| 210 | ///////////////// |
---|
| 211 | ~CacheDirectory() |
---|
| 212 | { |
---|
| 213 | for(size_t i=0 ; i<m_sets ; i++){ |
---|
| 214 | delete [] m_dir_tab[i]; |
---|
| 215 | delete [] m_lru_tab[i]; |
---|
| 216 | } |
---|
| 217 | delete [] m_dir_tab; |
---|
| 218 | delete [] m_lru_tab; |
---|
| 219 | } // end destructor |
---|
| 220 | |
---|
| 221 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 222 | // The read() function reads a directory entry. In case of hit, the |
---|
| 223 | // LRU is updated. |
---|
| 224 | // Arguments : |
---|
[814] | 225 | // - address : the address of the entry |
---|
[307] | 226 | // - way : (return argument) the way of the entry in case of hit |
---|
[814] | 227 | // The function returns a copy of a (valid or invalid) entry |
---|
[307] | 228 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[449] | 229 | DirectoryEntry read(const addr_t &address, size_t &way) |
---|
[307] | 230 | { |
---|
| 231 | |
---|
| 232 | #define L2 soclib::common::uint32_log2 |
---|
| 233 | const size_t set = (size_t)(address >> (L2(m_words) + 2)) & (m_sets - 1); |
---|
| 234 | const tag_t tag = (tag_t)(address >> (L2(m_sets) + L2(m_words) + 2)); |
---|
| 235 | #undef L2 |
---|
| 236 | |
---|
| 237 | bool hit = false; |
---|
| 238 | for ( size_t i=0 ; i<m_ways ; i++ ) { |
---|
| 239 | bool equal = ( m_dir_tab[set][i].tag == tag ); |
---|
| 240 | bool valid = m_dir_tab[set][i].valid; |
---|
| 241 | hit = equal && valid; |
---|
[814] | 242 | if ( hit ) { |
---|
[307] | 243 | way = i; |
---|
| 244 | break; |
---|
[814] | 245 | } |
---|
[307] | 246 | } |
---|
| 247 | if ( hit ) { |
---|
| 248 | m_lru_tab[set][way].recent = true; |
---|
| 249 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 250 | } else { |
---|
| 251 | return DirectoryEntry(); |
---|
| 252 | } |
---|
| 253 | } // end read() |
---|
| 254 | |
---|
| 255 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[434] | 256 | // The inval function invalidate an entry defined by the set and |
---|
[814] | 257 | // way arguments. |
---|
[434] | 258 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[449] | 259 | void inval( const size_t &way, const size_t &set ) |
---|
[434] | 260 | { |
---|
| 261 | m_dir_tab[set][way].init(); |
---|
| 262 | } |
---|
| 263 | |
---|
| 264 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[307] | 265 | // The read_neutral() function reads a directory entry, without |
---|
| 266 | // changing the LRU |
---|
| 267 | // Arguments : |
---|
[814] | 268 | // - address : the address of the entry |
---|
| 269 | // The function returns a copy of a (valid or invalid) entry |
---|
[307] | 270 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 271 | DirectoryEntry read_neutral( const addr_t &address, |
---|
[449] | 272 | size_t* ret_way, |
---|
| 273 | size_t* ret_set ) |
---|
[307] | 274 | { |
---|
| 275 | |
---|
| 276 | #define L2 soclib::common::uint32_log2 |
---|
[449] | 277 | size_t set = (size_t)(address >> (L2(m_words) + 2)) & (m_sets - 1); |
---|
| 278 | tag_t tag = (tag_t)(address >> (L2(m_sets) + L2(m_words) + 2)); |
---|
[307] | 279 | #undef L2 |
---|
| 280 | |
---|
[814] | 281 | for ( size_t way = 0 ; way < m_ways ; way++ ) |
---|
[449] | 282 | { |
---|
| 283 | bool equal = ( m_dir_tab[set][way].tag == tag ); |
---|
| 284 | bool valid = m_dir_tab[set][way].valid; |
---|
| 285 | if ( equal and valid ) |
---|
| 286 | { |
---|
| 287 | *ret_set = set; |
---|
[814] | 288 | *ret_way = way; |
---|
[449] | 289 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 290 | } |
---|
[814] | 291 | } |
---|
[449] | 292 | return DirectoryEntry(); |
---|
[307] | 293 | } // end read_neutral() |
---|
| 294 | |
---|
| 295 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 296 | // The write function writes a new entry, |
---|
[307] | 297 | // and updates the LRU bits if necessary. |
---|
| 298 | // Arguments : |
---|
| 299 | // - set : the set of the entry |
---|
| 300 | // - way : the way of the entry |
---|
| 301 | // - entry : the entry value |
---|
| 302 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 303 | void write( const size_t &set, |
---|
| 304 | const size_t &way, |
---|
[495] | 305 | const DirectoryEntry &entry) |
---|
[307] | 306 | { |
---|
[814] | 307 | assert( (set<m_sets) |
---|
[307] | 308 | && "Cache Directory write : The set index is invalid"); |
---|
[814] | 309 | assert( (way<m_ways) |
---|
[307] | 310 | && "Cache Directory write : The way index is invalid"); |
---|
| 311 | |
---|
| 312 | // update Directory |
---|
| 313 | m_dir_tab[set][way].copy(entry); |
---|
| 314 | |
---|
| 315 | // update LRU bits |
---|
| 316 | bool all_recent = true; |
---|
[814] | 317 | for ( size_t i=0 ; i<m_ways ; i++ ) |
---|
[434] | 318 | { |
---|
| 319 | if ( i != way ) all_recent = m_lru_tab[set][i].recent && all_recent; |
---|
[307] | 320 | } |
---|
[814] | 321 | if ( all_recent ) |
---|
[434] | 322 | { |
---|
| 323 | for( size_t i=0 ; i<m_ways ; i++ ) m_lru_tab[set][i].recent = false; |
---|
[814] | 324 | } |
---|
| 325 | else |
---|
[434] | 326 | { |
---|
| 327 | m_lru_tab[set][way].recent = true; |
---|
[307] | 328 | } |
---|
| 329 | } // end write() |
---|
| 330 | |
---|
| 331 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 332 | // The print() function prints a selected directory entry |
---|
| 333 | // Arguments : |
---|
| 334 | // - set : the set of the entry to print |
---|
| 335 | // - way : the way of the entry to print |
---|
| 336 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 337 | void print(const size_t &set, const size_t &way) |
---|
| 338 | { |
---|
| 339 | std::cout << std::dec << " set : " << set << " ; way : " << way << " ; " ; |
---|
| 340 | m_dir_tab[set][way].print(); |
---|
| 341 | } // end print() |
---|
| 342 | |
---|
| 343 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 344 | // The select() function selects a directory entry to evince. |
---|
| 345 | // Arguments : |
---|
| 346 | // - set : (input argument) the set to modify |
---|
| 347 | // - way : (return argument) the way to evince |
---|
| 348 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 349 | DirectoryEntry select(const size_t &set, size_t &way) |
---|
| 350 | { |
---|
[814] | 351 | assert( (set < m_sets) |
---|
[307] | 352 | && "Cache Directory : (select) The set index is invalid"); |
---|
| 353 | |
---|
[495] | 354 | // looking for an empty slot |
---|
| 355 | for(size_t i=0; i<m_ways; i++) |
---|
| 356 | { |
---|
| 357 | if( not m_dir_tab[set][i].valid ) |
---|
| 358 | { |
---|
| 359 | way=i; |
---|
| 360 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 361 | } |
---|
[307] | 362 | } |
---|
| 363 | |
---|
| 364 | #ifdef RANDOM_EVICTION |
---|
[495] | 365 | lfsr = (lfsr >> 1) ^ ((-(lfsr & 1)) & 0xd0000001); |
---|
| 366 | way = lfsr % m_ways; |
---|
| 367 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
[307] | 368 | #endif |
---|
| 369 | |
---|
[495] | 370 | // looking for a not locked and not recently used entry |
---|
| 371 | for(size_t i=0; i<m_ways; i++) |
---|
| 372 | { |
---|
| 373 | if((not m_lru_tab[set][i].recent) && (not m_dir_tab[set][i].lock) ) |
---|
| 374 | { |
---|
| 375 | way=i; |
---|
| 376 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 377 | } |
---|
[307] | 378 | } |
---|
[495] | 379 | |
---|
| 380 | // looking for a locked not recently used entry |
---|
| 381 | for(size_t i=0; i<m_ways; i++) |
---|
| 382 | { |
---|
| 383 | if( (not m_lru_tab[set][i].recent) && (m_dir_tab[set][i].lock)) |
---|
| 384 | { |
---|
| 385 | way=i; |
---|
| 386 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 387 | } |
---|
[307] | 388 | } |
---|
[495] | 389 | |
---|
| 390 | // looking for a recently used entry not locked |
---|
| 391 | for(size_t i=0; i<m_ways; i++) |
---|
| 392 | { |
---|
| 393 | if( (m_lru_tab[set][i].recent) && (not m_dir_tab[set][i].lock)) |
---|
| 394 | { |
---|
| 395 | way=i; |
---|
| 396 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 397 | } |
---|
[307] | 398 | } |
---|
[495] | 399 | |
---|
| 400 | // select way 0 (even if entry is locked and recently used) |
---|
| 401 | way = 0; |
---|
| 402 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][0]); |
---|
[307] | 403 | } // end select() |
---|
| 404 | |
---|
| 405 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 406 | // Global initialisation function |
---|
[307] | 407 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 408 | void init() |
---|
| 409 | { |
---|
[814] | 410 | for ( size_t set=0 ; set<m_sets ; set++ ) |
---|
[449] | 411 | { |
---|
[814] | 412 | for ( size_t way=0 ; way<m_ways ; way++ ) |
---|
[449] | 413 | { |
---|
[307] | 414 | m_dir_tab[set][way].init(); |
---|
| 415 | m_lru_tab[set][way].init(); |
---|
| 416 | } |
---|
| 417 | } |
---|
| 418 | } // end init() |
---|
| 419 | |
---|
| 420 | }; // end class CacheDirectory |
---|
| 421 | |
---|
| 422 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 423 | // A Heap Entry |
---|
| 424 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 425 | class HeapEntry{ |
---|
| 426 | |
---|
| 427 | public: |
---|
| 428 | // Fields of the entry |
---|
| 429 | Owner owner; |
---|
| 430 | size_t next; |
---|
| 431 | |
---|
| 432 | //////////////////////// |
---|
| 433 | // Constructor |
---|
| 434 | //////////////////////// |
---|
| 435 | HeapEntry() |
---|
[495] | 436 | :owner(false,0) |
---|
[307] | 437 | { |
---|
| 438 | next = 0; |
---|
| 439 | } // end constructor |
---|
| 440 | |
---|
| 441 | //////////////////////// |
---|
| 442 | // Constructor |
---|
| 443 | //////////////////////// |
---|
[495] | 444 | HeapEntry(const HeapEntry &entry) |
---|
| 445 | { |
---|
[307] | 446 | owner.inst = entry.owner.inst; |
---|
| 447 | owner.srcid = entry.owner.srcid; |
---|
[814] | 448 | next = entry.next; |
---|
[307] | 449 | } // end constructor |
---|
| 450 | |
---|
| 451 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 452 | // The copy() function copies an existing source entry to a target |
---|
[307] | 453 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[495] | 454 | void copy(const HeapEntry &entry) |
---|
| 455 | { |
---|
[814] | 456 | owner.inst = entry.owner.inst; |
---|
| 457 | owner.srcid = entry.owner.srcid; |
---|
| 458 | next = entry.next; |
---|
[307] | 459 | } // end copy() |
---|
| 460 | |
---|
| 461 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 462 | // The print() function prints the entry |
---|
[307] | 463 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 464 | void print(){ |
---|
[814] | 465 | std::cout |
---|
[307] | 466 | << " -- owner.inst : " << std::dec << owner.inst << std::endl |
---|
| 467 | << " -- owner.srcid : " << std::dec << owner.srcid << std::endl |
---|
| 468 | << " -- next : " << std::dec << next << std::endl; |
---|
| 469 | |
---|
| 470 | } // end print() |
---|
| 471 | |
---|
| 472 | }; // end class HeapEntry |
---|
| 473 | |
---|
| 474 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 475 | // The Heap |
---|
[307] | 476 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 477 | class HeapDirectory{ |
---|
[814] | 478 | |
---|
[307] | 479 | private: |
---|
| 480 | // Registers and the heap |
---|
| 481 | size_t ptr_free; |
---|
| 482 | bool full; |
---|
| 483 | HeapEntry *m_heap_tab; |
---|
| 484 | |
---|
| 485 | // Constants for debugging purpose |
---|
| 486 | size_t tab_size; |
---|
| 487 | |
---|
| 488 | public: |
---|
| 489 | //////////////////////// |
---|
| 490 | // Constructor |
---|
| 491 | //////////////////////// |
---|
| 492 | HeapDirectory(uint32_t size){ |
---|
| 493 | assert(size>0 && "Memory Cache, HeapDirectory constructor : invalid size"); |
---|
| 494 | ptr_free = 0; |
---|
| 495 | full = false; |
---|
| 496 | m_heap_tab = new HeapEntry[size]; |
---|
| 497 | tab_size = size; |
---|
| 498 | } // end constructor |
---|
| 499 | |
---|
| 500 | ///////////////// |
---|
| 501 | // Destructor |
---|
| 502 | ///////////////// |
---|
| 503 | ~HeapDirectory(){ |
---|
| 504 | delete [] m_heap_tab; |
---|
| 505 | } // end destructor |
---|
| 506 | |
---|
| 507 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 508 | // Global initialisation function |
---|
[307] | 509 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 510 | void init(){ |
---|
| 511 | ptr_free=0; |
---|
| 512 | full=false; |
---|
| 513 | for(size_t i=0; i< tab_size-1;i++){ |
---|
| 514 | m_heap_tab[i].next = i+1; |
---|
| 515 | } |
---|
| 516 | m_heap_tab[tab_size-1].next = tab_size-1; |
---|
| 517 | return; |
---|
| 518 | } |
---|
| 519 | |
---|
| 520 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 521 | // The print() function prints a selected directory entry |
---|
| 522 | // Arguments : |
---|
| 523 | // - ptr : the pointer to the entry to print |
---|
| 524 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 525 | void print(const size_t &ptr){ |
---|
| 526 | std::cout << "Heap, printing the entry : " << std::dec << ptr << std::endl; |
---|
| 527 | m_heap_tab[ptr].print(); |
---|
| 528 | } // end print() |
---|
| 529 | |
---|
| 530 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 531 | // The print_list() function prints a list from selected directory entry |
---|
| 532 | // Arguments : |
---|
| 533 | // - ptr : the pointer to the first entry to print |
---|
| 534 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 535 | void print_list(const size_t &ptr){ |
---|
| 536 | bool end = false; |
---|
| 537 | size_t ptr_temp = ptr; |
---|
| 538 | std::cout << "Heap, printing the list from : " << std::dec << ptr << std::endl; |
---|
| 539 | while(!end){ |
---|
| 540 | m_heap_tab[ptr_temp].print(); |
---|
| 541 | if(ptr_temp == m_heap_tab[ptr_temp].next) end = true; |
---|
| 542 | ptr_temp = m_heap_tab[ptr_temp].next; |
---|
[814] | 543 | } |
---|
[307] | 544 | } // end print_list() |
---|
| 545 | |
---|
| 546 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 547 | // The is_full() function return true if the heap is full. |
---|
| 548 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 549 | bool is_full(){ |
---|
| 550 | return full; |
---|
| 551 | } // end is_full() |
---|
| 552 | |
---|
| 553 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 554 | // The next_free_ptr() function returns the pointer |
---|
[307] | 555 | // to the next free entry. |
---|
| 556 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 557 | size_t next_free_ptr(){ |
---|
| 558 | return ptr_free; |
---|
| 559 | } // end next_free_ptr() |
---|
| 560 | |
---|
| 561 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 562 | // The next_free_entry() function returns |
---|
[307] | 563 | // a copy of the next free entry. |
---|
| 564 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 565 | HeapEntry next_free_entry(){ |
---|
| 566 | return HeapEntry(m_heap_tab[ptr_free]); |
---|
| 567 | } // end next_free_entry() |
---|
[814] | 568 | |
---|
[307] | 569 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 570 | // The write_free_entry() function modify the next free entry. |
---|
| 571 | // Arguments : |
---|
| 572 | // - entry : the entry to write |
---|
| 573 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 574 | void write_free_entry(const HeapEntry &entry){ |
---|
| 575 | m_heap_tab[ptr_free].copy(entry); |
---|
| 576 | } // end write_free_entry() |
---|
| 577 | |
---|
| 578 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 579 | // The write_free_ptr() function writes the pointer |
---|
| 580 | // to the next free entry |
---|
| 581 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 582 | void write_free_ptr(const size_t &ptr){ |
---|
| 583 | assert( (ptr<tab_size) && "HeapDirectory error : try to write a wrong free pointer"); |
---|
| 584 | ptr_free = ptr; |
---|
| 585 | } // end write_free_ptr() |
---|
| 586 | |
---|
| 587 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 588 | // The set_full() function sets the full bit (to true). |
---|
| 589 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 590 | void set_full(){ |
---|
| 591 | full = true; |
---|
| 592 | } // end set_full() |
---|
| 593 | |
---|
| 594 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 595 | // The unset_full() function unsets the full bit (to false). |
---|
| 596 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 597 | void unset_full(){ |
---|
| 598 | full = false; |
---|
| 599 | } // end unset_full() |
---|
| 600 | |
---|
| 601 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 602 | // The read() function returns a copy of |
---|
| 603 | // the entry pointed by the argument |
---|
| 604 | // Arguments : |
---|
| 605 | // - ptr : the pointer to the entry to read |
---|
| 606 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 607 | HeapEntry read(const size_t &ptr){ |
---|
| 608 | assert( (ptr<tab_size) && "HeapDirectory error : try to write a wrong free pointer"); |
---|
| 609 | return HeapEntry(m_heap_tab[ptr]); |
---|
| 610 | } // end read() |
---|
| 611 | |
---|
| 612 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 613 | // The write() function writes an entry in the heap |
---|
| 614 | // Arguments : |
---|
| 615 | // - ptr : the pointer to the entry to replace |
---|
| 616 | // - entry : the entry to write |
---|
| 617 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 618 | void write(const size_t &ptr, const HeapEntry &entry){ |
---|
| 619 | assert( (ptr<tab_size) && "HeapDirectory error : try to write a wrong free pointer"); |
---|
| 620 | m_heap_tab[ptr].copy(entry); |
---|
| 621 | } // end write() |
---|
| 622 | |
---|
| 623 | }; // end class HeapDirectory |
---|
| 624 | |
---|
| 625 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 626 | // Cache Data |
---|
[307] | 627 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 628 | class CacheData |
---|
[495] | 629 | { |
---|
[307] | 630 | private: |
---|
| 631 | const uint32_t m_sets; |
---|
| 632 | const uint32_t m_ways; |
---|
| 633 | const uint32_t m_words; |
---|
| 634 | |
---|
| 635 | uint32_t *** m_cache_data; |
---|
| 636 | |
---|
| 637 | public: |
---|
| 638 | |
---|
[495] | 639 | /////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[307] | 640 | CacheData(uint32_t ways, uint32_t sets, uint32_t words) |
---|
[814] | 641 | : m_sets(sets), m_ways(ways), m_words(words) |
---|
[495] | 642 | { |
---|
[307] | 643 | m_cache_data = new uint32_t ** [ways]; |
---|
[814] | 644 | for ( size_t i=0 ; i < ways ; i++ ) |
---|
[495] | 645 | { |
---|
| 646 | m_cache_data[i] = new uint32_t * [sets]; |
---|
[307] | 647 | } |
---|
[814] | 648 | for ( size_t i=0; i<ways; i++ ) |
---|
[495] | 649 | { |
---|
[814] | 650 | for ( size_t j=0; j<sets; j++ ) |
---|
[495] | 651 | { |
---|
| 652 | m_cache_data[i][j] = new uint32_t [words]; |
---|
| 653 | } |
---|
[307] | 654 | } |
---|
[495] | 655 | } |
---|
| 656 | //////////// |
---|
[814] | 657 | ~CacheData() |
---|
[495] | 658 | { |
---|
| 659 | for(size_t i=0; i<m_ways ; i++) |
---|
| 660 | { |
---|
| 661 | for(size_t j=0; j<m_sets ; j++) |
---|
| 662 | { |
---|
[307] | 663 | delete [] m_cache_data[i][j]; |
---|
| 664 | } |
---|
| 665 | } |
---|
[495] | 666 | for(size_t i=0; i<m_ways ; i++) |
---|
| 667 | { |
---|
[307] | 668 | delete [] m_cache_data[i]; |
---|
| 669 | } |
---|
| 670 | delete [] m_cache_data; |
---|
| 671 | } |
---|
[495] | 672 | ////////////////////////////////////////// |
---|
| 673 | uint32_t read ( const uint32_t &way, |
---|
| 674 | const uint32_t &set, |
---|
[814] | 675 | const uint32_t &word) const |
---|
[495] | 676 | { |
---|
| 677 | assert((set < m_sets ) && "Cache data error: Trying to read a wrong set" ); |
---|
| 678 | assert((way < m_ways ) && "Cache data error: Trying to read a wrong way" ); |
---|
| 679 | assert((word < m_words) && "Cache data error: Trying to read a wrong word"); |
---|
[307] | 680 | |
---|
[495] | 681 | return m_cache_data[way][set][word]; |
---|
[307] | 682 | } |
---|
[495] | 683 | ////////////////////////////////////////// |
---|
| 684 | void read_line( const uint32_t &way, |
---|
| 685 | const uint32_t &set, |
---|
| 686 | sc_core::sc_signal<uint32_t> * cache_line) |
---|
[307] | 687 | { |
---|
[495] | 688 | assert((set < m_sets ) && "Cache data error: Trying to read a wrong set" ); |
---|
| 689 | assert((way < m_ways ) && "Cache data error: Trying to read a wrong way" ); |
---|
[449] | 690 | |
---|
[495] | 691 | for (uint32_t word=0; word<m_words; word++) |
---|
| 692 | cache_line[word].write(m_cache_data[way][set][word]); |
---|
[307] | 693 | } |
---|
[495] | 694 | ///////////////////////////////////////// |
---|
| 695 | void write ( const uint32_t &way, |
---|
| 696 | const uint32_t &set, |
---|
| 697 | const uint32_t &word, |
---|
| 698 | const uint32_t &data, |
---|
[814] | 699 | const uint32_t &be = 0xF) |
---|
[495] | 700 | { |
---|
[307] | 701 | |
---|
[495] | 702 | assert((set < m_sets ) && "Cache data error: Trying to write a wrong set" ); |
---|
| 703 | assert((way < m_ways ) && "Cache data error: Trying to write a wrong way" ); |
---|
| 704 | assert((word < m_words) && "Cache data error: Trying to write a wrong word"); |
---|
| 705 | assert((be <= 0xF ) && "Cache data error: Trying to write a wrong be"); |
---|
[307] | 706 | |
---|
[495] | 707 | if (be == 0x0) return; |
---|
[307] | 708 | |
---|
[814] | 709 | if (be == 0xF) |
---|
[495] | 710 | { |
---|
[814] | 711 | m_cache_data[way][set][word] = data; |
---|
[495] | 712 | return; |
---|
| 713 | } |
---|
[307] | 714 | |
---|
[495] | 715 | uint32_t mask = 0; |
---|
| 716 | if (be & 0x1) mask = mask | 0x000000FF; |
---|
| 717 | if (be & 0x2) mask = mask | 0x0000FF00; |
---|
| 718 | if (be & 0x4) mask = mask | 0x00FF0000; |
---|
| 719 | if (be & 0x8) mask = mask | 0xFF000000; |
---|
[307] | 720 | |
---|
[814] | 721 | m_cache_data[way][set][word] = |
---|
[495] | 722 | (data & mask) | (m_cache_data[way][set][word] & ~mask); |
---|
[307] | 723 | } |
---|
| 724 | }; // end class CacheData |
---|
| 725 | |
---|
| 726 | }} // end namespaces |
---|
| 727 | |
---|
| 728 | #endif |
---|
| 729 | |
---|
| 730 | // Local Variables: |
---|
| 731 | // tab-width: 4 |
---|
| 732 | // c-basic-offset: 4 |
---|
| 733 | // c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)) |
---|
| 734 | // indent-tabs-mode: nil |
---|
| 735 | // End: |
---|
| 736 | |
---|
| 737 | // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4 |
---|
| 738 | |
---|