[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 | |
---|
[823] | 20 | public: |
---|
[307] | 21 | |
---|
[823] | 22 | bool recent; |
---|
[307] | 23 | |
---|
[823] | 24 | void init() |
---|
| 25 | { |
---|
| 26 | recent=false; |
---|
| 27 | } |
---|
[307] | 28 | |
---|
| 29 | }; // end class LruEntry |
---|
| 30 | |
---|
| 31 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 32 | // An Owner |
---|
| 33 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 34 | class Owner{ |
---|
[814] | 35 | |
---|
[823] | 36 | public: |
---|
[307] | 37 | |
---|
[823] | 38 | // Fields |
---|
| 39 | bool inst; // Is the owner an ICache ? |
---|
| 40 | size_t srcid; // The SRCID of the owner |
---|
[307] | 41 | |
---|
[823] | 42 | //////////////////////// |
---|
| 43 | // Constructors |
---|
| 44 | //////////////////////// |
---|
| 45 | Owner(bool i_inst, |
---|
| 46 | size_t i_srcid) |
---|
| 47 | { |
---|
| 48 | inst = i_inst; |
---|
| 49 | srcid = i_srcid; |
---|
| 50 | } |
---|
[307] | 51 | |
---|
[823] | 52 | Owner(const Owner &a) |
---|
| 53 | { |
---|
| 54 | inst = a.inst; |
---|
| 55 | srcid = a.srcid; |
---|
| 56 | } |
---|
[307] | 57 | |
---|
[823] | 58 | Owner() |
---|
| 59 | { |
---|
| 60 | inst = false; |
---|
| 61 | srcid = 0; |
---|
| 62 | } |
---|
| 63 | // end constructors |
---|
| 64 | |
---|
[307] | 65 | }; // end class Owner |
---|
| 66 | |
---|
| 67 | |
---|
| 68 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 69 | // A directory entry |
---|
[307] | 70 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 71 | class DirectoryEntry { |
---|
| 72 | |
---|
[823] | 73 | typedef uint32_t tag_t; |
---|
[307] | 74 | |
---|
[823] | 75 | public: |
---|
[307] | 76 | |
---|
[823] | 77 | bool valid; // entry valid |
---|
| 78 | bool cache_coherent; // WB or WT policy |
---|
| 79 | bool is_cnt; // directory entry is in counter mode |
---|
| 80 | bool dirty; // entry dirty |
---|
| 81 | bool lock; // entry locked |
---|
| 82 | tag_t tag; // tag of the entry |
---|
| 83 | size_t count; // number of copies |
---|
| 84 | Owner owner; // an owner of the line |
---|
| 85 | size_t ptr; // pointer to the next owner |
---|
[307] | 86 | |
---|
[823] | 87 | DirectoryEntry() |
---|
| 88 | { |
---|
| 89 | valid = false; |
---|
| 90 | cache_coherent = false; |
---|
| 91 | is_cnt = false; |
---|
| 92 | dirty = false; |
---|
| 93 | lock = false; |
---|
| 94 | tag = 0; |
---|
| 95 | count = 0; |
---|
| 96 | owner.inst = 0; |
---|
| 97 | owner.srcid = 0; |
---|
| 98 | ptr = 0; |
---|
| 99 | } |
---|
[307] | 100 | |
---|
[823] | 101 | DirectoryEntry(const DirectoryEntry &source) |
---|
| 102 | { |
---|
| 103 | valid = source.valid; |
---|
| 104 | cache_coherent = source.cache_coherent; |
---|
| 105 | is_cnt = source.is_cnt; |
---|
| 106 | dirty = source.dirty; |
---|
| 107 | lock = source.lock; |
---|
| 108 | tag = source.tag; |
---|
| 109 | count = source.count; |
---|
| 110 | owner = source.owner; |
---|
| 111 | ptr = source.ptr; |
---|
| 112 | } |
---|
[307] | 113 | |
---|
[823] | 114 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 115 | // The init() function initializes the entry |
---|
| 116 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 117 | void init() |
---|
| 118 | { |
---|
| 119 | valid = false; |
---|
| 120 | cache_coherent = false; |
---|
| 121 | is_cnt = false; |
---|
| 122 | dirty = false; |
---|
| 123 | lock = false; |
---|
| 124 | count = 0; |
---|
| 125 | } |
---|
[307] | 126 | |
---|
[823] | 127 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 128 | // The copy() function copies an existing source entry to a target |
---|
| 129 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 130 | void copy(const DirectoryEntry &source) |
---|
| 131 | { |
---|
| 132 | valid = source.valid; |
---|
| 133 | cache_coherent = source.cache_coherent; |
---|
| 134 | is_cnt = source.is_cnt; |
---|
| 135 | dirty = source.dirty; |
---|
| 136 | lock = source.lock; |
---|
| 137 | tag = source.tag; |
---|
| 138 | count = source.count; |
---|
| 139 | owner = source.owner; |
---|
| 140 | ptr = source.ptr; |
---|
| 141 | } |
---|
[307] | 142 | |
---|
[823] | 143 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 144 | // The print() function prints the entry |
---|
| 145 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 146 | void print() |
---|
| 147 | { |
---|
| 148 | std::cout << "Valid = " << valid |
---|
| 149 | << " ; COHERENCE = " << cache_coherent |
---|
| 150 | << " ; IS COUNT = " << is_cnt |
---|
| 151 | << " ; Dirty = " << dirty |
---|
| 152 | << " ; Lock = " << lock |
---|
| 153 | << " ; Tag = " << std::hex << tag << std::dec |
---|
| 154 | << " ; Count = " << count |
---|
| 155 | << " ; Owner = " << owner.srcid |
---|
| 156 | << " " << owner.inst |
---|
| 157 | << " ; Pointer = " << ptr << std::endl; |
---|
| 158 | } |
---|
[307] | 159 | |
---|
| 160 | }; // end class DirectoryEntry |
---|
| 161 | |
---|
| 162 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 163 | // The directory |
---|
[307] | 164 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 165 | class CacheDirectory { |
---|
| 166 | |
---|
[823] | 167 | typedef sc_dt::sc_uint<40> addr_t; |
---|
| 168 | typedef uint32_t data_t; |
---|
| 169 | typedef uint32_t tag_t; |
---|
[307] | 170 | |
---|
[823] | 171 | private: |
---|
[307] | 172 | |
---|
[823] | 173 | // Directory constants |
---|
| 174 | size_t m_ways; |
---|
| 175 | size_t m_sets; |
---|
| 176 | size_t m_words; |
---|
| 177 | size_t m_width; |
---|
| 178 | uint32_t lfsr; |
---|
[307] | 179 | |
---|
[823] | 180 | // the directory & lru tables |
---|
| 181 | DirectoryEntry **m_dir_tab; |
---|
| 182 | LruEntry **m_lru_tab; |
---|
[307] | 183 | |
---|
[823] | 184 | public: |
---|
[307] | 185 | |
---|
[823] | 186 | //////////////////////// |
---|
| 187 | // Constructor |
---|
| 188 | //////////////////////// |
---|
| 189 | CacheDirectory(size_t ways, size_t sets, size_t words, size_t address_width) |
---|
| 190 | { |
---|
| 191 | m_ways = ways; |
---|
| 192 | m_sets = sets; |
---|
| 193 | m_words = words; |
---|
| 194 | m_width = address_width; |
---|
| 195 | lfsr = -1; |
---|
[307] | 196 | |
---|
[823] | 197 | m_dir_tab = new DirectoryEntry*[sets]; |
---|
| 198 | for (size_t i = 0; i < sets; i++) { |
---|
| 199 | m_dir_tab[i] = new DirectoryEntry[ways]; |
---|
| 200 | for (size_t j = 0; j < ways; j++) { |
---|
| 201 | m_dir_tab[i][j].init(); |
---|
| 202 | } |
---|
| 203 | } |
---|
[307] | 204 | |
---|
[823] | 205 | m_lru_tab = new LruEntry*[sets]; |
---|
| 206 | for (size_t i = 0; i < sets; i++) { |
---|
| 207 | m_lru_tab[i] = new LruEntry[ways]; |
---|
| 208 | for (size_t j = 0; j < ways; j++) { |
---|
| 209 | m_lru_tab[i][j].init(); |
---|
| 210 | } |
---|
| 211 | } |
---|
| 212 | } // end constructor |
---|
[307] | 213 | |
---|
[823] | 214 | ///////////////// |
---|
| 215 | // Destructor |
---|
| 216 | ///////////////// |
---|
| 217 | ~CacheDirectory() |
---|
| 218 | { |
---|
| 219 | for (size_t i = 0; i < m_sets; i++) { |
---|
| 220 | delete [] m_dir_tab[i]; |
---|
| 221 | delete [] m_lru_tab[i]; |
---|
| 222 | } |
---|
| 223 | delete [] m_dir_tab; |
---|
| 224 | delete [] m_lru_tab; |
---|
| 225 | } // end destructor |
---|
[307] | 226 | |
---|
[823] | 227 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 228 | // The read() function reads a directory entry. In case of hit, the |
---|
| 229 | // LRU is updated. |
---|
| 230 | // Arguments : |
---|
| 231 | // - address : the address of the entry |
---|
| 232 | // - way : (return argument) the way of the entry in case of hit |
---|
| 233 | // The function returns a copy of a (valid or invalid) entry |
---|
| 234 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 235 | DirectoryEntry read(const addr_t &address, size_t &way) |
---|
| 236 | { |
---|
| 237 | |
---|
[307] | 238 | #define L2 soclib::common::uint32_log2 |
---|
[823] | 239 | const size_t set = (size_t) (address >> (L2(m_words) + 2)) & (m_sets - 1); |
---|
| 240 | const tag_t tag = (tag_t) (address >> (L2(m_sets) + L2(m_words) + 2)); |
---|
[307] | 241 | #undef L2 |
---|
| 242 | |
---|
[823] | 243 | bool hit = false; |
---|
| 244 | |
---|
| 245 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) { |
---|
| 246 | bool equal = (m_dir_tab[set][i].tag == tag); |
---|
| 247 | bool valid = m_dir_tab[set][i].valid; |
---|
| 248 | hit = equal && valid; |
---|
| 249 | if (hit) { |
---|
| 250 | way = i; |
---|
| 251 | break; |
---|
| 252 | } |
---|
| 253 | } |
---|
| 254 | if (hit) { |
---|
| 255 | m_lru_tab[set][way].recent = true; |
---|
| 256 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 257 | } else { |
---|
| 258 | return DirectoryEntry(); |
---|
| 259 | } |
---|
| 260 | } // end read() |
---|
| 261 | |
---|
| 262 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 263 | // The inval function invalidate an entry defined by the set and |
---|
| 264 | // way arguments. |
---|
| 265 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 266 | void inval( const size_t &way, const size_t &set ) |
---|
| 267 | { |
---|
| 268 | m_dir_tab[set][way].init(); |
---|
[307] | 269 | } |
---|
| 270 | |
---|
[823] | 271 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 272 | // The read_neutral() function reads a directory entry, without |
---|
| 273 | // changing the LRU |
---|
| 274 | // Arguments : |
---|
| 275 | // - address : the address of the entry |
---|
| 276 | // The function returns a copy of a (valid or invalid) entry |
---|
| 277 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 278 | DirectoryEntry read_neutral(const addr_t &address, |
---|
| 279 | size_t* ret_way, |
---|
| 280 | size_t* ret_set) |
---|
| 281 | { |
---|
[434] | 282 | |
---|
[307] | 283 | #define L2 soclib::common::uint32_log2 |
---|
[823] | 284 | size_t set = (size_t)(address >> (L2(m_words) + 2)) & (m_sets - 1); |
---|
| 285 | tag_t tag = (tag_t)(address >> (L2(m_sets) + L2(m_words) + 2)); |
---|
[307] | 286 | #undef L2 |
---|
| 287 | |
---|
[823] | 288 | for (size_t way = 0; way < m_ways; way++) |
---|
| 289 | { |
---|
| 290 | bool equal = (m_dir_tab[set][way].tag == tag); |
---|
| 291 | bool valid = m_dir_tab[set][way].valid; |
---|
| 292 | if (equal and valid) |
---|
| 293 | { |
---|
| 294 | *ret_set = set; |
---|
| 295 | *ret_way = way; |
---|
| 296 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 297 | } |
---|
| 298 | } |
---|
| 299 | return DirectoryEntry(); |
---|
| 300 | } // end read_neutral() |
---|
[307] | 301 | |
---|
[823] | 302 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 303 | // The write function writes a new entry, |
---|
| 304 | // and updates the LRU bits if necessary. |
---|
| 305 | // Arguments : |
---|
| 306 | // - set : the set of the entry |
---|
| 307 | // - way : the way of the entry |
---|
| 308 | // - entry : the entry value |
---|
| 309 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 310 | void write(const size_t &set, |
---|
| 311 | const size_t &way, |
---|
| 312 | const DirectoryEntry &entry) |
---|
| 313 | { |
---|
| 314 | assert((set<m_sets) |
---|
| 315 | && "Cache Directory write : The set index is invalid"); |
---|
| 316 | assert((way<m_ways) |
---|
| 317 | && "Cache Directory write : The way index is invalid"); |
---|
[307] | 318 | |
---|
[823] | 319 | // update Directory |
---|
| 320 | m_dir_tab[set][way].copy(entry); |
---|
[307] | 321 | |
---|
[823] | 322 | // update LRU bits |
---|
| 323 | bool all_recent = true; |
---|
| 324 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 325 | { |
---|
| 326 | if (i != way) |
---|
| 327 | { |
---|
| 328 | all_recent = m_lru_tab[set][i].recent && all_recent; |
---|
| 329 | } |
---|
| 330 | } |
---|
| 331 | if (all_recent) |
---|
| 332 | { |
---|
| 333 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 334 | { |
---|
| 335 | m_lru_tab[set][i].recent = false; |
---|
| 336 | } |
---|
| 337 | } |
---|
| 338 | else |
---|
| 339 | { |
---|
| 340 | m_lru_tab[set][way].recent = true; |
---|
| 341 | } |
---|
| 342 | } // end write() |
---|
| 343 | |
---|
| 344 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 345 | // The print() function prints a selected directory entry |
---|
| 346 | // Arguments : |
---|
| 347 | // - set : the set of the entry to print |
---|
| 348 | // - way : the way of the entry to print |
---|
| 349 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 350 | void print(const size_t &set, const size_t &way) |
---|
[434] | 351 | { |
---|
[823] | 352 | std::cout << std::dec << " set : " << set << " ; way : " << way << " ; "; |
---|
| 353 | m_dir_tab[set][way].print(); |
---|
| 354 | } // end print() |
---|
| 355 | |
---|
| 356 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 357 | // The select() function selects a directory entry to evince. |
---|
| 358 | // Arguments : |
---|
| 359 | // - set : (input argument) the set to modify |
---|
| 360 | // - way : (return argument) the way to evince |
---|
| 361 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 362 | DirectoryEntry select(const size_t &set, size_t &way) |
---|
[434] | 363 | { |
---|
[823] | 364 | assert((set < m_sets) |
---|
| 365 | && "Cache Directory : (select) The set index is invalid"); |
---|
[307] | 366 | |
---|
[823] | 367 | // looking for an empty slot |
---|
| 368 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 369 | { |
---|
| 370 | if (not m_dir_tab[set][i].valid) |
---|
| 371 | { |
---|
| 372 | way = i; |
---|
| 373 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 374 | } |
---|
| 375 | } |
---|
[307] | 376 | |
---|
| 377 | #ifdef RANDOM_EVICTION |
---|
[823] | 378 | lfsr = (lfsr >> 1) ^ ((-(lfsr & 1)) & 0xd0000001); |
---|
| 379 | way = lfsr % m_ways; |
---|
| 380 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
[307] | 381 | #endif |
---|
| 382 | |
---|
[823] | 383 | // looking for a not locked and not recently used entry |
---|
| 384 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 385 | { |
---|
| 386 | if ((not m_lru_tab[set][i].recent) and (not m_dir_tab[set][i].lock)) |
---|
| 387 | { |
---|
| 388 | way = i; |
---|
| 389 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 390 | } |
---|
| 391 | } |
---|
[495] | 392 | |
---|
[823] | 393 | // looking for a locked not recently used entry |
---|
| 394 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 395 | { |
---|
| 396 | if ((not m_lru_tab[set][i].recent) and (m_dir_tab[set][i].lock)) |
---|
| 397 | { |
---|
| 398 | way = i; |
---|
| 399 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 400 | } |
---|
| 401 | } |
---|
[495] | 402 | |
---|
[823] | 403 | // looking for a recently used entry not locked |
---|
| 404 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 405 | { |
---|
| 406 | if ((m_lru_tab[set][i].recent) and (not m_dir_tab[set][i].lock)) |
---|
| 407 | { |
---|
| 408 | way = i; |
---|
| 409 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][way]); |
---|
| 410 | } |
---|
| 411 | } |
---|
[495] | 412 | |
---|
[823] | 413 | // select way 0 (even if entry is locked and recently used) |
---|
| 414 | way = 0; |
---|
| 415 | return DirectoryEntry(m_dir_tab[set][0]); |
---|
| 416 | } // end select() |
---|
[307] | 417 | |
---|
[823] | 418 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 419 | // Global initialisation function |
---|
| 420 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 421 | void init() |
---|
[449] | 422 | { |
---|
[823] | 423 | for (size_t set = 0; set < m_sets; set++) |
---|
| 424 | { |
---|
| 425 | for (size_t way = 0; way < m_ways; way++) |
---|
| 426 | { |
---|
| 427 | m_dir_tab[set][way].init(); |
---|
| 428 | m_lru_tab[set][way].init(); |
---|
| 429 | } |
---|
| 430 | } |
---|
| 431 | } // end init() |
---|
[307] | 432 | |
---|
| 433 | }; // end class CacheDirectory |
---|
| 434 | |
---|
| 435 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 436 | // A Heap Entry |
---|
| 437 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 438 | class HeapEntry{ |
---|
| 439 | |
---|
[823] | 440 | public: |
---|
| 441 | // Fields of the entry |
---|
| 442 | Owner owner; |
---|
| 443 | size_t next; |
---|
[307] | 444 | |
---|
[823] | 445 | //////////////////////// |
---|
| 446 | // Constructor |
---|
| 447 | //////////////////////// |
---|
| 448 | HeapEntry() |
---|
| 449 | :owner(false, 0) |
---|
| 450 | { |
---|
| 451 | next = 0; |
---|
| 452 | } // end constructor |
---|
[307] | 453 | |
---|
[823] | 454 | //////////////////////// |
---|
| 455 | // Constructor |
---|
| 456 | //////////////////////// |
---|
| 457 | HeapEntry(const HeapEntry &entry) |
---|
| 458 | { |
---|
| 459 | owner.inst = entry.owner.inst; |
---|
| 460 | owner.srcid = entry.owner.srcid; |
---|
| 461 | next = entry.next; |
---|
| 462 | } // end constructor |
---|
[307] | 463 | |
---|
[823] | 464 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 465 | // The copy() function copies an existing source entry to a target |
---|
| 466 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 467 | void copy(const HeapEntry &entry) |
---|
| 468 | { |
---|
| 469 | owner.inst = entry.owner.inst; |
---|
| 470 | owner.srcid = entry.owner.srcid; |
---|
| 471 | next = entry.next; |
---|
| 472 | } // end copy() |
---|
[307] | 473 | |
---|
[823] | 474 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 475 | // The print() function prints the entry |
---|
| 476 | //////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 477 | void print() |
---|
| 478 | { |
---|
| 479 | std::cout |
---|
| 480 | << " -- owner.inst : " << std::dec << owner.inst << std::endl |
---|
| 481 | << " -- owner.srcid : " << std::dec << owner.srcid << std::endl |
---|
| 482 | << " -- next : " << std::dec << next << std::endl; |
---|
[307] | 483 | |
---|
[823] | 484 | } // end print() |
---|
[307] | 485 | |
---|
| 486 | }; // end class HeapEntry |
---|
| 487 | |
---|
| 488 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 489 | // The Heap |
---|
[307] | 490 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 491 | class HeapDirectory{ |
---|
[814] | 492 | |
---|
[823] | 493 | private: |
---|
| 494 | // Registers and the heap |
---|
| 495 | size_t ptr_free; |
---|
| 496 | bool full; |
---|
| 497 | HeapEntry *m_heap_tab; |
---|
[307] | 498 | |
---|
[823] | 499 | // Constants for debugging purpose |
---|
| 500 | size_t tab_size; |
---|
[307] | 501 | |
---|
[823] | 502 | public: |
---|
| 503 | //////////////////////// |
---|
| 504 | // Constructor |
---|
| 505 | //////////////////////// |
---|
| 506 | HeapDirectory(uint32_t size) |
---|
| 507 | { |
---|
| 508 | assert(size > 0 && "Memory Cache, HeapDirectory constructor : invalid size"); |
---|
| 509 | ptr_free = 0; |
---|
| 510 | full = false; |
---|
| 511 | m_heap_tab = new HeapEntry[size]; |
---|
| 512 | tab_size = size; |
---|
| 513 | } // end constructor |
---|
[307] | 514 | |
---|
[823] | 515 | ///////////////// |
---|
| 516 | // Destructor |
---|
| 517 | ///////////////// |
---|
| 518 | ~HeapDirectory() |
---|
| 519 | { |
---|
| 520 | delete [] m_heap_tab; |
---|
| 521 | } // end destructor |
---|
[307] | 522 | |
---|
[823] | 523 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 524 | // Global initialisation function |
---|
| 525 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 526 | void init() |
---|
| 527 | { |
---|
| 528 | ptr_free = 0; |
---|
| 529 | full = false; |
---|
| 530 | for (size_t i = 0; i < tab_size - 1; i++) { |
---|
| 531 | m_heap_tab[i].next = i + 1; |
---|
| 532 | } |
---|
| 533 | m_heap_tab[tab_size - 1].next = tab_size - 1; |
---|
| 534 | return; |
---|
| 535 | } |
---|
[307] | 536 | |
---|
[823] | 537 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 538 | // The print() function prints a selected directory entry |
---|
| 539 | // Arguments : |
---|
| 540 | // - ptr : the pointer to the entry to print |
---|
| 541 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 542 | void print(const size_t &ptr) |
---|
| 543 | { |
---|
| 544 | std::cout << "Heap, printing the entry : " << std::dec << ptr << std::endl; |
---|
| 545 | m_heap_tab[ptr].print(); |
---|
| 546 | } // end print() |
---|
[307] | 547 | |
---|
[823] | 548 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 549 | // The print_list() function prints a list from selected directory entry |
---|
| 550 | // Arguments : |
---|
| 551 | // - ptr : the pointer to the first entry to print |
---|
| 552 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 553 | void print_list(const size_t &ptr) |
---|
| 554 | { |
---|
| 555 | bool end = false; |
---|
| 556 | size_t ptr_temp = ptr; |
---|
| 557 | std::cout << "Heap, printing the list from : " << std::dec << ptr << std::endl; |
---|
| 558 | while (!end) { |
---|
| 559 | m_heap_tab[ptr_temp].print(); |
---|
| 560 | if (ptr_temp == m_heap_tab[ptr_temp].next) { |
---|
| 561 | end = true; |
---|
| 562 | } |
---|
| 563 | ptr_temp = m_heap_tab[ptr_temp].next; |
---|
| 564 | } |
---|
| 565 | } // end print_list() |
---|
[307] | 566 | |
---|
[823] | 567 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 568 | // The is_full() function return true if the heap is full. |
---|
| 569 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 570 | bool is_full() |
---|
| 571 | { |
---|
| 572 | return full; |
---|
| 573 | } // end is_full() |
---|
[307] | 574 | |
---|
[823] | 575 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 576 | // The next_free_ptr() function returns the pointer |
---|
| 577 | // to the next free entry. |
---|
| 578 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 579 | size_t next_free_ptr() |
---|
| 580 | { |
---|
| 581 | return ptr_free; |
---|
| 582 | } // end next_free_ptr() |
---|
[307] | 583 | |
---|
[823] | 584 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 585 | // The next_free_entry() function returns |
---|
| 586 | // a copy of the next free entry. |
---|
| 587 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 588 | HeapEntry next_free_entry() |
---|
| 589 | { |
---|
| 590 | return HeapEntry(m_heap_tab[ptr_free]); |
---|
| 591 | } // end next_free_entry() |
---|
[814] | 592 | |
---|
[823] | 593 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 594 | // The write_free_entry() function modify the next free entry. |
---|
| 595 | // Arguments : |
---|
| 596 | // - entry : the entry to write |
---|
| 597 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 598 | void write_free_entry(const HeapEntry &entry) |
---|
| 599 | { |
---|
| 600 | m_heap_tab[ptr_free].copy(entry); |
---|
| 601 | } // end write_free_entry() |
---|
[307] | 602 | |
---|
[823] | 603 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 604 | // The write_free_ptr() function writes the pointer |
---|
| 605 | // to the next free entry |
---|
| 606 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 607 | void write_free_ptr(const size_t &ptr) |
---|
| 608 | { |
---|
| 609 | assert((ptr < tab_size) && "HeapDirectory error : try to write a wrong free pointer"); |
---|
| 610 | ptr_free = ptr; |
---|
| 611 | } // end write_free_ptr() |
---|
[307] | 612 | |
---|
[823] | 613 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 614 | // The set_full() function sets the full bit (to true). |
---|
| 615 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 616 | void set_full() |
---|
| 617 | { |
---|
| 618 | full = true; |
---|
| 619 | } // end set_full() |
---|
[307] | 620 | |
---|
[823] | 621 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 622 | // The unset_full() function unsets the full bit (to false). |
---|
| 623 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 624 | void unset_full() |
---|
| 625 | { |
---|
| 626 | full = false; |
---|
| 627 | } // end unset_full() |
---|
[307] | 628 | |
---|
[823] | 629 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 630 | // The read() function returns a copy of |
---|
| 631 | // the entry pointed by the argument |
---|
| 632 | // Arguments : |
---|
| 633 | // - ptr : the pointer to the entry to read |
---|
| 634 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 635 | HeapEntry read(const size_t &ptr) |
---|
| 636 | { |
---|
| 637 | assert((ptr < tab_size) && "HeapDirectory error : try to write a wrong free pointer"); |
---|
| 638 | return HeapEntry(m_heap_tab[ptr]); |
---|
| 639 | } // end read() |
---|
[307] | 640 | |
---|
[823] | 641 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 642 | // The write() function writes an entry in the heap |
---|
| 643 | // Arguments : |
---|
| 644 | // - ptr : the pointer to the entry to replace |
---|
| 645 | // - entry : the entry to write |
---|
| 646 | ///////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 647 | void write(const size_t &ptr, const HeapEntry &entry) |
---|
| 648 | { |
---|
| 649 | assert((ptr < tab_size) && "HeapDirectory error : try to write a wrong free pointer"); |
---|
| 650 | m_heap_tab[ptr].copy(entry); |
---|
| 651 | } // end write() |
---|
[307] | 652 | |
---|
| 653 | }; // end class HeapDirectory |
---|
| 654 | |
---|
| 655 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 656 | // Cache Data |
---|
[307] | 657 | //////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
[814] | 658 | class CacheData |
---|
[495] | 659 | { |
---|
[823] | 660 | private: |
---|
| 661 | const uint32_t m_sets; |
---|
| 662 | const uint32_t m_ways; |
---|
| 663 | const uint32_t m_words; |
---|
[307] | 664 | |
---|
[823] | 665 | uint32_t *** m_cache_data; |
---|
[307] | 666 | |
---|
[823] | 667 | public: |
---|
[307] | 668 | |
---|
[823] | 669 | /////////////////////////////////////////////////////// |
---|
| 670 | CacheData(uint32_t ways, uint32_t sets, uint32_t words) |
---|
| 671 | : m_sets(sets), m_ways(ways), m_words(words) |
---|
[495] | 672 | { |
---|
[823] | 673 | m_cache_data = new uint32_t ** [ways]; |
---|
| 674 | for (size_t i = 0; i < ways; i++) |
---|
[495] | 675 | { |
---|
[823] | 676 | m_cache_data[i] = new uint32_t * [sets]; |
---|
[495] | 677 | } |
---|
[823] | 678 | for (size_t i = 0; i < ways; i++) |
---|
| 679 | { |
---|
| 680 | for (size_t j = 0; j < sets; j++) |
---|
| 681 | { |
---|
| 682 | m_cache_data[i][j] = new uint32_t [words]; |
---|
| 683 | } |
---|
| 684 | } |
---|
[307] | 685 | } |
---|
[823] | 686 | //////////// |
---|
| 687 | ~CacheData() |
---|
[495] | 688 | { |
---|
[823] | 689 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
[495] | 690 | { |
---|
[823] | 691 | for (size_t j = 0; j < m_sets; j++) |
---|
| 692 | { |
---|
| 693 | delete [] m_cache_data[i][j]; |
---|
| 694 | } |
---|
[307] | 695 | } |
---|
[823] | 696 | for (size_t i = 0; i < m_ways; i++) |
---|
| 697 | { |
---|
| 698 | delete [] m_cache_data[i]; |
---|
| 699 | } |
---|
| 700 | delete [] m_cache_data; |
---|
[307] | 701 | } |
---|
[823] | 702 | ////////////////////////////////////////// |
---|
| 703 | uint32_t read(const uint32_t &way, |
---|
| 704 | const uint32_t &set, |
---|
| 705 | const uint32_t &word) const |
---|
[495] | 706 | { |
---|
[823] | 707 | assert((set < m_sets ) && "Cache data error: Trying to read a wrong set"); |
---|
| 708 | assert((way < m_ways ) && "Cache data error: Trying to read a wrong way"); |
---|
| 709 | assert((word < m_words) && "Cache data error: Trying to read a wrong word"); |
---|
| 710 | |
---|
| 711 | return m_cache_data[way][set][word]; |
---|
[307] | 712 | } |
---|
[823] | 713 | ////////////////////////////////////////// |
---|
| 714 | void read_line(const uint32_t &way, |
---|
| 715 | const uint32_t &set, |
---|
| 716 | sc_core::sc_signal<uint32_t> * cache_line) |
---|
| 717 | { |
---|
| 718 | assert((set < m_sets) && "Cache data error: Trying to read a wrong set"); |
---|
| 719 | assert((way < m_ways) && "Cache data error: Trying to read a wrong way"); |
---|
[307] | 720 | |
---|
[823] | 721 | for (uint32_t word = 0; word < m_words; word++) { |
---|
| 722 | cache_line[word].write(m_cache_data[way][set][word]); |
---|
| 723 | } |
---|
| 724 | } |
---|
| 725 | ///////////////////////////////////////// |
---|
| 726 | void write(const uint32_t &way, |
---|
| 727 | const uint32_t &set, |
---|
| 728 | const uint32_t &word, |
---|
| 729 | const uint32_t &data, |
---|
| 730 | const uint32_t &be = 0xF) |
---|
| 731 | { |
---|
| 732 | assert((set < m_sets ) && "Cache data error: Trying to write a wrong set"); |
---|
| 733 | assert((way < m_ways ) && "Cache data error: Trying to write a wrong way"); |
---|
| 734 | assert((word < m_words) && "Cache data error: Trying to write a wrong word"); |
---|
| 735 | assert((be <= 0xF ) && "Cache data error: Trying to write a wrong be"); |
---|
[449] | 736 | |
---|
[823] | 737 | if (be == 0x0) return; |
---|
[307] | 738 | |
---|
[823] | 739 | if (be == 0xF) |
---|
| 740 | { |
---|
| 741 | m_cache_data[way][set][word] = data; |
---|
| 742 | return; |
---|
| 743 | } |
---|
[307] | 744 | |
---|
[823] | 745 | uint32_t mask = 0; |
---|
| 746 | if (be & 0x1) mask = mask | 0x000000FF; |
---|
| 747 | if (be & 0x2) mask = mask | 0x0000FF00; |
---|
| 748 | if (be & 0x4) mask = mask | 0x00FF0000; |
---|
| 749 | if (be & 0x8) mask = mask | 0xFF000000; |
---|
[307] | 750 | |
---|
[823] | 751 | m_cache_data[way][set][word] = |
---|
| 752 | (data & mask) | (m_cache_data[way][set][word] & ~mask); |
---|
[495] | 753 | } |
---|
[307] | 754 | }; // end class CacheData |
---|
| 755 | |
---|
| 756 | }} // end namespaces |
---|
| 757 | |
---|
| 758 | #endif |
---|
| 759 | |
---|
| 760 | // Local Variables: |
---|
| 761 | // tab-width: 4 |
---|
| 762 | // c-basic-offset: 4 |
---|
| 763 | // c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)) |
---|
| 764 | // indent-tabs-mode: nil |
---|
| 765 | // End: |
---|
| 766 | |
---|
| 767 | // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4 |
---|
| 768 | |
---|