source: branches/v5/modules/vci_cc_vcache_wrapper/caba/source/include/vci_cc_vcache_wrapper.h @ 443

Last change on this file since 443 was 443, checked in by cfuguet, 12 years ago

Merging branch/v5/vci_cc_vcache_wrapper with trunk modifications
to start the development of new coherence protocol modifications
in this component
File size: 33.1 KB
Line 
1/* -*- c++ -*-
2 *
3 * File : vci_cc_vcache_wrapper.h
4 * Copyright (c) UPMC, Lip6, SoC
5 * Authors : Alain GREINER, Yang GAO
6 * Date : 27/11/2011
7 *
8 * SOCLIB_LGPL_HEADER_BEGIN
9 *
10 * This file is part of SoCLib, GNU LGPLv2.1.
11 *
12 * SoCLib is free software; you can redistribute it and/or modify it
13 * under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
14 * by the Free Software Foundation; version 2.1 of the License.
15 *
16 * SoCLib is distributed in the hope that it will be useful, but
17 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19 * Lesser General Public License for more details.
20 *
21 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
22 * License along with SoCLib; if not, write to the Free Software
23 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
24 * 02110-1301 USA
25 *
26 * SOCLIB_LGPL_HEADER_END
27 *
28 * Maintainers: cesar.fuguet-tortolero@lip6.fr
29 *              alexandre.joannou@lip6.fr
30 */
31
32#ifndef SOCLIB_CABA_VCI_CC_VCACHE_WRAPPER_H
33#define SOCLIB_CABA_VCI_CC_VCACHE_WRAPPER_H
34
35#include <inttypes.h>
36#include <systemc>
37#include "caba_base_module.h"
38#include "multi_write_buffer.h"
39#include "generic_fifo.h"
40#include "generic_tlb.h"
41#include "generic_cache.h"
42#include "vci_initiator.h"
43#include "dspin_interface.h"
44#include "dspin_dhccp_param.h"
45#include "mapping_table.h"
46#include "static_assert.h"
47#include "iss2.h"
48
49#define LLSC_TIMEOUT    10000
50
51namespace soclib {
52namespace caba {
53
54using namespace sc_core;
55
56////////////////////////////////////////////
57template<typename vci_param, 
58         size_t   dspin_in_width,
59         size_t   dspin_out_width,
60         typename iss_t>
61class VciCcVCacheWrapper
62////////////////////////////////////////////
63    : public soclib::caba::BaseModule
64{
65
66    typedef typename vci_param::fast_addr_t  paddr_t;
67
68    enum icache_fsm_state_e
69    {
70        ICACHE_IDLE,
71        // handling XTN processor requests
72        ICACHE_XTN_TLB_FLUSH,
73        ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH,
74        ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO,
75        ICACHE_XTN_TLB_INVAL,
76        ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_VA,
77        ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_PA,
78        ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_GO,
79        // handling tlb miss
80        ICACHE_TLB_WAIT,
81        // handling cache miss
82        ICACHE_MISS_SELECT,
83        ICACHE_MISS_CLEAN,
84        ICACHE_MISS_WAIT,
85        ICACHE_MISS_DATA_UPDT,
86        ICACHE_MISS_DIR_UPDT,
87        // handling unc read
88        ICACHE_UNC_WAIT,
89        // handling coherence requests
90        ICACHE_CC_CHECK,
91        ICACHE_CC_INVAL,
92        ICACHE_CC_UPDT,
93        ICACHE_CC_BROADCAST,
94        ICACHE_CC_SEND_WAIT,
95    };
96
97    enum dcache_fsm_state_e
98    {
99        DCACHE_IDLE,
100        // handling itlb & dtlb miss
101        DCACHE_TLB_MISS,
102        DCACHE_TLB_PTE1_GET,
103        DCACHE_TLB_PTE1_SELECT,
104        DCACHE_TLB_PTE1_UPDT,
105        DCACHE_TLB_PTE2_GET,
106        DCACHE_TLB_PTE2_SELECT,
107        DCACHE_TLB_PTE2_UPDT,
108        DCACHE_TLB_LR_UPDT,
109        DCACHE_TLB_LR_WAIT,
110        DCACHE_TLB_RETURN,
111            // handling processor XTN requests
112        DCACHE_XTN_SWITCH,
113        DCACHE_XTN_SYNC,
114        DCACHE_XTN_IC_INVAL_VA,
115        DCACHE_XTN_IC_FLUSH,
116        DCACHE_XTN_IC_INVAL_PA,
117        DCACHE_XTN_IT_INVAL,
118        DCACHE_XTN_DC_FLUSH,
119        DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO,
120        DCACHE_XTN_DC_INVAL_VA,
121        DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA,
122        DCACHE_XTN_DC_INVAL_END,
123        DCACHE_XTN_DC_INVAL_GO,
124        DCACHE_XTN_DT_INVAL,
125        //handling dirty bit update
126        DCACHE_DIRTY_GET_PTE,
127        DCACHE_DIRTY_WAIT,
128            // handling processor miss requests
129        DCACHE_MISS_SELECT,
130        DCACHE_MISS_CLEAN,
131        DCACHE_MISS_WAIT,
132        DCACHE_MISS_DATA_UPDT,
133        DCACHE_MISS_DIR_UPDT,
134        // handling processor unc, ll and sc requests
135        DCACHE_UNC_WAIT,
136        DCACHE_LL_WAIT,
137        DCACHE_SC_WAIT,
138        // handling coherence requests
139        DCACHE_CC_CHECK,
140        DCACHE_CC_INVAL,
141        DCACHE_CC_UPDT,
142        DCACHE_CC_BROADCAST,
143        DCACHE_CC_SEND_WAIT,
144        // handling TLB inval (after a coherence or XTN request)
145        DCACHE_INVAL_TLB_SCAN,
146    };
147
148    enum cmd_fsm_state_e
149    {
150        CMD_IDLE,
151        CMD_INS_MISS,
152        CMD_INS_UNC,
153        CMD_DATA_MISS,
154        CMD_DATA_UNC,
155        CMD_DATA_WRITE,
156        CMD_DATA_LL,
157        CMD_DATA_SC,
158        CMD_DATA_CAS,
159    };
160
161    enum rsp_fsm_state_e
162    {
163        RSP_IDLE,
164        RSP_INS_MISS,
165        RSP_INS_UNC,
166        RSP_DATA_MISS,
167        RSP_DATA_UNC,
168        RSP_DATA_LL,
169        RSP_DATA_WRITE,
170    };
171
172    enum cc_receive_fsm_state_e
173    {
174        CC_RECEIVE_IDLE,
175        CC_RECEIVE_CLACK,
176        CC_RECEIVE_BRDCAST_HEADER,
177        CC_RECEIVE_BRDCAST_NLINE,
178        CC_RECEIVE_INVAL_HEADER,
179        CC_RECEIVE_INVAL_NLINE,
180        CC_RECEIVE_UPDT_HEADER,
181        CC_RECEIVE_UPDT_NLINE,
182        CC_RECEIVE_UPDT_DATA,
183    };
184
185    enum cc_send_fsm_state_e
186    {
187        CC_SEND_IDLE,
188        CC_SEND_CLEANUP_1,
189        CC_SEND_CLEANUP_2,
190        CC_SEND_MULTI_ACK,
191    };
192
193    /* transaction type, pktid field */
194    enum transaction_type_e
195    {
196        // b3 unused
197        // b2 READ / NOT READ
198        // if READ
199        //  b1 DATA / INS
200        //  b0 UNC / MISS
201        // else
202        //  b1 accÚs table llsc type SW / other
203        //  b2 WRITE/CAS/LL/SC
204        TYPE_READ_DATA_UNC          = 0x0,
205        TYPE_READ_DATA_MISS         = 0x1,
206        TYPE_READ_INS_UNC           = 0x2,
207        TYPE_READ_INS_MISS          = 0x3,
208        TYPE_WRITE                  = 0x4,
209        TYPE_CAS                    = 0x5,
210        TYPE_LL                     = 0x6,
211        TYPE_SC                     = 0x7
212    };
213
214    /* SC return values */
215    enum sc_status_type_e
216    {
217        SC_SUCCESS  =   0x00000000,
218        SC_FAIL     =   0x00000001
219    };
220
221    // cc_send_type
222    typedef enum 
223    {
224        CC_TYPE_CLEANUP,
225        CC_TYPE_MULTI_ACK,
226    } cc_send_t;
227
228    // cc_receive_type
229    typedef enum 
230    {
231        CC_TYPE_CLACK,
232        CC_TYPE_BRDCAST,
233        CC_TYPE_INVAL,
234        CC_TYPE_UPDT,
235    } cc_receive_t;
236
237    // TLB Mode : ITLB / DTLB / ICACHE / DCACHE
238    enum 
239    {
240        INS_TLB_MASK    = 0x8,
241        DATA_TLB_MASK   = 0x4,
242        INS_CACHE_MASK  = 0x2,
243        DATA_CACHE_MASK = 0x1,
244    };
245
246    // Error Type
247    enum mmu_error_type_e
248    {
249        MMU_NONE                      = 0x0000, // None
250        MMU_WRITE_PT1_UNMAPPED        = 0x0001, // Write & Page fault on PT1
251        MMU_WRITE_PT2_UNMAPPED        = 0x0002, // Write & Page fault on PT2
252        MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION = 0x0004, // Write & Protected access in user mode
253        MMU_WRITE_ACCES_VIOLATION     = 0x0008, // Write to non writable page
254        MMU_WRITE_UNDEFINED_XTN       = 0x0020, // Write & undefined external access
255        MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS  = 0x0040, // Write & Bus Error accessing PT1
256        MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS  = 0x0080, // Write & Bus Error accessing PT2
257        MMU_WRITE_DATA_ILLEGAL_ACCESS = 0x0100, // Write & Bus Error in cache access
258        MMU_READ_PT1_UNMAPPED         = 0x1001, // Read & Page fault on PT1
259        MMU_READ_PT2_UNMAPPED         = 0x1002, // Read & Page fault on PT2
260        MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION  = 0x1004, // Read & Protected access in user mode
261        MMU_READ_EXEC_VIOLATION       = 0x1010, // Read & Exec access to a non exec page
262        MMU_READ_UNDEFINED_XTN        = 0x1020, // Read & Undefined external access
263        MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS   = 0x1040, // Read & Bus Error accessing PT1
264        MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS   = 0x1080, // Read & Bus Error accessing PT2
265        MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS  = 0x1100, // Read & Bus Error in cache access
266    };
267
268    // miss types for data cache
269    enum dcache_miss_type_e
270    {
271        PTE1_MISS,
272        PTE2_MISS,
273        PROC_MISS,
274    };
275
276    enum transaction_type_d_e
277    {
278        // b0 : 1 if cached
279        // b1 : 1 if instruction
280        TYPE_DATA_UNC     = 0x0,
281        TYPE_DATA_MISS    = 0x1,
282        TYPE_INS_UNC      = 0x2,
283        TYPE_INS_MISS     = 0x3,
284    };
285
286public:
287    sc_in<bool>                                 p_clk;
288    sc_in<bool>                                 p_resetn;
289    sc_in<bool>                                 p_irq[iss_t::n_irq];
290    soclib::caba::VciInitiator<vci_param>       p_vci;
291    soclib::caba::DspinInput <dspin_in_width>   p_dspin_in;
292    soclib::caba::DspinOutput<dspin_out_width>  p_dspin_out;
293
294private:
295
296    // STRUCTURAL PARAMETERS
297    soclib::common::AddressDecodingTable<uint32_t, bool> m_cacheability_table;
298
299    const size_t                        m_srcid;
300    const size_t                        m_cc_global_id;
301    const size_t                        m_nline_width;
302    const size_t                                                m_itlb_ways;
303    const size_t                                                m_itlb_sets;
304    const size_t                                                m_dtlb_ways;
305    const size_t                                                m_dtlb_sets;
306    const size_t                                                m_icache_ways;
307    const size_t                                                m_icache_sets;
308    const paddr_t                                               m_icache_yzmask;
309    const size_t                                                m_icache_words;
310    const size_t                                                m_dcache_ways;
311    const size_t                                                m_dcache_sets;
312    const paddr_t                                               m_dcache_yzmask;
313    const size_t                                                m_dcache_words;
314    const size_t                        m_x_width;
315    const size_t                        m_y_width;
316    const size_t                        m_proc_id;
317    const uint32_t                                              m_max_frozen_cycles;
318    const size_t                                                m_paddr_nbits;
319    uint32_t                            m_debug_start_cycle;
320    bool                                m_debug_ok;
321
322    ////////////////////////////////////////
323    // Communication with processor ISS
324    ////////////////////////////////////////
325    typename iss_t::InstructionRequest  m_ireq;
326    typename iss_t::InstructionResponse m_irsp;
327    typename iss_t::DataRequest         m_dreq;
328    typename iss_t::DataResponse        m_drsp;
329
330    /////////////////////////////////////////////
331    // debug variables
332    /////////////////////////////////////////////
333    bool                                m_debug_previous_i_hit;
334    bool                                m_debug_previous_d_hit;
335    bool                                m_debug_activated;
336
337    ///////////////////////////////
338    // Software visible REGISTERS
339    ///////////////////////////////
340    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_ptpr;                 // page table pointer register
341    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_mode;                 // mmu mode register
342    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_word_lo;              // mmu misc data low
343    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_word_hi;              // mmu misc data hight
344    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_ibvar;                // mmu bad instruction address
345    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_dbvar;                // mmu bad data address
346    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_ietr;                 // mmu instruction error type
347    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_detr;                 // mmu data error type
348    uint32_t                r_mmu_params;                       // read-only
349    uint32_t                r_mmu_release;                      // read_only
350
351
352    //////////////////////////////
353    // ICACHE FSM REGISTERS
354    //////////////////////////////
355    sc_signal<int>          r_icache_fsm;               // state register
356    sc_signal<int>          r_icache_fsm_save;          // return state for coherence op
357    sc_signal<paddr_t>      r_icache_vci_paddr;         // physical address
358    sc_signal<uint32_t>     r_icache_vaddr_save;        // virtual address from processor
359
360    // icache miss handling
361    sc_signal<size_t>       r_icache_miss_way;              // selected way for cache update
362    sc_signal<size_t>       r_icache_miss_set;              // selected set for cache update
363    sc_signal<size_t>       r_icache_miss_word;             // word index ( cache update)
364    sc_signal<bool>         r_icache_miss_inval;        // coherence request matching a miss
365    sc_signal<bool>         r_icache_miss_clack;        // waiting for a cleanup acknowledge
366
367    // coherence request handling
368    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_way;                // selected way for cc update/inval
369    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_set;                // selected set for cc update/inval
370    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_word;               // word counter for cc update
371    sc_signal<bool>         r_icache_cc_need_write;     // activate the cache for writing
372
373    // icache flush handling
374    sc_signal<size_t>       r_icache_flush_count;           // slot counter used for cache flush
375
376    // communication between ICACHE FSM and VCI_CMD FSM
377    sc_signal<bool>         r_icache_miss_req;           // cached read miss
378    sc_signal<bool>         r_icache_unc_req;            // uncached read miss
379
380    // communication between ICACHE FSM and DCACHE FSM
381    sc_signal<bool>             r_icache_tlb_miss_req;       // (set icache/reset dcache)
382    sc_signal<bool>         r_icache_tlb_rsp_error;      // tlb miss response error
383
384    // communication between ICACHE FSM and CC_SEND FSM
385    sc_signal<bool>         r_icache_cc_send_req;           // ICACHE cc_send request
386    sc_signal<cc_send_t>    r_icache_cc_send_type;          // ICACHE cc_send request type
387    sc_signal<paddr_t>      r_icache_cc_send_nline;         // ICACHE cc_send nline
388    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_send_way;           // ICACHE cc_send way
389    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_send_updt_tab_idx;  // ICACHE cc_send update table index
390
391    ///////////////////////////////
392    // DCACHE FSM REGISTERS
393    ///////////////////////////////
394    sc_signal<int>          r_dcache_fsm;               // state register
395    sc_signal<int>          r_dcache_fsm_cc_save;       // return state for coherence op
396    sc_signal<int>          r_dcache_fsm_scan_save;     // return state for tlb scan op
397    // registers written in P0 stage (used in P1 stage)
398    sc_signal<bool>         r_dcache_wbuf_req;          // WBUF must be written in P1 stage
399    sc_signal<bool>         r_dcache_updt_req;          // DCACHE must be updated in P1 stage
400    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_save_vaddr;        // virtual address (from proc)
401    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_save_wdata;        // write data (from proc)
402    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_save_be;           // byte enable (from proc)
403    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_save_paddr;        // physical address
404    sc_signal<bool>         r_dcache_save_cacheable;    // address cacheable
405    sc_signal<size_t>       r_dcache_save_cache_way;    // selected way (from dcache)
406    sc_signal<size_t>       r_dcache_save_cache_set;    // selected set (from dcache)
407    sc_signal<size_t>       r_dcache_save_cache_word;   // selected word (from dcache)
408    // registers used by the Dirty bit sub-fsm
409    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_dirty_paddr;       // PTE physical address
410    sc_signal<size_t>       r_dcache_dirty_way;         // way to invalidate in dcache
411    sc_signal<size_t>       r_dcache_dirty_set;         // set to invalidate in dcache
412
413    // communication between DCACHE FSM and VCI_CMD FSM
414    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_vci_paddr;             // physical address for VCI command
415    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_miss_req;      // read miss request
416    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_unc_req;       // uncacheable read request
417    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_vci_unc_be;        // uncacheable read byte enable
418    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_cas_req;       // atomic write request CAS
419    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_vci_cas_old;       // previous data value for a CAS
420    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_vci_cas_new;       // new data value for a CAS
421    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_ll_req;        // atomic read request LL
422    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_sc_req;        // atomic write request SC
423    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_vci_sc_data;       // SC data (command)
424
425    // register used for XTN inval
426    sc_signal<size_t>       r_dcache_xtn_way;               // selected way (from dcache)
427    sc_signal<size_t>       r_dcache_xtn_set;               // selected set (from dcache)
428
429    // write buffer state extension
430    sc_signal<bool>         r_dcache_pending_unc_write; // pending uncacheable write in WBUF
431
432    // handling dcache miss
433    sc_signal<int>              r_dcache_miss_type;                 // depending on the requester
434    sc_signal<size_t>       r_dcache_miss_word;             // word index for cache update
435    sc_signal<size_t>       r_dcache_miss_way;              // selected way for cache update
436    sc_signal<size_t>       r_dcache_miss_set;              // selected set for cache update
437    sc_signal<bool>         r_dcache_miss_inval;        // coherence request matching a miss
438    sc_signal<bool>         r_dcache_miss_clack;        // waiting for a cleanup acknowledge
439
440    // handling coherence requests
441    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_way;                // selected way for cc update/inval
442    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_set;                // selected set for cc update/inval
443    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_word;               // word counter for cc update
444    sc_signal<bool>         r_dcache_cc_need_write;     // activate the cache for writing
445
446    // dcache flush handling
447    sc_signal<size_t>       r_dcache_flush_count;           // slot counter used for cache flush
448
449    // ll response handling
450    sc_signal<size_t>       r_dcache_ll_rsp_count;          // flit counter used for ll rsp
451
452    // used by the TLB miss sub-fsm
453    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_tlb_vaddr;             // virtual address for a tlb miss
454    sc_signal<bool>         r_dcache_tlb_ins;               // target tlb (itlb if true)
455    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_tlb_paddr;             // physical address of pte
456    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_tlb_pte_flags;         // pte1 or first word of pte2
457    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_tlb_pte_ppn;           // second word of pte2
458    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_cache_way;         // selected way in dcache
459    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_cache_set;         // selected set in dcache
460    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_cache_word;    // selected word in dcache
461    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_way;               // selected way in tlb
462    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_set;               // selected set in tlb
463
464    // ITLB and DTLB invalidation
465    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_tlb_inval_line;    // line index
466    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_inval_set;     // tlb set counter
467
468    // communication between DCACHE FSM and ICACHE FSM
469    sc_signal<bool>         r_dcache_xtn_req;           // xtn request (caused by processor)
470    sc_signal<int>          r_dcache_xtn_opcode;        // xtn request type
471
472    // communication between DCACHE FSM and CC_SEND FSM
473    sc_signal<bool>         r_dcache_cc_send_req;           // DCACHE cc_send request
474    sc_signal<cc_send_t>    r_dcache_cc_send_type;          // DCACHE cc_send request type
475    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_cc_send_nline;         // DCACHE cc_send nline
476    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_send_way;           // DCACHE cc_send way
477    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_send_updt_tab_idx;  // DCACHE cc_send update table index
478
479    // dcache directory extension
480    bool                    *r_dcache_in_tlb;               // copy exist in dtlb or itlb
481    bool                    *r_dcache_contains_ptd;         // cache line contains a PTD
482
483    // Physical address extension for data access
484    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_paddr_ext;             // CP2 register (if vci_address > 32)
485
486    ///////////////////////////////////
487    // VCI_CMD FSM REGISTERS
488    ///////////////////////////////////
489    sc_signal<int>          r_vci_cmd_fsm;
490    sc_signal<size_t>       r_vci_cmd_min;                      // used for write bursts
491    sc_signal<size_t>       r_vci_cmd_max;                      // used for write bursts
492    sc_signal<size_t>       r_vci_cmd_cpt;                      // used for write bursts
493    sc_signal<bool>         r_vci_cmd_imiss_prio;               // round-robin between imiss & dmiss
494
495    ///////////////////////////////////
496    // VCI_RSP FSM REGISTERS
497    ///////////////////////////////////
498    sc_signal<int>          r_vci_rsp_fsm;
499    sc_signal<size_t>       r_vci_rsp_cpt;
500    sc_signal<bool>         r_vci_rsp_ins_error;
501    sc_signal<bool>         r_vci_rsp_data_error;
502    GenericFifo<uint32_t>   r_vci_rsp_fifo_icache;              // response FIFO to ICACHE FSM
503    GenericFifo<uint32_t>   r_vci_rsp_fifo_dcache;              // response FIFO to DCACHE FSM
504
505    ///////////////////////////////////
506    //  CC_SEND FSM REGISTER
507    ///////////////////////////////////
508    sc_signal<int>          r_cc_send_fsm;                  // state register
509    sc_signal<bool>         r_cc_send_last_client;          // 0 dcache / 1 icache
510
511    ///////////////////////////////////
512    //  CC_RECEIVE FSM REGISTER
513    ///////////////////////////////////
514    sc_signal<int>          r_cc_receive_fsm;               // state register
515    sc_signal<bool>         r_cc_receive_data_ins;          // request to : 0 dcache / 1 icache
516
517    // communication between CC_RECEIVE FSM and ICACHE/DCACHE FSM
518    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_word_idx;          // word index
519    GenericFifo<uint32_t>   r_cc_receive_updt_fifo_be;
520    GenericFifo<uint32_t>   r_cc_receive_updt_fifo_data;
521    GenericFifo<bool>       r_cc_receive_updt_fifo_eop;
522
523    // communication between CC_RECEIVE FSM and ICACHE FSM
524    sc_signal<bool>         r_cc_receive_icache_req;        // cc_receive to icache request
525    sc_signal<cc_receive_t> r_cc_receive_icache_type;       // cc_receive type of request
526    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_icache_way;        // cc_receive to icache way
527    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_icache_set;        // cc_receive to icache set
528    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_icache_updt_tab_idx;  // cc_receive update table index
529    sc_signal<paddr_t>      r_cc_receive_icache_nline;      // cache line physical address
530
531    // communication between CC_RECEIVE FSM and DCACHE FSM
532    sc_signal<bool>         r_cc_receive_dcache_req;        // cc_receive to dcache request
533    sc_signal<cc_receive_t> r_cc_receive_dcache_type;       // cc_receive type of request
534    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_dcache_way;        // cc_receive to dcache way
535    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_dcache_set;        // cc_receive to dcache set
536    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_dcache_updt_tab_idx;  // cc_receive update table index
537    sc_signal<paddr_t>      r_cc_receive_dcache_nline;      // cache line physical address
538
539    //////////////////////////////////////////////////////////////////
540    // processor, write buffer, caches , TLBs
541    //////////////////////////////////////////////////////////////////
542
543    iss_t                       r_iss;
544    MultiWriteBuffer<paddr_t>   r_wbuf;
545    GenericCache<paddr_t>       r_icache;
546    GenericCache<paddr_t>       r_dcache;
547    GenericTlb<paddr_t>         r_itlb;
548    GenericTlb<paddr_t>         r_dtlb;
549
550    //////////////////////////////////////////////////////////////////
551    // llsc registration buffer
552    //////////////////////////////////////////////////////////////////
553
554    sc_signal<paddr_t>                     r_dcache_llsc_paddr;
555    sc_signal<uint32_t>                    r_dcache_llsc_key;
556    sc_signal<uint32_t>                    r_dcache_llsc_count;
557    sc_signal<bool>                        r_dcache_llsc_valid;
558
559    ////////////////////////////////
560    // Activity counters
561    ////////////////////////////////
562    uint32_t m_cpt_dcache_data_read;        // DCACHE DATA READ
563    uint32_t m_cpt_dcache_data_write;       // DCACHE DATA WRITE
564    uint32_t m_cpt_dcache_dir_read;         // DCACHE DIR READ
565    uint32_t m_cpt_dcache_dir_write;        // DCACHE DIR WRITE
566
567    uint32_t m_cpt_icache_data_read;        // ICACHE DATA READ
568    uint32_t m_cpt_icache_data_write;       // ICACHE DATA WRITE
569    uint32_t m_cpt_icache_dir_read;         // ICACHE DIR READ
570    uint32_t m_cpt_icache_dir_write;        // ICACHE DIR WRITE
571
572    uint32_t m_cpt_frz_cycles;              // number of cycles where the cpu is frozen
573    uint32_t m_cpt_total_cycles;                // total number of cycles
574
575    // Cache activity counters
576    uint32_t m_cpt_data_read;               // total number of read data
577    uint32_t m_cpt_data_write;              // total number of write data
578    uint32_t m_cpt_data_miss;               // number of read miss
579    uint32_t m_cpt_ins_miss;                // number of instruction miss
580    uint32_t m_cpt_unc_read;                // number of read uncached
581    uint32_t m_cpt_write_cached;            // number of cached write
582    uint32_t m_cpt_ins_read;                // number of instruction read
583    uint32_t m_cpt_ins_spc_miss;            // number of speculative instruction miss
584
585    uint32_t m_cost_write_frz;              // number of frozen cycles related to write buffer
586    uint32_t m_cost_data_miss_frz;          // number of frozen cycles related to data miss
587    uint32_t m_cost_unc_read_frz;           // number of frozen cycles related to uncached read
588    uint32_t m_cost_ins_miss_frz;           // number of frozen cycles related to ins miss
589
590    uint32_t m_cpt_imiss_transaction;       // number of VCI instruction miss transactions
591    uint32_t m_cpt_dmiss_transaction;       // number of VCI data miss transactions
592    uint32_t m_cpt_unc_transaction;         // number of VCI uncached read transactions
593    uint32_t m_cpt_write_transaction;       // number of VCI write transactions
594    uint32_t m_cpt_icache_unc_transaction;
595
596    uint32_t m_cost_imiss_transaction;      // cumulated duration for VCI IMISS transactions
597    uint32_t m_cost_dmiss_transaction;      // cumulated duration for VCI DMISS transactions
598    uint32_t m_cost_unc_transaction;        // cumulated duration for VCI UNC transactions
599    uint32_t m_cost_write_transaction;      // cumulated duration for VCI WRITE transactions
600    uint32_t m_cost_icache_unc_transaction; // cumulated duration for VCI IUNC transactions
601    uint32_t m_length_write_transaction;    // cumulated length for VCI WRITE transactions
602
603    // TLB activity counters
604    uint32_t m_cpt_ins_tlb_read;            // number of instruction tlb read
605    uint32_t m_cpt_ins_tlb_miss;            // number of instruction tlb miss
606    uint32_t m_cpt_ins_tlb_update_acc;      // number of instruction tlb update
607    uint32_t m_cpt_ins_tlb_occup_cache;     // number of instruction tlb occupy data cache line
608    uint32_t m_cpt_ins_tlb_hit_dcache;      // number of instruction tlb hit in data cache
609
610    uint32_t m_cpt_data_tlb_read;           // number of data tlb read
611    uint32_t m_cpt_data_tlb_miss;           // number of data tlb miss
612    uint32_t m_cpt_data_tlb_update_acc;     // number of data tlb update
613    uint32_t m_cpt_data_tlb_update_dirty;   // number of data tlb update dirty
614    uint32_t m_cpt_data_tlb_hit_dcache;     // number of data tlb hit in data cache
615    uint32_t m_cpt_data_tlb_occup_cache;    // number of data tlb occupy data cache line
616    uint32_t m_cpt_tlb_occup_dcache;
617
618    uint32_t m_cost_ins_tlb_miss_frz;       // number of frozen cycles related to instruction tlb miss
619    uint32_t m_cost_data_tlb_miss_frz;      // number of frozen cycles related to data tlb miss
620    uint32_t m_cost_ins_tlb_update_acc_frz;    // number of frozen cycles related to instruction tlb update acc
621    uint32_t m_cost_data_tlb_update_acc_frz;   // number of frozen cycles related to data tlb update acc
622    uint32_t m_cost_data_tlb_update_dirty_frz; // number of frozen cycles related to data tlb update dirty
623    uint32_t m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz;   // number of frozen cycles related to instruction tlb miss operate in dcache
624    uint32_t m_cost_data_tlb_occup_cache_frz;  // number of frozen cycles related to data tlb miss operate in dcache
625
626    uint32_t m_cpt_itlbmiss_transaction;       // number of itlb miss transactions
627    uint32_t m_cpt_itlb_ll_transaction;        // number of itlb ll acc transactions
628    uint32_t m_cpt_itlb_sc_transaction;        // number of itlb sc acc transactions
629    uint32_t m_cpt_dtlbmiss_transaction;       // number of dtlb miss transactions
630    uint32_t m_cpt_dtlb_ll_transaction;        // number of dtlb ll acc transactions
631    uint32_t m_cpt_dtlb_sc_transaction;        // number of dtlb sc acc transactions
632    uint32_t m_cpt_dtlb_ll_dirty_transaction;  // number of dtlb ll dirty transactions
633    uint32_t m_cpt_dtlb_sc_dirty_transaction;  // number of dtlb sc dirty transactions
634
635    uint32_t m_cost_itlbmiss_transaction;       // cumulated duration for VCI instruction TLB miss transactions
636    uint32_t m_cost_itlb_ll_transaction;        // cumulated duration for VCI instruction TLB ll acc transactions
637    uint32_t m_cost_itlb_sc_transaction;        // cumulated duration for VCI instruction TLB sc acc transactions
638    uint32_t m_cost_dtlbmiss_transaction;       // cumulated duration for VCI data TLB miss transactions
639    uint32_t m_cost_dtlb_ll_transaction;        // cumulated duration for VCI data TLB ll acc transactions
640    uint32_t m_cost_dtlb_sc_transaction;        // cumulated duration for VCI data TLB sc acc transactions
641    uint32_t m_cost_dtlb_ll_dirty_transaction;  // cumulated duration for VCI data TLB ll dirty transactions
642    uint32_t m_cost_dtlb_sc_dirty_transaction;  // cumulated duration for VCI data TLB sc dirty transactions
643
644    // coherence activity counters
645    uint32_t m_cpt_cc_update_icache;            // number of coherence update instruction commands
646    uint32_t m_cpt_cc_update_dcache;            // number of coherence update data commands
647    uint32_t m_cpt_cc_inval_icache;             // number of coherence inval instruction commands
648    uint32_t m_cpt_cc_inval_dcache;             // number of coherence inval data commands
649    uint32_t m_cpt_cc_broadcast;                // number of coherence broadcast commands
650
651    uint32_t m_cost_updt_data_frz;              // number of frozen cycles related to coherence update data packets
652    uint32_t m_cost_inval_ins_frz;              // number of frozen cycles related to coherence inval instruction packets
653    uint32_t m_cost_inval_data_frz;             // number of frozen cycles related to coherence inval data packets
654    uint32_t m_cost_broadcast_frz;              // number of frozen cycles related to coherence broadcast packets
655
656    uint32_t m_cpt_cc_cleanup_ins;              // number of coherence cleanup packets
657    uint32_t m_cpt_cc_cleanup_data;             // number of coherence cleanup packets
658
659    uint32_t m_cpt_icleanup_transaction;        // number of instruction cleanup transactions
660    uint32_t m_cpt_dcleanup_transaction;        // number of instructinumber of data cleanup transactions
661    uint32_t m_cost_icleanup_transaction;       // cumulated duration for VCI instruction cleanup transactions
662    uint32_t m_cost_dcleanup_transaction;       // cumulated duration for VCI data cleanup transactions
663
664    uint32_t m_cost_ins_tlb_inval_frz;      // number of frozen cycles related to checking ins tlb invalidate
665    uint32_t m_cpt_ins_tlb_inval;           // number of ins tlb invalidate
666
667    uint32_t m_cost_data_tlb_inval_frz;     // number of frozen cycles related to checking data tlb invalidate
668    uint32_t m_cpt_data_tlb_inval;          // number of data tlb invalidate
669
670    // FSM activity counters
671    uint32_t m_cpt_fsm_icache     [64];
672    uint32_t m_cpt_fsm_dcache     [64];
673    uint32_t m_cpt_fsm_cmd        [64];
674    uint32_t m_cpt_fsm_rsp        [64];
675    uint32_t m_cpt_fsm_cc_receive [64];
676    uint32_t m_cpt_fsm_cc_send    [64];
677
678    uint32_t m_cpt_stop_simulation;             // used to stop simulation if frozen
679    bool     m_monitor_ok;                      // used to debug cache output 
680    uint32_t m_monitor_base;               
681    uint32_t m_monitor_length;             
682
683protected:
684    SC_HAS_PROCESS(VciCcVCacheWrapper);
685
686public:
687    VciCcVCacheWrapper(
688        sc_module_name                      name,
689        const int                           proc_id,
690        const soclib::common::MappingTable  &mtd,
691        const soclib::common::IntTab        &srcid,
692        const size_t                        cc_global_id,
693        const size_t                        itlb_ways,
694        const size_t                        itlb_sets,
695        const size_t                        dtlb_ways,
696        const size_t                        dtlb_sets,
697        const size_t                        icache_ways,
698        const size_t                        icache_sets,
699        const size_t                        icache_words,
700        const size_t                        dcache_ways,
701        const size_t                        dcache_sets,
702        const size_t                        dcache_words,
703        const size_t                        wbuf_nlines,
704        const size_t                        wbuf_nwords,
705        const size_t                        x_width,
706        const size_t                        y_width,
707        const uint32_t                      max_frozen_cycles,
708        const uint32_t                      debug_start_cycle,
709        const bool                          debug_ok );
710
711    ~VciCcVCacheWrapper();
712
713    void print_cpi();
714    void print_stats();
715    void clear_stats();
716    void print_trace(size_t mode = 0);
717    void cache_monitor(paddr_t addr);
718    void start_monitor(paddr_t,paddr_t);
719    void stop_monitor();
720    inline void iss_set_debug_mask(uint v) 
721    {
722            r_iss.set_debug_mask(v);
723    }
724
725private:
726    void transition();
727    void genMoore();
728
729    soclib_static_assert((int)iss_t::SC_ATOMIC == (int)vci_param::STORE_COND_ATOMIC);
730    soclib_static_assert((int)iss_t::SC_NOT_ATOMIC == (int)vci_param::STORE_COND_NOT_ATOMIC);
731};
732
733}}
734
735#endif /* SOCLIB_CABA_VCI_CC_VCACHE_WRAPPER_H */
736
737// Local Variables:
738// tab-width: 4
739// c-basic-offset: 4
740// c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0))
741// indent-tabs-mode: nil
742// End:
743
744// vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.