source: trunk/modules/vci_cc_vcache_wrapper/caba/source/include/vci_cc_vcache_wrapper.h @ 386

Last change on this file since 386 was 386, checked in by alain, 11 years ago

New release supporting the tsar_generic_xbar platform
with 64 bits interface between MEMC & XCACHE, and preparing
support for the tsar_generic_iob platform.

File size: 33.3 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    typedef uint32_t vaddr_t;
66    typedef uint32_t tag_t;
67    typedef uint32_t type_t;
68    typedef typename iss_t::DataOperationType data_op_t;
69
70    typedef typename vci_param::addr_t  paddr_t;
71    typedef typename vci_param::data_t  vci_data_t;
72    typedef typename vci_param::be_t    vci_be_t;
73    typedef typename vci_param::srcid_t vci_srcid_t;
74    typedef typename vci_param::trdid_t vci_trdid_t;
75    typedef typename vci_param::pktid_t vci_pktid_t;
76    typedef typename vci_param::plen_t  vci_plen_t;
77
78    enum icache_fsm_state_e {
79        ICACHE_IDLE,
80        // handling XTN processor requests
81        ICACHE_XTN_TLB_FLUSH,
82        ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH,
83        ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO,
84        ICACHE_XTN_TLB_INVAL,
85        ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_VA,
86        ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_PA,
87        ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_GO,
88        // handling tlb miss
89        ICACHE_TLB_WAIT,
90        // handling cache miss
91        ICACHE_MISS_SELECT,
92        ICACHE_MISS_CLEAN,
93        ICACHE_MISS_WAIT,
94        ICACHE_MISS_DATA_UPDT,
95        ICACHE_MISS_DIR_UPDT,
96        // handling unc read
97        ICACHE_UNC_WAIT,
98        // handling coherence requests
99        ICACHE_CC_CHECK,
100        ICACHE_CC_INVAL,
101        ICACHE_CC_UPDT,
102        ICACHE_CC_BROADCAST,
103        ICACHE_CC_SEND_WAIT,
104    };
105
106    enum dcache_fsm_state_e {
107        DCACHE_IDLE,
108        // handling itlb & dtlb miss
109        DCACHE_TLB_MISS,
110        DCACHE_TLB_PTE1_GET,
111        DCACHE_TLB_PTE1_SELECT,
112        DCACHE_TLB_PTE1_UPDT,
113        DCACHE_TLB_PTE2_GET,
114        DCACHE_TLB_PTE2_SELECT,
115        DCACHE_TLB_PTE2_UPDT,
116        DCACHE_TLB_LR_UPDT,
117        DCACHE_TLB_LR_WAIT,
118        DCACHE_TLB_RETURN,
119            // handling processor XTN requests
120        DCACHE_XTN_SWITCH,
121        DCACHE_XTN_SYNC,
122        DCACHE_XTN_IC_INVAL_VA,
123        DCACHE_XTN_IC_FLUSH,
124        DCACHE_XTN_IC_INVAL_PA,
125        DCACHE_XTN_IT_INVAL,
126        DCACHE_XTN_DC_FLUSH,
127        DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO,
128        DCACHE_XTN_DC_INVAL_VA,
129        DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA,
130        DCACHE_XTN_DC_INVAL_END,
131        DCACHE_XTN_DC_INVAL_GO,
132        DCACHE_XTN_DT_INVAL,
133        //handling dirty bit update
134        DCACHE_DIRTY_GET_PTE,
135        DCACHE_DIRTY_WAIT,
136            // handling processor miss requests
137        DCACHE_MISS_SELECT,
138        DCACHE_MISS_CLEAN,
139        DCACHE_MISS_WAIT,
140        DCACHE_MISS_DATA_UPDT,
141        DCACHE_MISS_DIR_UPDT,
142        // handling processor unc, ll and sc requests
143        DCACHE_UNC_WAIT,
144        DCACHE_LL_WAIT,
145        DCACHE_SC_WAIT,
146        // handling coherence requests
147        DCACHE_CC_CHECK,
148        DCACHE_CC_INVAL,
149        DCACHE_CC_UPDT,
150        DCACHE_CC_BROADCAST,
151        DCACHE_CC_SEND_WAIT,
152        // handling TLB inval (after a coherence or XTN request)
153        DCACHE_INVAL_TLB_SCAN,
154    };
155
156    enum cmd_fsm_state_e {
157        CMD_IDLE,
158        CMD_INS_MISS,
159        CMD_INS_UNC,
160        CMD_DATA_MISS,
161        CMD_DATA_UNC,
162        CMD_DATA_WRITE,
163        CMD_DATA_LL,
164        CMD_DATA_SC,
165        CMD_DATA_CAS,
166    };
167
168    enum rsp_fsm_state_e {
169        RSP_IDLE,
170        RSP_INS_MISS,
171        RSP_INS_UNC,
172        RSP_DATA_MISS,
173        RSP_DATA_UNC,
174        RSP_DATA_LL,
175        RSP_DATA_WRITE,
176    };
177
178    enum cc_receive_fsm_state_e {
179        CC_RECEIVE_IDLE,
180        CC_RECEIVE_CLACK,
181        CC_RECEIVE_BRDCAST_HEADER,
182        CC_RECEIVE_BRDCAST_NLINE,
183        CC_RECEIVE_INVAL_HEADER,
184        CC_RECEIVE_INVAL_NLINE,
185        CC_RECEIVE_UPDT_HEADER,
186        CC_RECEIVE_UPDT_NLINE,
187        CC_RECEIVE_UPDT_DATA,
188    };
189
190    enum cc_send_fsm_state_e {
191        CC_SEND_IDLE,
192        CC_SEND_CLEANUP_1,
193        CC_SEND_CLEANUP_2,
194        CC_SEND_MULTI_ACK,
195    };
196
197    /* transaction type, pktid field */
198    enum transaction_type_e
199    {
200        // b3 unused
201        // b2 READ / NOT READ
202        // if READ
203        //  b1 DATA / INS
204        //  b0 UNC / MISS
205        // else
206        //  b1 accÚs table llsc type SW / other
207        //  b2 WRITE/CAS/LL/SC
208        TYPE_READ_DATA_UNC          = 0x0,
209        TYPE_READ_DATA_MISS         = 0x1,
210        TYPE_READ_INS_UNC           = 0x2,
211        TYPE_READ_INS_MISS          = 0x3,
212        TYPE_WRITE                  = 0x4,
213        TYPE_CAS                    = 0x5,
214        TYPE_LL                     = 0x6,
215        TYPE_SC                     = 0x7
216    };
217
218    /* SC return values */
219    enum sc_status_type_e
220    {
221        SC_SUCCESS  =   0x00000000,
222        SC_FAIL     =   0x00000001
223    };
224
225    // cc_send_type
226    typedef enum {
227        CC_TYPE_CLEANUP,
228        CC_TYPE_MULTI_ACK,
229    } cc_send_t;
230
231    // cc_receive_type
232    typedef enum {
233        CC_TYPE_CLACK,
234        CC_TYPE_BRDCAST,
235        CC_TYPE_INVAL,
236        CC_TYPE_UPDT,
237    } cc_receive_t;
238
239    // TLB Mode : ITLB / DTLB / ICACHE / DCACHE
240    enum {
241        INS_TLB_MASK    = 0x8,
242        DATA_TLB_MASK   = 0x4,
243        INS_CACHE_MASK  = 0x2,
244        DATA_CACHE_MASK = 0x1,
245    };
246
247    // Error Type
248    enum mmu_error_type_e
249    {
250        MMU_NONE                      = 0x0000, // None
251        MMU_WRITE_PT1_UNMAPPED        = 0x0001, // Write & Page fault on PT1
252        MMU_WRITE_PT2_UNMAPPED        = 0x0002, // Write & Page fault on PT2
253        MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION = 0x0004, // Write & Protected access in user mode
254        MMU_WRITE_ACCES_VIOLATION     = 0x0008, // Write to non writable page
255        MMU_WRITE_UNDEFINED_XTN       = 0x0020, // Write & undefined external access
256        MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS  = 0x0040, // Write & Bus Error accessing PT1
257        MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS  = 0x0080, // Write & Bus Error accessing PT2
258        MMU_WRITE_DATA_ILLEGAL_ACCESS = 0x0100, // Write & Bus Error in cache access
259        MMU_READ_PT1_UNMAPPED         = 0x1001, // Read & Page fault on PT1
260        MMU_READ_PT2_UNMAPPED         = 0x1002, // Read & Page fault on PT2
261        MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION  = 0x1004, // Read & Protected access in user mode
262        MMU_READ_EXEC_VIOLATION       = 0x1010, // Read & Exec access to a non exec page
263        MMU_READ_UNDEFINED_XTN        = 0x1020, // Read & Undefined external access
264        MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS   = 0x1040, // Read & Bus Error accessing PT1
265        MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS   = 0x1080, // Read & Bus Error accessing PT2
266        MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS  = 0x1100, // Read & Bus Error in cache access
267    };
268
269    // miss types for data cache
270    enum dcache_miss_type_e
271    {
272        PTE1_MISS,
273        PTE2_MISS,
274        PROC_MISS,
275    };
276
277    enum transaction_type_d_e
278    {
279        // b0 : 1 if cached
280        // b1 : 1 if instruction
281        TYPE_DATA_UNC     = 0x0,
282        TYPE_DATA_MISS    = 0x1,
283        TYPE_INS_UNC      = 0x2,
284        TYPE_INS_MISS     = 0x3,
285    };
286
287public:
288    sc_in<bool>                                 p_clk;
289    sc_in<bool>                                 p_resetn;
290    sc_in<bool>                                 p_irq[iss_t::n_irq];
291    soclib::caba::VciInitiator<vci_param>       p_vci;
292    soclib::caba::DspinInput <dspin_in_width>   p_dspin_in;
293    soclib::caba::DspinOutput<dspin_out_width>  p_dspin_out;
294
295private:
296
297    // STRUCTURAL PARAMETERS
298    soclib::common::AddressDecodingTable<uint32_t, bool> m_cacheability_table;
299
300    const vci_srcid_t                   m_srcid;
301    const size_t                        m_cc_global_id;
302    const size_t                        m_nline_width;
303    const size_t                                                m_itlb_ways;
304    const size_t                                                m_itlb_sets;
305    const size_t                                                m_dtlb_ways;
306    const size_t                                                m_dtlb_sets;
307    const size_t                                                m_icache_ways;
308    const size_t                                                m_icache_sets;
309    const paddr_t                                               m_icache_yzmask;
310    const size_t                                                m_icache_words;
311    const size_t                                                m_dcache_ways;
312    const size_t                                                m_dcache_sets;
313    const paddr_t                                               m_dcache_yzmask;
314    const size_t                                                m_dcache_words;
315    const size_t                        m_x_width;
316    const size_t                        m_y_width;
317    const size_t                        m_proc_id;
318    const uint32_t                                              m_max_frozen_cycles;
319    const size_t                                                m_paddr_nbits;
320    uint32_t                            m_debug_start_cycle;
321    bool                                m_debug_ok;
322
323    ////////////////////////////////////////
324    // Communication with processor ISS
325    ////////////////////////////////////////
326    typename iss_t::InstructionRequest  m_ireq;
327    typename iss_t::InstructionResponse m_irsp;
328    typename iss_t::DataRequest         m_dreq;
329    typename iss_t::DataResponse        m_drsp;
330
331    /////////////////////////////////////////////
332    // debug variables (for each FSM)
333    /////////////////////////////////////////////
334    bool                                m_debug_previous_hit;
335    bool                                m_idebug_previous_hit;
336    bool                                m_debug_dcache_fsm;
337    bool                                m_debug_icache_fsm;
338    bool                                m_debug_inval_itlb_fsm;
339    bool                                m_debug_inval_dtlb_fsm;
340
341    ///////////////////////////////
342    // Software visible REGISTERS
343    ///////////////////////////////
344    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_ptpr;                 // page table pointer register
345    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_mode;                 // mmu mode register
346    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_word_lo;              // mmu misc data low
347    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_word_hi;              // mmu misc data hight
348    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_ibvar;                // mmu bad instruction address
349    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_dbvar;                // mmu bad data address
350    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_ietr;                 // mmu instruction error type
351    sc_signal<uint32_t>     r_mmu_detr;                 // mmu data error type
352    uint32_t                r_mmu_params;                       // read-only
353    uint32_t                r_mmu_release;                      // read_only
354
355
356    //////////////////////////////
357    // ICACHE FSM REGISTERS
358    //////////////////////////////
359    sc_signal<int>          r_icache_fsm;               // state register
360    sc_signal<int>          r_icache_fsm_save;          // return state for coherence op
361    sc_signal<paddr_t>      r_icache_vci_paddr;         // physical address
362    sc_signal<uint32_t>     r_icache_vaddr_save;        // virtual address from processor
363
364    // icache miss handling
365    sc_signal<size_t>       r_icache_miss_way;              // selected way for cache update
366    sc_signal<size_t>       r_icache_miss_set;              // selected set for cache update
367    sc_signal<size_t>       r_icache_miss_word;             // word index ( cache update)
368    sc_signal<bool>         r_icache_miss_inval;        // coherence request matching a miss
369    sc_signal<bool>         r_icache_miss_clack;        // waiting for a cleanup acknowledge
370
371    // coherence request handling
372    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_way;                // selected way for cc update/inval
373    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_set;                // selected set for cc update/inval
374    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_word;               // word counter for cc update
375    sc_signal<bool>         r_icache_cc_need_write;     // activate the cache for writing
376
377    // icache flush handling
378    sc_signal<size_t>       r_icache_flush_count;           // slot counter used for cache flush
379
380    // communication between ICACHE FSM and VCI_CMD FSM
381    sc_signal<bool>         r_icache_miss_req;           // cached read miss
382    sc_signal<bool>         r_icache_unc_req;            // uncached read miss
383
384    // communication between ICACHE FSM and DCACHE FSM
385    sc_signal<bool>             r_icache_tlb_miss_req;       // (set icache/reset dcache)
386    sc_signal<bool>         r_icache_tlb_rsp_error;      // tlb miss response error
387
388    // communication between ICACHE FSM and CC_SEND FSM
389    sc_signal<bool>         r_icache_cc_send_req;           // ICACHE cc_send request
390    sc_signal<cc_send_t>    r_icache_cc_send_type;          // ICACHE cc_send request type
391    sc_signal<paddr_t>      r_icache_cc_send_nline;         // ICACHE cc_send nline
392    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_send_way;           // ICACHE cc_send way
393    sc_signal<size_t>       r_icache_cc_send_updt_tab_idx;  // ICACHE cc_send update table index
394
395    ///////////////////////////////
396    // DCACHE FSM REGISTERS
397    ///////////////////////////////
398    sc_signal<int>          r_dcache_fsm;               // state register
399    sc_signal<int>          r_dcache_fsm_cc_save;       // return state for coherence op
400    sc_signal<int>          r_dcache_fsm_scan_save;     // return state for tlb scan op
401    // registers written in P0 stage (used in P1 stage)
402    sc_signal<bool>         r_dcache_wbuf_req;          // WBUF must be written in P1 stage
403    sc_signal<bool>         r_dcache_updt_req;          // DCACHE must be updated in P1 stage
404    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_save_vaddr;        // virtual address (from proc)
405    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_save_wdata;        // write data (from proc)
406    sc_signal<vci_be_t>     r_dcache_save_be;           // byte enable (from proc)
407    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_save_paddr;        // physical address
408    sc_signal<bool>         r_dcache_save_cacheable;    // address cacheable
409    sc_signal<size_t>       r_dcache_save_cache_way;    // selected way (from dcache)
410    sc_signal<size_t>       r_dcache_save_cache_set;    // selected set (from dcache)
411    sc_signal<size_t>       r_dcache_save_cache_word;   // selected word (from dcache)
412    // registers used by the Dirty bit sub-fsm
413    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_dirty_paddr;       // PTE physical address
414    sc_signal<size_t>       r_dcache_dirty_way;         // way to invalidate in dcache
415    sc_signal<size_t>       r_dcache_dirty_set;         // set to invalidate in dcache
416
417    // communication between DCACHE FSM and VCI_CMD FSM
418    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_vci_paddr;             // physical address for VCI command
419    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_miss_req;      // read miss request
420    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_unc_req;       // uncacheable read request
421    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_unc_be;        // uncacheable read byte enable
422    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_cas_req;       // atomic write request CAS
423    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_vci_cas_old;       // previous data value for a CAS
424    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_vci_cas_new;       // new data value for a CAS
425    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_ll_req;        // atomic read request LL
426    sc_signal<bool>         r_dcache_vci_sc_req;        // atomic write request SC
427    sc_signal<vci_data_t>   r_dcache_vci_sc_data;       // SC data (command)
428
429    // register used for XTN inval
430    sc_signal<size_t>       r_dcache_xtn_way;               // selected way (from dcache)
431    sc_signal<size_t>       r_dcache_xtn_set;               // selected set (from dcache)
432
433    // write buffer state extension
434    sc_signal<bool>         r_dcache_pending_unc_write; // pending uncacheable write in WBUF
435
436    // handling dcache miss
437    sc_signal<int>              r_dcache_miss_type;                 // depending on the requester
438    sc_signal<size_t>       r_dcache_miss_word;             // word index for cache update
439    sc_signal<size_t>       r_dcache_miss_way;              // selected way for cache update
440    sc_signal<size_t>       r_dcache_miss_set;              // selected set for cache update
441    sc_signal<bool>         r_dcache_miss_inval;        // coherence request matching a miss
442    sc_signal<bool>         r_dcache_miss_clack;        // waiting for a cleanup acknowledge
443
444    // handling coherence requests
445    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_way;                // selected way for cc update/inval
446    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_set;                // selected set for cc update/inval
447    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_word;               // word counter for cc update
448    sc_signal<bool>         r_dcache_cc_need_write;     // activate the cache for writing
449
450    // dcache flush handling
451    sc_signal<size_t>       r_dcache_flush_count;           // slot counter used for cache flush
452
453    // ll response handling
454    sc_signal<size_t>       r_dcache_ll_rsp_count;          // flit counter used for ll rsp
455
456    // used by the TLB miss sub-fsm
457    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_tlb_vaddr;             // virtual address for a tlb miss
458    sc_signal<bool>         r_dcache_tlb_ins;               // target tlb (itlb if true)
459    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_tlb_paddr;             // physical address of pte
460    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_tlb_pte_flags;         // pte1 or first word of pte2
461    sc_signal<uint32_t>     r_dcache_tlb_pte_ppn;           // second word of pte2
462    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_cache_way;         // selected way in dcache
463    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_cache_set;         // selected set in dcache
464    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_cache_word;    // selected word in dcache
465    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_way;               // selected way in tlb
466    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_set;               // selected set in tlb
467
468    // ITLB and DTLB invalidation
469    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_tlb_inval_line;    // line index
470    sc_signal<size_t>       r_dcache_tlb_inval_set;     // tlb set counter
471
472    // communication between DCACHE FSM and ICACHE FSM
473    sc_signal<bool>         r_dcache_xtn_req;           // xtn request (caused by processor)
474    sc_signal<int>          r_dcache_xtn_opcode;        // xtn request type
475
476    // communication between DCACHE FSM and CC_SEND FSM
477    sc_signal<bool>         r_dcache_cc_send_req;           // DCACHE cc_send request
478    sc_signal<cc_send_t>    r_dcache_cc_send_type;          // DCACHE cc_send request type
479    sc_signal<paddr_t>      r_dcache_cc_send_nline;         // DCACHE cc_send nline
480    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_send_way;           // DCACHE cc_send way
481    sc_signal<size_t>       r_dcache_cc_send_updt_tab_idx;  // DCACHE cc_send update table index
482
483    // dcache directory extension
484    bool                    *r_dcache_in_tlb;           // copy exist in dtlb or itlb
485    bool                    *r_dcache_contains_ptd;     // cache line contains a PTD
486
487    ///////////////////////////////////
488    // VCI_CMD FSM REGISTERS
489    ///////////////////////////////////
490    sc_signal<int>          r_vci_cmd_fsm;
491    sc_signal<size_t>       r_vci_cmd_min;                  // used for write bursts
492    sc_signal<size_t>       r_vci_cmd_max;                  // used for write bursts
493    sc_signal<size_t>       r_vci_cmd_cpt;                  // used for write bursts
494    sc_signal<bool>         r_vci_cmd_imiss_prio;           // round-robin between imiss & dmiss
495
496    ///////////////////////////////////
497    // VCI_RSP FSM REGISTERS
498    ///////////////////////////////////
499    sc_signal<int>          r_vci_rsp_fsm;
500    sc_signal<size_t>       r_vci_rsp_cpt;
501    sc_signal<bool>         r_vci_rsp_ins_error;
502    sc_signal<bool>         r_vci_rsp_data_error;
503    GenericFifo<uint32_t>   r_vci_rsp_fifo_icache;          // response FIFO to ICACHE FSM
504    GenericFifo<uint32_t>   r_vci_rsp_fifo_dcache;          // response FIFO to DCACHE FSM
505
506    ///////////////////////////////////
507    //  CC_SEND FSM REGISTER
508    ///////////////////////////////////
509    sc_signal<int>          r_cc_send_fsm;          // state register
510    sc_signal<bool>         r_cc_send_last_client;  // round robin flip-flop : 0 dcache / 1 icache
511
512    ///////////////////////////////////
513    //  CC_RECEIVE FSM REGISTER
514    ///////////////////////////////////
515    sc_signal<int>          r_cc_receive_fsm;          // state register
516    sc_signal<bool>         r_cc_receive_data_ins;     // request concerning : 0 dcache / 1 icache
517
518    // communication cc updt FIFO between CC_RECEIVE FSM and ICACHE/DCACHE FSM
519    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_word_idx;  // word index
520    GenericFifo<uint32_t>   r_cc_receive_updt_fifo_be;
521    GenericFifo<uint32_t>   r_cc_receive_updt_fifo_data;
522    GenericFifo<bool>       r_cc_receive_updt_fifo_eop;
523
524    // communication between CC_RECEIVE FSM and ICACHE FSM
525    sc_signal<bool>         r_cc_receive_icache_req;       // cc_receive to icache request
526    sc_signal<cc_receive_t> r_cc_receive_icache_type;      // cc_receive type of coherence request
527    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_icache_way;       // cc_receive to icache way
528    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_icache_set;       // cc_receive to icache set
529    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_icache_updt_tab_idx;  // cc_receive update table index
530    sc_signal<paddr_t>      r_cc_receive_icache_nline;     // cache line physical address
531
532    // communication between CC_RECEIVE FSM and DCACHE FSM
533    sc_signal<bool>         r_cc_receive_dcache_req;       // cc_receive to dcache request
534    sc_signal<cc_receive_t> r_cc_receive_dcache_type;      // cc_receive type of coherence request
535    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_dcache_way;       // cc_receive to dcache way
536    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_dcache_set;       // cc_receive to dcache set
537    sc_signal<size_t>       r_cc_receive_dcache_updt_tab_idx;  // cc_receive update table index
538    sc_signal<paddr_t>      r_cc_receive_dcache_nline;     // cache line physical address
539
540    //////////////////////////////////////////////////////////////////
541    // processor, write buffer, caches , TLBs
542    //////////////////////////////////////////////////////////////////
543
544    iss_t                       r_iss;
545    MultiWriteBuffer<paddr_t>   r_wbuf;
546    GenericCache<paddr_t>       r_icache;
547    GenericCache<paddr_t>       r_dcache;
548    GenericTlb<paddr_t>         r_itlb;
549    GenericTlb<paddr_t>         r_dtlb;
550
551    //////////////////////////////////////////////////////////////////
552    // llsc registration buffer
553    //////////////////////////////////////////////////////////////////
554
555    sc_signal<paddr_t>                     r_dcache_llsc_paddr;
556    sc_signal<uint32_t>                    r_dcache_llsc_key;
557    sc_signal<uint32_t>                    r_dcache_llsc_count;
558    sc_signal<bool>                        r_dcache_llsc_valid;
559
560    ////////////////////////////////
561    // Activity counters
562    ////////////////////////////////
563    uint32_t m_cpt_dcache_data_read;        // DCACHE DATA READ
564    uint32_t m_cpt_dcache_data_write;       // DCACHE DATA WRITE
565    uint32_t m_cpt_dcache_dir_read;         // DCACHE DIR READ
566    uint32_t m_cpt_dcache_dir_write;        // DCACHE DIR WRITE
567
568    uint32_t m_cpt_icache_data_read;        // ICACHE DATA READ
569    uint32_t m_cpt_icache_data_write;       // ICACHE DATA WRITE
570    uint32_t m_cpt_icache_dir_read;         // ICACHE DIR READ
571    uint32_t m_cpt_icache_dir_write;        // ICACHE DIR WRITE
572
573    uint32_t m_cpt_frz_cycles;              // number of cycles where the cpu is frozen
574    uint32_t m_cpt_total_cycles;                // total number of cycles
575
576    // Cache activity counters
577    uint32_t m_cpt_data_read;               // total number of read data
578    uint32_t m_cpt_data_write;              // total number of write data
579    uint32_t m_cpt_data_miss;               // number of read miss
580    uint32_t m_cpt_ins_miss;                // number of instruction miss
581    uint32_t m_cpt_unc_read;                // number of read uncached
582    uint32_t m_cpt_write_cached;            // number of cached write
583    uint32_t m_cpt_ins_read;                // number of instruction read
584    uint32_t m_cpt_ins_spc_miss;            // number of speculative instruction miss
585
586    uint32_t m_cost_write_frz;              // number of frozen cycles related to write buffer
587    uint32_t m_cost_data_miss_frz;          // number of frozen cycles related to data miss
588    uint32_t m_cost_unc_read_frz;           // number of frozen cycles related to uncached read
589    uint32_t m_cost_ins_miss_frz;           // number of frozen cycles related to ins miss
590
591    uint32_t m_cpt_imiss_transaction;       // number of VCI instruction miss transactions
592    uint32_t m_cpt_dmiss_transaction;       // number of VCI data miss transactions
593    uint32_t m_cpt_unc_transaction;         // number of VCI uncached read transactions
594    uint32_t m_cpt_write_transaction;       // number of VCI write transactions
595    uint32_t m_cpt_icache_unc_transaction;
596
597    uint32_t m_cost_imiss_transaction;      // cumulated duration for VCI IMISS transactions
598    uint32_t m_cost_dmiss_transaction;      // cumulated duration for VCI DMISS transactions
599    uint32_t m_cost_unc_transaction;        // cumulated duration for VCI UNC transactions
600    uint32_t m_cost_write_transaction;      // cumulated duration for VCI WRITE transactions
601    uint32_t m_cost_icache_unc_transaction; // cumulated duration for VCI IUNC transactions
602    uint32_t m_length_write_transaction;    // cumulated length for VCI WRITE transactions
603
604    // TLB activity counters
605    uint32_t m_cpt_ins_tlb_read;            // number of instruction tlb read
606    uint32_t m_cpt_ins_tlb_miss;            // number of instruction tlb miss
607    uint32_t m_cpt_ins_tlb_update_acc;      // number of instruction tlb update
608    uint32_t m_cpt_ins_tlb_occup_cache;     // number of instruction tlb occupy data cache line
609    uint32_t m_cpt_ins_tlb_hit_dcache;      // number of instruction tlb hit in data cache
610
611    uint32_t m_cpt_data_tlb_read;           // number of data tlb read
612    uint32_t m_cpt_data_tlb_miss;           // number of data tlb miss
613    uint32_t m_cpt_data_tlb_update_acc;     // number of data tlb update
614    uint32_t m_cpt_data_tlb_update_dirty;   // number of data tlb update dirty
615    uint32_t m_cpt_data_tlb_hit_dcache;     // number of data tlb hit in data cache
616    uint32_t m_cpt_data_tlb_occup_cache;    // number of data tlb occupy data cache line
617    uint32_t m_cpt_tlb_occup_dcache;
618
619    uint32_t m_cost_ins_tlb_miss_frz;       // number of frozen cycles related to instruction tlb miss
620    uint32_t m_cost_data_tlb_miss_frz;      // number of frozen cycles related to data tlb miss
621    uint32_t m_cost_ins_tlb_update_acc_frz;    // number of frozen cycles related to instruction tlb update acc
622    uint32_t m_cost_data_tlb_update_acc_frz;   // number of frozen cycles related to data tlb update acc
623    uint32_t m_cost_data_tlb_update_dirty_frz; // number of frozen cycles related to data tlb update dirty
624    uint32_t m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz;   // number of frozen cycles related to instruction tlb miss operate in dcache
625    uint32_t m_cost_data_tlb_occup_cache_frz;  // number of frozen cycles related to data tlb miss operate in dcache
626
627    uint32_t m_cpt_itlbmiss_transaction;       // number of itlb miss transactions
628    uint32_t m_cpt_itlb_ll_transaction;        // number of itlb ll acc transactions
629    uint32_t m_cpt_itlb_sc_transaction;        // number of itlb sc acc transactions
630    uint32_t m_cpt_dtlbmiss_transaction;       // number of dtlb miss transactions
631    uint32_t m_cpt_dtlb_ll_transaction;        // number of dtlb ll acc transactions
632    uint32_t m_cpt_dtlb_sc_transaction;        // number of dtlb sc acc transactions
633    uint32_t m_cpt_dtlb_ll_dirty_transaction;  // number of dtlb ll dirty transactions
634    uint32_t m_cpt_dtlb_sc_dirty_transaction;  // number of dtlb sc dirty transactions
635
636    uint32_t m_cost_itlbmiss_transaction;       // cumulated duration for VCI instruction TLB miss transactions
637    uint32_t m_cost_itlb_ll_transaction;        // cumulated duration for VCI instruction TLB ll acc transactions
638    uint32_t m_cost_itlb_sc_transaction;        // cumulated duration for VCI instruction TLB sc acc transactions
639    uint32_t m_cost_dtlbmiss_transaction;       // cumulated duration for VCI data TLB miss transactions
640    uint32_t m_cost_dtlb_ll_transaction;        // cumulated duration for VCI data TLB ll acc transactions
641    uint32_t m_cost_dtlb_sc_transaction;        // cumulated duration for VCI data TLB sc acc transactions
642    uint32_t m_cost_dtlb_ll_dirty_transaction;  // cumulated duration for VCI data TLB ll dirty transactions
643    uint32_t m_cost_dtlb_sc_dirty_transaction;  // cumulated duration for VCI data TLB sc dirty transactions
644
645    // coherence activity counters
646    uint32_t m_cpt_cc_update_icache;            // number of coherence update instruction commands
647    uint32_t m_cpt_cc_update_dcache;            // number of coherence update data commands
648    uint32_t m_cpt_cc_inval_icache;             // number of coherence inval instruction commands
649    uint32_t m_cpt_cc_inval_dcache;             // number of coherence inval data commands
650    uint32_t m_cpt_cc_broadcast;                // number of coherence broadcast commands
651
652    uint32_t m_cost_updt_data_frz;              // number of frozen cycles related to coherence update data packets
653    uint32_t m_cost_inval_ins_frz;              // number of frozen cycles related to coherence inval instruction packets
654    uint32_t m_cost_inval_data_frz;             // number of frozen cycles related to coherence inval data packets
655    uint32_t m_cost_broadcast_frz;              // number of frozen cycles related to coherence broadcast packets
656
657    uint32_t m_cpt_cc_cleanup_ins;              // number of coherence cleanup packets
658    uint32_t m_cpt_cc_cleanup_data;             // number of coherence cleanup packets
659
660    uint32_t m_cpt_icleanup_transaction;        // number of instruction cleanup transactions
661    uint32_t m_cpt_dcleanup_transaction;        // number of instructinumber of data cleanup transactions
662    uint32_t m_cost_icleanup_transaction;       // cumulated duration for VCI instruction cleanup transactions
663    uint32_t m_cost_dcleanup_transaction;       // cumulated duration for VCI data cleanup transactions
664
665    uint32_t m_cost_ins_tlb_inval_frz;      // number of frozen cycles related to checking ins tlb invalidate
666    uint32_t m_cpt_ins_tlb_inval;           // number of ins tlb invalidate
667
668    uint32_t m_cost_data_tlb_inval_frz;     // number of frozen cycles related to checking data tlb invalidate
669    uint32_t m_cpt_data_tlb_inval;          // number of data tlb invalidate
670
671    // FSM activity counters
672    uint32_t m_cpt_fsm_icache     [64];
673    uint32_t m_cpt_fsm_dcache     [64];
674    uint32_t m_cpt_fsm_cmd        [64];
675    uint32_t m_cpt_fsm_rsp        [64];
676    uint32_t m_cpt_fsm_cc_receive [64];
677    uint32_t m_cpt_fsm_cc_send    [64];
678
679    uint32_t m_cpt_stop_simulation;             // used to stop simulation if frozen
680
681protected:
682    SC_HAS_PROCESS(VciCcVCacheWrapper);
683
684public:
685    VciCcVCacheWrapper(
686        sc_module_name                      name,
687        const int                           proc_id,
688        const soclib::common::MappingTable  &mtd,
689        const soclib::common::IntTab        &srcid,
690        const size_t                        cc_global_id,
691        const size_t                        itlb_ways,
692        const size_t                        itlb_sets,
693        const size_t                        dtlb_ways,
694        const size_t                        dtlb_sets,
695        const size_t                        icache_ways,
696        const size_t                        icache_sets,
697        const size_t                        icache_words,
698        const size_t                        dcache_ways,
699        const size_t                        dcache_sets,
700        const size_t                        dcache_words,
701        const size_t                        wbuf_nlines,
702        const size_t                        wbuf_nwords,
703        const size_t                        x_width,
704        const size_t                        y_width,
705        const uint32_t                      max_frozen_cycles,
706        const uint32_t                      debug_start_cycle,
707        const bool                          debug_ok );
708
709    ~VciCcVCacheWrapper();
710
711    void print_cpi();
712    void print_stats();
713    void clear_stats();
714    void print_trace(size_t mode = 0);
715    void cache_monitor(paddr_t addr);
716    inline void iss_set_debug_mask(uint v) {
717        r_iss.set_debug_mask(v);
718    }
719
720private:
721    void transition();
722    void genMoore();
723
724    soclib_static_assert((int)iss_t::SC_ATOMIC == (int)vci_param::STORE_COND_ATOMIC);
725    soclib_static_assert((int)iss_t::SC_NOT_ATOMIC == (int)vci_param::STORE_COND_NOT_ATOMIC);
726};
727
728}}
729
730#endif /* SOCLIB_CABA_VCI_CC_VCACHE_WRAPPER_H */
731
732// Local Variables:
733// tab-width: 4
734// c-basic-offset: 4
735// c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0))
736// indent-tabs-mode: nil
737// End:
738
739// vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.