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