source: trunk/platforms/tsar_generic_iob/arch.py @ 941

Last change on this file since 941 was 938, checked in by alain, 10 years ago

Introduce distributed kernel heap.

  • Property svn:executable set to *
File size: 19.4 KB
RevLine 
[938]1#!/usr/bin/env python
[707]2
[802]3from math import log, ceil
[707]4from mapping import *
5
[938]6##################################################################################
[714]7#   file   : arch.py  (for the tsar_generic_iob architecture)
[707]8#   date   : may 2014
9#   author : Alain Greiner
[938]10##################################################################################
[802]11#  This file contains a mapping generator for the "tsar_generic_iob" platform.
[707]12#  This includes both the hardware architecture (clusters, processors, peripherals,
[938]13#  physical space segmentation) and the mapping of all boot and kernel objects
14#  (global vsegs).
[714]15#
[938]16#  This platform includes 6 external peripherals, accessible through an IOB
17#  components located in cluster [0,0] or in cluster [x_size-1, y_size-1].
18#  Available peripherals are: TTY, BDV, FBF, ROM, NIC, CMA, PIC.
19#
20#  All clusters contain (nb_procs) processors, one L2 cache, one XCU, and
21#  one DMA controller.
22#
[714]23#  The "constructor" parameters are:
24#  - x_size         : number of clusters in a row
25#  - y_size         : number of clusters in a column
26#  - nb_procs       : number of processors per cluster
[874]27#  - nb_ttys        : number of TTY channels
[817]28#  - fbf_width      : frame_buffer width = frame_buffer heigth
[714]29#
[938]30#  The other hardware parameters are:
[714]31#  - nb_nics        : number of NIC channels
[938]32#  - nb_cmas        : number of CMA channels
[714]33#  - x_io           : cluster_io x coordinate
34#  - y_io           : cluster_io y coordinate
35#  - x_width        : number of bits for x coordinate
36#  - y_width        : number of bits for y coordinate
37#  - paddr_width    : number of bits for physical address
38#  - irq_per_proc   : number of input IRQs per processor
39#  - use_ramdisk    : use a ramdisk when True
[817]40#  - vseg_increment : address increment for replicated peripherals
41#
[938]42#  Regarding the boot and kernel vsegs mapping :
43#  - We use one big physical page (2 Mbytes) for the preloader and the four
44#    boot vsegs, all allocated in cluster[0,0].
45#  - We use one big page per cluster for the replicated kernel code vsegs.
46#  - We use one big page in cluster[0][0] for the kernel data vseg.
47#  - We use one big page per cluster for the distributed kernel heap vsegs.
48#  - We use one big page per cluster for the distributed ptab vsegs.
49#  - We use small physical pages (4 Kbytes) per cluster for the schedulers.
50#  - We use one big page for each external peripheral in IO cluster,
51#  - We use one small page per cluster for each internal peripheral.
52##################################################################################
[707]53
[714]54########################
55def arch( x_size    = 2,
56          y_size    = 2,
[817]57          nb_procs  = 2,
[874]58          nb_ttys   = 1,
[817]59          fbf_width = 128 ):
[714]60
61    ### define architecture constants
62
[913]63    nb_nics         = 1 
64    nb_cmas         = 2
[817]65    x_io            = 0
66    y_io            = 0
67    x_width         = 4
68    y_width         = 4
69    p_width         = 4
70    paddr_width     = 40
71    irq_per_proc    = 4
72    use_ramdisk     = False
73    peri_increment  = 0x10000    # distributed peripherals vbase address increment
[802]74
[707]75    ### parameters checking
[714]76
[802]77    assert( nb_procs <= (1 << p_width) )
[707]78
[802]79    assert( (x_size == 1) or (x_size == 2) or (x_size == 4)
[764]80             or (x_size == 8) or (x_size == 16) )
[707]81
[802]82    assert( (y_size == 1) or (y_size == 2) or (y_size == 4)
[707]83             or (y_size == 8) or (y_size == 16) )
84
[874]85    assert( (nb_ttys >= 1) and (nb_ttys <= 16) )
[707]86
87    assert( ((x_io == 0) and (y_io == 0)) or
88            ((x_io == x_size-1) and (y_io == y_size-1)) )
89
[938]90    ### define type and name
[802]91
[938]92    platform_type  = 'tsar_iob'
93    platform_name  = '%s_%d_%d_%d' % ( platform_type, x_size, y_size , nb_procs )
[707]94
[938]95    ### define physical segments replicated in all clusters
96
[707]97    ram_base = 0x0000000000
[913]98    ram_size = 0x1000000                   # 16 Mbytes
[707]99
[802]100    xcu_base = 0x00B0000000
101    xcu_size = 0x1000                      # 4 Kbytes
[707]102
103    dma_base = 0x00B1000000
[817]104    dma_size = 0x1000                      # 4 Kbytes
[707]105
[802]106    mmc_base = 0x00B2000000
[714]107    mmc_size = 0x1000                      # 4 Kbytes
[707]108
[817]109    ### define physical segments for external peripherals
110    ## These segments are only defined in cluster_io
111
[707]112    offset_io = ((x_io << y_width) + y_io) << (paddr_width - x_width - y_width)
113
114    bdv_base  = 0x00B3000000 + offset_io
[714]115    bdv_size  = 0x1000                     # 4kbytes
[707]116
117    tty_base  = 0x00B4000000 + offset_io
[714]118    tty_size  = 0x4000                     # 16 Kbytes
[707]119
120    nic_base  = 0x00B5000000 + offset_io
[714]121    nic_size  = 0x80000                    # 512 kbytes
[707]122
123    cma_base  = 0x00B6000000 + offset_io
[714]124    cma_size  = 0x1000 * 2 * nb_nics       # 4 kbytes * 2 * nb_nics
[707]125
126    fbf_base  = 0x00B7000000 + offset_io
[874]127    fbf_size  = fbf_width * fbf_width     # fbf_width * fbf_width bytes
[707]128
129    pic_base  = 0x00B8000000 + offset_io
[714]130    pic_size  = 0x1000                     # 4 Kbytes
[707]131
132    iob_base  = 0x00BE000000 + offset_io
[817]133    iob_size  = 0x1000                     # 4 bytes
[707]134
135    rom_base  = 0x00BFC00000 + offset_io
[714]136    rom_size  = 0x4000                     # 16 Kbytes
[707]137
[754]138    ### define  bootloader vsegs base addresses and sizes
[817]139    ### We want to pack these 4 vsegs in the same big page
[913]140    ### => boot cost is one BIG page in cluster[0][0]
[707]141
[913]142    boot_mapping_vbase   = 0x00000000           # ident
143    boot_mapping_size    = 0x00080000           # 512 Kbytes
[707]144
[913]145    boot_code_vbase      = 0x00080000           # ident
146    boot_code_size       = 0x00040000           # 256 Kbytes
[802]147
[913]148    boot_data_vbase      = 0x000C0000           # ident
149    boot_data_size       = 0x000C0000           # 768 Kbytes
[707]150
[913]151    boot_stack_vbase     = 0x00180000           # ident
152    boot_stack_size      = 0x00080000           # 512 Kbytes
[707]153
[754]154    ### define kernel vsegs base addresses and sizes
[913]155    ### code, init, ptab, heap & sched vsegs are replicated in all clusters.
[817]156    ### data & uncdata vsegs are only mapped in cluster[0][0].
[707]157
[802]158    kernel_code_vbase    = 0x80000000
[913]159    kernel_code_size     = 0x00100000           # 1 Mbytes per cluster
[707]160
[913]161    kernel_init_vbase    = 0x80100000
162    kernel_init_size     = 0x00100000           # 1 Mbytes per cluster
[707]163
[913]164    kernel_data_vbase    = 0x90000000
165    kernel_data_size     = 0x00200000           # 2 Mbytes in cluster[0,0]
[707]166
[913]167    kernel_uncdata_vbase = 0x90200000
168    kernel_uncdata_size  = 0x00001000           # 4 Kbytes in cluster[0,0]
169
[817]170    kernel_ptab_vbase    = 0xE0000000
[913]171    kernel_ptab_size     = 0x00200000           # 2 Mbytes per cluster
[707]172
[913]173    kernel_heap_vbase    = 0xD0000000
174    kernel_heap_size     = 0x00200000           # 2 Mbytes per cluster
[707]175
[817]176    kernel_sched_vbase   = 0xA0000000   
177    kernel_sched_size    = 0x00002000*nb_procs  # 8 Kbytes per proc per cluster
178
[938]179    #########################
[707]180    ### create mapping
[938]181    #########################
[707]182
[817]183    mapping = Mapping( name           = platform_name, 
184                       x_size         = x_size,       
185                       y_size         = y_size,       
186                       nprocs         = nb_procs,     
187                       x_width        = x_width,       
188                       y_width        = y_width,       
[802]189                       p_width        = p_width,
[817]190                       paddr_width    = paddr_width,   
191                       coherence      = True,         
192                       irq_per_proc   = irq_per_proc, 
193                       use_ramdisk    = use_ramdisk, 
194                       x_io           = x_io,         
[714]195                       y_io           = y_io,
[802]196                       peri_increment = peri_increment,
197                       ram_base       = ram_base,
198                       ram_size       = ram_size )
[707]199
200
[938]201    #############################
202    ###   Hardware Components
203    #############################
[707]204
[938]205    for x in xrange( x_size ):
206        for y in xrange( y_size ):
207            cluster_xy = (x << y_width) + y;
208            offset     = cluster_xy << (paddr_width - x_width - y_width)
[707]209
[938]210            ### components replicated in all clusters
211            ram = mapping.addRam( 'RAM', base = ram_base + offset, 
212                                  size = ram_size )
[707]213
[938]214            mmc = mapping.addPeriph( 'MMC', base = mmc_base + offset, 
215                                     size = mmc_size, ptype = 'MMC' )
[707]216
[938]217            dma = mapping.addPeriph( 'DMA', base = dma_base + offset, 
218                                     size = dma_size, ptype = 'DMA', 
219                                     channels = nb_procs )
[707]220
[938]221            xcu = mapping.addPeriph( 'XCU', base = xcu_base + offset, 
222                                     size = xcu_size, ptype = 'XCU', 
223                                     channels = nb_procs * irq_per_proc, arg = 32 )
[707]224
[938]225            mapping.addIrq( xcu, index = 0, isrtype = 'ISR_MMC' )
[707]226
[938]227            for i in xrange ( dma.channels ):
228                mapping.addIrq( xcu, index = 1+i, isrtype = 'ISR_DMA',
229                                channel = i )
[707]230
[938]231            for p in xrange ( nb_procs ):
232                mapping.addProc( x, y, p )
[707]233
[938]234            ### external peripherals in cluster_io
235            if ( (x==x_io) and (y==y_io) ):
[707]236
[938]237                iob = mapping.addPeriph( 'IOB', base = iob_base, size = iob_size, 
238                                         ptype = 'IOB' )
[707]239
[938]240                bdv = mapping.addPeriph( 'BDV', base = bdv_base, size = bdv_size, 
241                                         ptype = 'IOC', subtype = 'BDV' )
[707]242
[938]243                tty = mapping.addPeriph( 'TTY', base = tty_base, size = tty_size, 
244                                         ptype = 'TTY', channels = nb_ttys )
[710]245
[938]246                nic = mapping.addPeriph( 'NIC', base = nic_base, size = nic_size, 
247                                         ptype = 'NIC', channels = nb_nics )
[707]248
[938]249                cma = mapping.addPeriph( 'CMA', base = cma_base, size = cma_size, 
250                                         ptype = 'CMA', channels = nb_cmas )
[707]251
[938]252                fbf = mapping.addPeriph( 'FBF', base = fbf_base, size = fbf_size, 
253                                         ptype = 'FBF', arg = fbf_width )
[707]254
[938]255                rom = mapping.addPeriph( 'ROM', base = rom_base, size = rom_size, 
256                                         ptype = 'ROM' )
[707]257
[938]258                pic = mapping.addPeriph( 'PIC', base = pic_base, size = pic_size, 
259                                         ptype = 'PIC', channels = 32 )
[707]260
[938]261                mapping.addIrq( pic, index = 0,  isrtype = 'ISR_NIC_RX', channel = 0 )
262                mapping.addIrq( pic, index = 1,  isrtype = 'ISR_NIC_RX', channel = 1 )
[707]263
[938]264                mapping.addIrq( pic, index = 2,  isrtype = 'ISR_NIC_TX', channel = 0 )
265                mapping.addIrq( pic, index = 3,  isrtype = 'ISR_NIC_TX', channel = 1 )
[710]266
[938]267                mapping.addIrq( pic, index = 4,  isrtype = 'ISR_CMA'   , channel = 0 )
268                mapping.addIrq( pic, index = 5,  isrtype = 'ISR_CMA'   , channel = 1 )
269                mapping.addIrq( pic, index = 6,  isrtype = 'ISR_CMA'   , channel = 2 )
270                mapping.addIrq( pic, index = 7,  isrtype = 'ISR_CMA'   , channel = 3 )
[770]271
[938]272                mapping.addIrq( pic, index = 8,  isrtype = 'ISR_BDV'   , channel = 0 )
[707]273
[938]274                mapping.addIrq( pic, index = 16, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 0 )
275                mapping.addIrq( pic, index = 17, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 1 )
276                mapping.addIrq( pic, index = 18, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 2 )
277                mapping.addIrq( pic, index = 19, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 3 )
278                mapping.addIrq( pic, index = 20, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 4 )
279                mapping.addIrq( pic, index = 21, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 5 )
280                mapping.addIrq( pic, index = 22, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 6 )
281                mapping.addIrq( pic, index = 23, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 7 )
282                mapping.addIrq( pic, index = 24, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 8 )
283                mapping.addIrq( pic, index = 25, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 9 )
284                mapping.addIrq( pic, index = 26, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 10 )
285                mapping.addIrq( pic, index = 27, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 11 )
286                mapping.addIrq( pic, index = 28, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 12 )
287                mapping.addIrq( pic, index = 29, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 13 )
288                mapping.addIrq( pic, index = 30, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 14 )
289                mapping.addIrq( pic, index = 31, isrtype = 'ISR_TTY_RX', channel = 15 )
290
291
292    ####################################
293    ###   Boot & Kernel vsegs mapping
294    ####################################
295
[817]296    ### global vsegs for boot_loader
297    ### we want to pack those 4 vsegs in the same big page
298    ### => same flags CXW_ / identity mapping / non local / big page
[707]299
[730]300    mapping.addGlobal( 'seg_boot_mapping', boot_mapping_vbase, boot_mapping_size,
[817]301                       'CXW_', vtype = 'BLOB'  , x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
302                       identity = True , local = False, big = True )
[707]303
[730]304    mapping.addGlobal( 'seg_boot_code', boot_code_vbase, boot_code_size,
305                       'CXW_', vtype = 'BUFFER', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
[817]306                       identity = True , local = False, big = True )
[707]307
[730]308    mapping.addGlobal( 'seg_boot_data', boot_data_vbase, boot_data_size,
[817]309                       'CXW_', vtype = 'BUFFER', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
310                       identity = True , local = False, big = True )
[707]311
[730]312    mapping.addGlobal( 'seg_boot_stack', boot_stack_vbase, boot_stack_size,
[817]313                       'CXW_', vtype = 'BUFFER', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
314                       identity = True , local = False, big = True )
[707]315
[913]316    ### global vsegs kernel_code, kernel_init : big / local
[874]317    ### replicated in all clusters with the same name & same vbase
318    for x in xrange( x_size ):
319        for y in xrange( y_size ):
[817]320            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_code', kernel_code_vbase, kernel_code_size,
321                               'CXW_', vtype = 'ELF', x = x , y = y , pseg = 'RAM',
322                               binpath = 'build/kernel/kernel.elf', 
323                               local = True, big = True )
[707]324
[817]325            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_init', kernel_init_vbase, kernel_init_size,
326                               'CXW_', vtype = 'ELF', x = x , y = y , pseg = 'RAM',
327                               binpath = 'build/kernel/kernel.elf', 
328                               local = True, big = True )
[707]329
[938]330    ### Global vsegs kernel_ptab_x_y : big / non local
331    ### one vseg per cluster: name indexed by (x,y)
332    for x in xrange( x_size ):
333        for y in xrange( y_size ):
334            offset = ((x << y_width) + y) * kernel_ptab_size
335            base   = kernel_ptab_vbase + offset
336            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_ptab_%d_%d' %(x,y), base, kernel_ptab_size,
337                               'CXW_', vtype = 'PTAB', x = x, y = y, pseg = 'RAM', 
338                               local = False , big = True )
339
[913]340    ### global vseg kernel_data : big / non local
[817]341    ### Only mapped in cluster[0][0]
342    mapping.addGlobal( 'seg_kernel_data', kernel_data_vbase, kernel_data_size, 
343                       'CXW_', vtype = 'ELF', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM', 
344                       binpath = 'build/kernel/kernel.elf', 
345                       local = False, big = True )
[707]346
[913]347    ### global vseg kernel_uncdata : small / non local
[817]348    ### Only mapped in cluster[0][0]
349    mapping.addGlobal( 'seg_kernel_uncdata', kernel_uncdata_vbase, kernel_uncdata_size,
350                       '__W_', vtype = 'ELF', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM', 
351                       binpath = 'build/kernel/kernel.elf', 
352                       local = False, big = False )
[707]353
[913]354    ### global vsegs kernel_sched_x_y : small / non local
[874]355    ### one vseg per cluster with name indexed by (x,y)
[817]356    for x in xrange( x_size ):
357        for y in xrange( y_size ):
[913]358            offset = ((x << y_width) + y) * kernel_sched_size
[938]359            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_sched_%d_%d' %(x,y), 
360                               kernel_sched_vbase + offset , kernel_sched_size,
[817]361                               'C_W_', vtype = 'SCHED', x = x , y = y , pseg = 'RAM',
362                               local = False, big = False )
[707]363
[913]364    ### global vsegs kernel_heap_x_y : big / non local
365    ### one vseg per cluster with name indexed by (x,y)
366    for x in xrange( x_size ):
367        for y in xrange( y_size ):
368            offset = ((x << y_width) + y) * kernel_heap_size
[938]369            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_heap_%d_%d' %(x,y), 
370                               kernel_heap_vbase + offset , kernel_heap_size,
[913]371                               'C_W_', vtype = 'HEAP', x = x , y = y , pseg = 'RAM',
372                               local = False, big = True )
373
[817]374    ### global vsegs for external peripherals : non local / big page
[802]375    mapping.addGlobal( 'seg_iob', iob_base, iob_size, '__W_',
376                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'IOB',
[817]377                       local = False, big = True )
[707]378
[802]379    mapping.addGlobal( 'seg_bdv', bdv_base, bdv_size, '__W_',
[730]380                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'BDV',
[817]381                       local = False, big = True )
[707]382
[802]383    mapping.addGlobal( 'seg_tty', tty_base, tty_size, '__W_',
[730]384                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'TTY',
[817]385                       local = False, big = True )
[707]386
[802]387    mapping.addGlobal( 'seg_nic', nic_base, nic_size, '__W_',
[730]388                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'NIC',
[817]389                       local = False, big = True )
[707]390
[802]391    mapping.addGlobal( 'seg_cma', cma_base, cma_size, '__W_',
[730]392                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'CMA',
[817]393                       local = False, big = True )
[707]394
[802]395    mapping.addGlobal( 'seg_fbf', fbf_base, fbf_size, '__W_',
[730]396                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'FBF',
[817]397                       local = False, big = True )
[707]398
[802]399    mapping.addGlobal( 'seg_pic', pic_base, pic_size, '__W_',
[730]400                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'PIC',
[817]401                       local = False, big = True )
[707]402
[802]403    mapping.addGlobal( 'seg_rom', rom_base, rom_size, 'CXW_',
[730]404                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'ROM',
[817]405                       local = False, big = True )
[707]406
[817]407    ### global vsegs for internal peripherals : non local / small pages   
408    ### allocated in all clusters with name indexed by (x,y)
409    ### as vbase address is incremented by (cluster_xy * vseg_increment)
[714]410    for x in xrange( x_size ):
411        for y in xrange( y_size ):
[817]412            offset = ((x << y_width) + y) * peri_increment
[707]413
[714]414            mapping.addGlobal( 'seg_xcu_%d_%d' %(x,y), xcu_base + offset, xcu_size,
[817]415                               '__W_', vtype = 'PERI' , x = x , y = y , pseg = 'XCU',
416                               local = False, big = False )
[707]417
[714]418            mapping.addGlobal( 'seg_dma_%d_%d' %(x,y), dma_base + offset, dma_size,
[817]419                               '__W_', vtype = 'PERI' , x = x , y = y , pseg = 'DMA',
420                               local = False, big = False )
[707]421
[714]422            mapping.addGlobal( 'seg_mmc_%d_%d' %(x,y), mmc_base + offset, mmc_size,
[817]423                               '__W_', vtype = 'PERI' , x = x , y = y , pseg = 'MMC',
424                               local = False, big = False )
[707]425
426    return mapping
427
[938]428################################# platform test ####################################
[707]429
430if __name__ == '__main__':
431
[730]432    mapping = arch( x_size    = 2,
433                    y_size    = 2,
434                    nb_procs  = 2 )
[707]435
436#   print mapping.netbsd_dts()
437
438    print mapping.xml()
439
440#   print mapping.giet_vsegs()
441
[802]442
[707]443# Local Variables:
444# tab-width: 4;
445# c-basic-offset: 4;
446# c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0));
447# indent-tabs-mode: nil;
448# End:
449#
450# vim: filetype=python:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4
451
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.