source: trunk/platforms/tsar_generic_iob/arch.py @ 938

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

Introduce distributed kernel heap.

  • Property svn:executable set to *
File size: 19.4 KB
Line 
1#!/usr/bin/env python
2
3from math import log, ceil
4from mapping import *
5
6##################################################################################
7#   file   : arch.py  (for the tsar_generic_iob architecture)
8#   date   : may 2014
9#   author : Alain Greiner
10##################################################################################
11#  This file contains a mapping generator for the "tsar_generic_iob" platform.
12#  This includes both the hardware architecture (clusters, processors, peripherals,
13#  physical space segmentation) and the mapping of all boot and kernel objects
14#  (global vsegs).
15#
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#
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
27#  - nb_ttys        : number of TTY channels
28#  - fbf_width      : frame_buffer width = frame_buffer heigth
29#
30#  The other hardware parameters are:
31#  - nb_nics        : number of NIC channels
32#  - nb_cmas        : number of CMA channels
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
40#  - vseg_increment : address increment for replicated peripherals
41#
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##################################################################################
53
54########################
55def arch( x_size    = 2,
56          y_size    = 2,
57          nb_procs  = 2,
58          nb_ttys   = 1,
59          fbf_width = 128 ):
60
61    ### define architecture constants
62
63    nb_nics         = 1 
64    nb_cmas         = 2
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
74
75    ### parameters checking
76
77    assert( nb_procs <= (1 << p_width) )
78
79    assert( (x_size == 1) or (x_size == 2) or (x_size == 4)
80             or (x_size == 8) or (x_size == 16) )
81
82    assert( (y_size == 1) or (y_size == 2) or (y_size == 4)
83             or (y_size == 8) or (y_size == 16) )
84
85    assert( (nb_ttys >= 1) and (nb_ttys <= 16) )
86
87    assert( ((x_io == 0) and (y_io == 0)) or
88            ((x_io == x_size-1) and (y_io == y_size-1)) )
89
90    ### define type and name
91
92    platform_type  = 'tsar_iob'
93    platform_name  = '%s_%d_%d_%d' % ( platform_type, x_size, y_size , nb_procs )
94
95    ### define physical segments replicated in all clusters
96
97    ram_base = 0x0000000000
98    ram_size = 0x1000000                   # 16 Mbytes
99
100    xcu_base = 0x00B0000000
101    xcu_size = 0x1000                      # 4 Kbytes
102
103    dma_base = 0x00B1000000
104    dma_size = 0x1000                      # 4 Kbytes
105
106    mmc_base = 0x00B2000000
107    mmc_size = 0x1000                      # 4 Kbytes
108
109    ### define physical segments for external peripherals
110    ## These segments are only defined in cluster_io
111
112    offset_io = ((x_io << y_width) + y_io) << (paddr_width - x_width - y_width)
113
114    bdv_base  = 0x00B3000000 + offset_io
115    bdv_size  = 0x1000                     # 4kbytes
116
117    tty_base  = 0x00B4000000 + offset_io
118    tty_size  = 0x4000                     # 16 Kbytes
119
120    nic_base  = 0x00B5000000 + offset_io
121    nic_size  = 0x80000                    # 512 kbytes
122
123    cma_base  = 0x00B6000000 + offset_io
124    cma_size  = 0x1000 * 2 * nb_nics       # 4 kbytes * 2 * nb_nics
125
126    fbf_base  = 0x00B7000000 + offset_io
127    fbf_size  = fbf_width * fbf_width     # fbf_width * fbf_width bytes
128
129    pic_base  = 0x00B8000000 + offset_io
130    pic_size  = 0x1000                     # 4 Kbytes
131
132    iob_base  = 0x00BE000000 + offset_io
133    iob_size  = 0x1000                     # 4 bytes
134
135    rom_base  = 0x00BFC00000 + offset_io
136    rom_size  = 0x4000                     # 16 Kbytes
137
138    ### define  bootloader vsegs base addresses and sizes
139    ### We want to pack these 4 vsegs in the same big page
140    ### => boot cost is one BIG page in cluster[0][0]
141
142    boot_mapping_vbase   = 0x00000000           # ident
143    boot_mapping_size    = 0x00080000           # 512 Kbytes
144
145    boot_code_vbase      = 0x00080000           # ident
146    boot_code_size       = 0x00040000           # 256 Kbytes
147
148    boot_data_vbase      = 0x000C0000           # ident
149    boot_data_size       = 0x000C0000           # 768 Kbytes
150
151    boot_stack_vbase     = 0x00180000           # ident
152    boot_stack_size      = 0x00080000           # 512 Kbytes
153
154    ### define kernel vsegs base addresses and sizes
155    ### code, init, ptab, heap & sched vsegs are replicated in all clusters.
156    ### data & uncdata vsegs are only mapped in cluster[0][0].
157
158    kernel_code_vbase    = 0x80000000
159    kernel_code_size     = 0x00100000           # 1 Mbytes per cluster
160
161    kernel_init_vbase    = 0x80100000
162    kernel_init_size     = 0x00100000           # 1 Mbytes per cluster
163
164    kernel_data_vbase    = 0x90000000
165    kernel_data_size     = 0x00200000           # 2 Mbytes in cluster[0,0]
166
167    kernel_uncdata_vbase = 0x90200000
168    kernel_uncdata_size  = 0x00001000           # 4 Kbytes in cluster[0,0]
169
170    kernel_ptab_vbase    = 0xE0000000
171    kernel_ptab_size     = 0x00200000           # 2 Mbytes per cluster
172
173    kernel_heap_vbase    = 0xD0000000
174    kernel_heap_size     = 0x00200000           # 2 Mbytes per cluster
175
176    kernel_sched_vbase   = 0xA0000000   
177    kernel_sched_size    = 0x00002000*nb_procs  # 8 Kbytes per proc per cluster
178
179    #########################
180    ### create mapping
181    #########################
182
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,       
189                       p_width        = p_width,
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,         
195                       y_io           = y_io,
196                       peri_increment = peri_increment,
197                       ram_base       = ram_base,
198                       ram_size       = ram_size )
199
200
201    #############################
202    ###   Hardware Components
203    #############################
204
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)
209
210            ### components replicated in all clusters
211            ram = mapping.addRam( 'RAM', base = ram_base + offset, 
212                                  size = ram_size )
213
214            mmc = mapping.addPeriph( 'MMC', base = mmc_base + offset, 
215                                     size = mmc_size, ptype = 'MMC' )
216
217            dma = mapping.addPeriph( 'DMA', base = dma_base + offset, 
218                                     size = dma_size, ptype = 'DMA', 
219                                     channels = nb_procs )
220
221            xcu = mapping.addPeriph( 'XCU', base = xcu_base + offset, 
222                                     size = xcu_size, ptype = 'XCU', 
223                                     channels = nb_procs * irq_per_proc, arg = 32 )
224
225            mapping.addIrq( xcu, index = 0, isrtype = 'ISR_MMC' )
226
227            for i in xrange ( dma.channels ):
228                mapping.addIrq( xcu, index = 1+i, isrtype = 'ISR_DMA',
229                                channel = i )
230
231            for p in xrange ( nb_procs ):
232                mapping.addProc( x, y, p )
233
234            ### external peripherals in cluster_io
235            if ( (x==x_io) and (y==y_io) ):
236
237                iob = mapping.addPeriph( 'IOB', base = iob_base, size = iob_size, 
238                                         ptype = 'IOB' )
239
240                bdv = mapping.addPeriph( 'BDV', base = bdv_base, size = bdv_size, 
241                                         ptype = 'IOC', subtype = 'BDV' )
242
243                tty = mapping.addPeriph( 'TTY', base = tty_base, size = tty_size, 
244                                         ptype = 'TTY', channels = nb_ttys )
245
246                nic = mapping.addPeriph( 'NIC', base = nic_base, size = nic_size, 
247                                         ptype = 'NIC', channels = nb_nics )
248
249                cma = mapping.addPeriph( 'CMA', base = cma_base, size = cma_size, 
250                                         ptype = 'CMA', channels = nb_cmas )
251
252                fbf = mapping.addPeriph( 'FBF', base = fbf_base, size = fbf_size, 
253                                         ptype = 'FBF', arg = fbf_width )
254
255                rom = mapping.addPeriph( 'ROM', base = rom_base, size = rom_size, 
256                                         ptype = 'ROM' )
257
258                pic = mapping.addPeriph( 'PIC', base = pic_base, size = pic_size, 
259                                         ptype = 'PIC', channels = 32 )
260
261                mapping.addIrq( pic, index = 0,  isrtype = 'ISR_NIC_RX', channel = 0 )
262                mapping.addIrq( pic, index = 1,  isrtype = 'ISR_NIC_RX', channel = 1 )
263
264                mapping.addIrq( pic, index = 2,  isrtype = 'ISR_NIC_TX', channel = 0 )
265                mapping.addIrq( pic, index = 3,  isrtype = 'ISR_NIC_TX', channel = 1 )
266
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 )
271
272                mapping.addIrq( pic, index = 8,  isrtype = 'ISR_BDV'   , channel = 0 )
273
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
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
299
300    mapping.addGlobal( 'seg_boot_mapping', boot_mapping_vbase, boot_mapping_size,
301                       'CXW_', vtype = 'BLOB'  , x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
302                       identity = True , local = False, big = True )
303
304    mapping.addGlobal( 'seg_boot_code', boot_code_vbase, boot_code_size,
305                       'CXW_', vtype = 'BUFFER', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
306                       identity = True , local = False, big = True )
307
308    mapping.addGlobal( 'seg_boot_data', boot_data_vbase, boot_data_size,
309                       'CXW_', vtype = 'BUFFER', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
310                       identity = True , local = False, big = True )
311
312    mapping.addGlobal( 'seg_boot_stack', boot_stack_vbase, boot_stack_size,
313                       'CXW_', vtype = 'BUFFER', x = 0, y = 0, pseg = 'RAM',
314                       identity = True , local = False, big = True )
315
316    ### global vsegs kernel_code, kernel_init : big / local
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 ):
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 )
324
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 )
329
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
340    ### global vseg kernel_data : big / non local
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 )
346
347    ### global vseg kernel_uncdata : small / non local
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 )
353
354    ### global vsegs kernel_sched_x_y : small / non local
355    ### one vseg per cluster with name indexed by (x,y)
356    for x in xrange( x_size ):
357        for y in xrange( y_size ):
358            offset = ((x << y_width) + y) * kernel_sched_size
359            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_sched_%d_%d' %(x,y), 
360                               kernel_sched_vbase + offset , kernel_sched_size,
361                               'C_W_', vtype = 'SCHED', x = x , y = y , pseg = 'RAM',
362                               local = False, big = False )
363
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
369            mapping.addGlobal( 'seg_kernel_heap_%d_%d' %(x,y), 
370                               kernel_heap_vbase + offset , kernel_heap_size,
371                               'C_W_', vtype = 'HEAP', x = x , y = y , pseg = 'RAM',
372                               local = False, big = True )
373
374    ### global vsegs for external peripherals : non local / big page
375    mapping.addGlobal( 'seg_iob', iob_base, iob_size, '__W_',
376                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'IOB',
377                       local = False, big = True )
378
379    mapping.addGlobal( 'seg_bdv', bdv_base, bdv_size, '__W_',
380                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'BDV',
381                       local = False, big = True )
382
383    mapping.addGlobal( 'seg_tty', tty_base, tty_size, '__W_',
384                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'TTY',
385                       local = False, big = True )
386
387    mapping.addGlobal( 'seg_nic', nic_base, nic_size, '__W_',
388                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'NIC',
389                       local = False, big = True )
390
391    mapping.addGlobal( 'seg_cma', cma_base, cma_size, '__W_',
392                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'CMA',
393                       local = False, big = True )
394
395    mapping.addGlobal( 'seg_fbf', fbf_base, fbf_size, '__W_',
396                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'FBF',
397                       local = False, big = True )
398
399    mapping.addGlobal( 'seg_pic', pic_base, pic_size, '__W_',
400                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'PIC',
401                       local = False, big = True )
402
403    mapping.addGlobal( 'seg_rom', rom_base, rom_size, 'CXW_',
404                       vtype = 'PERI', x = 0, y = 0, pseg = 'ROM',
405                       local = False, big = True )
406
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)
410    for x in xrange( x_size ):
411        for y in xrange( y_size ):
412            offset = ((x << y_width) + y) * peri_increment
413
414            mapping.addGlobal( 'seg_xcu_%d_%d' %(x,y), xcu_base + offset, xcu_size,
415                               '__W_', vtype = 'PERI' , x = x , y = y , pseg = 'XCU',
416                               local = False, big = False )
417
418            mapping.addGlobal( 'seg_dma_%d_%d' %(x,y), dma_base + offset, dma_size,
419                               '__W_', vtype = 'PERI' , x = x , y = y , pseg = 'DMA',
420                               local = False, big = False )
421
422            mapping.addGlobal( 'seg_mmc_%d_%d' %(x,y), mmc_base + offset, mmc_size,
423                               '__W_', vtype = 'PERI' , x = x , y = y , pseg = 'MMC',
424                               local = False, big = False )
425
426    return mapping
427
428################################# platform test ####################################
429
430if __name__ == '__main__':
431
432    mapping = arch( x_size    = 2,
433                    y_size    = 2,
434                    nb_procs  = 2 )
435
436#   print mapping.netbsd_dts()
437
438    print mapping.xml()
439
440#   print mapping.giet_vsegs()
441
442
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.