source: trunk/IPs/systemC/processor/Morpheo/Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Prediction_unit/Update_Prediction_Table/include/Update_Prediction_Table.h @ 115

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1#ifndef morpheo_behavioural_core_multi_front_end_front_end_prediction_unit_update_prediction_table_Update_Prediction_Table_h
2#define morpheo_behavioural_core_multi_front_end_front_end_prediction_unit_update_prediction_table_Update_Prediction_Table_h
3
4/*
5 * $Id: Update_Prediction_Table.h 115 2009-04-20 21:29:17Z rosiere $
6 *
7 * [ Description ]
8 *
9 */
10
11#ifdef SYSTEMC
12#include "systemc.h"
13#endif
14
15#include <iostream>
16#include "Common/include/ToString.h"
17#include "Common/include/Debug.h"
18
19#include "Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Prediction_unit/Update_Prediction_Table/include/Types.h"
20#include "Behavioural/Core/Multi_Front_end/Front_end/Prediction_unit/Update_Prediction_Table/include/Parameters.h"
21#ifdef STATISTICS
22#include "Behavioural/include/Stat.h"
23#endif
24#include "Behavioural/include/Component.h"
25#ifdef VHDL
26#include "Behavioural/include/Vhdl.h"
27#endif
28#include "Behavioural/include/Usage.h"
29#include <fstream>
30
31namespace morpheo {
32namespace behavioural {
33
34namespace core {
35namespace multi_front_end {
36namespace front_end {
37namespace prediction_unit {
38namespace update_prediction_table {
39
40
41  class Update_Prediction_Table
42#if SYSTEMC
43    : public sc_module
44#endif
45  {
46    // -----[ fields ]----------------------------------------------------
47    // Parameters
48  protected : const std::string  _name;
49  protected : const Parameters * _param;
50  private   : const Tusage_t     _usage;
51
52#ifdef STATISTICS
53  public    : Stat                           * _stat;
54
55  private   : counter_t                    *** _stat_nb_branch_hit              ; //[nb_context][MAX_BRANCH_CONDITION]
56  private   : counter_t                    *** _stat_nb_branch_miss             ; //[nb_context][MAX_BRANCH_CONDITION]
57  private   : counter_t                     ** _stat_nb_branch_unused           ; //[nb_context]
58  private   : counter_t                     ** _stat_ufpt_queue_nb_elt          ; //[nb_context]
59  private   : counter_t                     ** _stat_upt_queue_nb_elt           ; //[nb_context]
60
61  private   : counter_t                     ** _stat_nb_branch_ifetch_prediction; //[nb_context]
62  private   : counter_t                     ** _stat_nb_branch_accurate         ; //[nb_context]
63#endif
64
65  public    : Component                      * _component;
66  private   : Interfaces                     * _interfaces;
67
68#ifdef SYSTEMC
69    // ~~~~~[ Interface ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
70    // ~~~~~[ Interface : "" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
71  public    : SC_CLOCK                      *  in_CLOCK                          ;
72  public    : SC_IN (Tcontrol_t)            *  in_NRESET                         ;
73
74    // ~~~~~[ Interface : "predict" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
75  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_PREDICT_VAL                    ; //[nb_inst_predict]
76  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_PREDICT_ACK                    ; //[nb_inst_predict]
77  public    : SC_IN (Tcontext_t         )  **  in_PREDICT_CONTEXT_ID             ; //[nb_inst_predict]
78  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_PREDICT_BTB_ADDRESS_SRC        ; //[nb_inst_predict]
79  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_PREDICT_BTB_ADDRESS_DEST       ; //[nb_inst_predict]
80  public    : SC_IN (Tbranch_condition_t)  **  in_PREDICT_BTB_CONDITION          ; //[nb_inst_predict]
81  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_PREDICT_BTB_LAST_TAKE          ; //[nb_inst_predict]
82  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_PREDICT_BTB_IS_ACCURATE        ; //[nb_inst_predict]
83  public    : SC_IN (Thistory_t         )  **  in_PREDICT_DIR_HISTORY            ; //[nb_inst_predict]
84  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_PREDICT_RAS_ADDRESS            ; //[nb_inst_predict]
85  public    : SC_IN (Tptr_t             )  **  in_PREDICT_RAS_INDEX              ; //[nb_inst_predict]
86  public    : SC_OUT(Tprediction_ptr_t  )  ** out_PREDICT_UPDATE_PREDICTION_ID   ; //[nb_inst_predict]
87
88    // ~~~~~[ Interface : "decod" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
89  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_VAL                      ; //[nb_inst_decod]
90  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DECOD_ACK                      ; //[nb_inst_decod]
91  public    : SC_IN (Tcontext_t         )  **  in_DECOD_CONTEXT_ID               ; //[nb_inst_decod]
92  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_DECOD_BTB_ADDRESS_SRC          ; //[nb_inst_decod]
93  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_DECOD_BTB_ADDRESS_DEST         ; //[nb_inst_decod]
94  public    : SC_IN (Tbranch_condition_t)  **  in_DECOD_BTB_CONDITION            ; //[nb_inst_decod]
95  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_BTB_LAST_TAKE            ; //[nb_inst_decod]
96//public    : SC_IN (Thistory_t         )  **  in_DECOD_DIR_HISTORY              ; //[nb_inst_decod] // if ifetch prediction is miss -> miss btb -> make a static state
97  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_DECOD_RAS_ADDRESS              ; //[nb_inst_decod]
98  public    : SC_IN (Tptr_t             )  **  in_DECOD_RAS_INDEX                ; //[nb_inst_decod]
99  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_MISS_IFETCH              ; //[nb_inst_decod]
100  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_MISS_DECOD               ; //[nb_inst_decod]
101  public    : SC_IN (Tprediction_ptr_t  )  **  in_DECOD_UPDATE_PREDICTION_ID     ; //[nb_inst_decod]
102//public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DECOD_DEPTH                    ; //[nb_inst_decod]
103  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_DECOD_IS_ACCURATE              ; //[nb_inst_decod]
104  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DECOD_CAN_CONTINUE             ; //[nb_inst_decod]
105
106    // ~~~~~[ Interface : "branch_complete" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
107  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_VAL            ; //[nb_inst_branch_complete]
108  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_ACK            ; //[nb_inst_branch_complete]
109  public    : SC_IN (Tcontext_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_CONTEXT_ID     ; //[nb_inst_branch_complete]
110  public    : SC_IN (Tdepth_t           )  **  in_BRANCH_COMPLETE_DEPTH          ; //[nb_inst_branch_complete]
111  public    : SC_IN (Taddress_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS        ; //[nb_inst_branch_complete]
112  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_BRANCH_COMPLETE_NO_SEQUENCE    ; //[nb_inst_branch_complete]
113  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_MISS_PREDICTION; //[nb_inst_branch_complete]
114//   public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_TAKE           ; //[nb_inst_branch_complete]
115//   public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS_SRC    ; //[nb_inst_branch_complete]
116//   public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS_DEST   ; //[nb_inst_branch_complete]
117
118    // ~~~~~[ Interface : "branch_event" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
119  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_VAL               ; //[nb_context]
120  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_BRANCH_EVENT_ACK               ; //[nb_context]
121//public    : SC_OUT(Tcontext_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_CONTEXT_ID        ; //[nb_context]
122  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_BRANCH_EVENT_DEPTH             ; //[nb_context]
123//public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_MISS_PREDICTION   ; //[nb_context] is always miss prediction
124  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_ADDRESS_SRC       ; //[nb_context]
125  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_ADDRESS_DEST_VAL  ; //[nb_context]
126  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_BRANCH_EVENT_ADDRESS_DEST      ; //[nb_context]
127
128    // ~~~~~[ Interface : "update" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
129  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_VAL                     ; //[nb_inst_update]
130  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_UPDATE_ACK                     ; //[nb_inst_update]
131  public    : SC_OUT(Tcontext_t         )  ** out_UPDATE_CONTEXT_ID              ; //[nb_inst_update]
132  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_MISS_PREDICTION         ; //[nb_inst_update]
133  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_DIRECTION_GOOD          ; //[nb_inst_update]
134  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_PREDICTION_IFETCH       ; //[nb_inst_update]
135  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_BTB_VAL                 ; //[nb_inst_update]
136  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_UPDATE_BTB_ADDRESS_SRC         ; //[nb_inst_update]
137  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_UPDATE_BTB_ADDRESS_DEST        ; //[nb_inst_update]
138  public    : SC_OUT(Tbranch_condition_t)  ** out_UPDATE_BTB_CONDITION           ; //[nb_inst_update]
139  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_DIR_VAL                 ; //[nb_inst_update]
140  public    : SC_OUT(Thistory_t         )  ** out_UPDATE_DIR_HISTORY             ; //[nb_inst_update]
141  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_VAL                 ; //[nb_inst_update]
142  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_FLUSH               ; //[nb_inst_update]
143  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_UPDATE_RAS_PUSH                ; //[nb_inst_update]
144  public    : SC_OUT(Taddress_t         )  ** out_UPDATE_RAS_ADDRESS             ; //[nb_inst_update]
145  public    : SC_OUT(Tptr_t             )  ** out_UPDATE_RAS_INDEX               ; //[nb_inst_update]
146
147    // ~~~~~[ Interface : "event" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
148  public    : SC_IN (Tcontrol_t         )  **  in_EVENT_VAL                      ; //[nb_context]
149  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_EVENT_ACK                      ; //[nb_context]
150  public    : SC_IN (Tevent_type_t      )  **  in_EVENT_TYPE                     ; //[nb_context]
151  public    : SC_IN (Tdepth_t           )  **  in_EVENT_DEPTH                    ; //[nb_context]
152
153    // ~~~~~[ Interface : "depth" ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
154  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DEPTH_VAL                      ; //[nb_context]
155  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DEPTH_CURRENT                  ; //[nb_context]
156  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DEPTH_MIN                      ; //[nb_context]
157  public    : SC_OUT(Tdepth_t           )  ** out_DEPTH_MAX                      ; //[nb_context]
158  public    : SC_OUT(Tcontrol_t         )  ** out_DEPTH_FULL                     ; //[nb_context]
159    // If DEPTH_CURRENT :
160    // equal at     DEPTH_MIN            -> not speculative
161    // not include ]DEPTH_MIN:DEPTH_MAX[ -> previous branch miss
162    //     include ]DEPTH_MIN:DEPTH_MAX[ -> speculative
163
164    // ~~~~~[ Component ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~   
165
166    // ~~~~~[ Register ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~   
167  private   : uint32_t                        reg_UPDATE_PRIORITY                ;
168                                                                                 
169  private   : ufpt_entry_t                 ** reg_UPDATE_FETCH_PREDICTION_TABLE  ; //[nb_context][size_ufpt_queue]
170  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_BOTTOM                    ; //[nb_context]
171  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_TOP                       ; //[nb_context]
172  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_UPDATE                    ; //[nb_context]
173  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_NB_NEED_UPDATE            ; //[nb_context]
174  private   : uint32_t                      * reg_UFPT_NB_UPDATE                 ; //[nb_context]
175                                                                                             
176  private   : upt_entry_t                  ** reg_UPDATE_PREDICTION_TABLE        ; //[nb_context][size_upt_queue]
177  private   : uint32_t                      * reg_UPT_BOTTOM                     ; //[nb_context]
178  private   : uint32_t                      * reg_UPT_TOP                        ; //[nb_context]
179  private   : uint32_t                      * reg_UPT_TOP_EVENT                  ; //[nb_context]
180  private   : uint32_t                      * reg_UPT_UPDATE                     ; //[nb_context]
181  private   : bool                          * reg_UPT_EMPTY                      ; //[nb_context]
182                                                                                             
183  private   : bool                          * reg_IS_ACCURATE                    ; //[nb_context]
184
185  private   : bool                          * reg_EVENT_VAL                      ; //[nb_context]
186  private   : uint32_t                      * reg_EVENT_UPT_PTR                  ; //[nb_context]
187  private   : bool                          * reg_EVENT_UPT_FULL                 ; //[nb_context]
188
189  private   : event_state_t                 * reg_EVENT_STATE                    ; //[nb_context]
190  private   : bool                          * reg_EVENT_IS_BRANCH                ; //[nb_context]
191  private   : Tdepth_t                      * reg_EVENT_DEPTH                    ; //[nb_context]
192  private   : Taddress_t                    * reg_EVENT_ADDRESS_SRC              ; //[nb_context] // Address branch
193  private   : Tcontrol_t                    * reg_EVENT_ADDRESS_DEST_VAL         ; //[nb_context] // if miss ifetch, decod issue branch, dest must be reload
194  private   : Taddress_t                    * reg_EVENT_ADDRESS_DEST             ; //[nb_context] // Address dest
195
196    // ~~~~~[ Internal ]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
197  private   : Tcontrol_t                    * internal_PREDICT_ACK                    ; //[nb_inst_predict]
198  private   : Tdepth_t                      * internal_PREDICT_UPDATE_PREDICTION_ID   ; //[nb_inst_predict]
199  private   : Tcontrol_t                    * internal_DECOD_ACK                      ; //[nb_inst_decod]
200  private   : uint32_t                      * internal_DECOD_UPT_PTR_WRITE            ; //[nb_inst_decod]
201  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_ACK            ; //[nb_inst_branch_complete]
202  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_MISS_PREDICTION; //[nb_inst_branch_complete]
203  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_TAKE           ; //[nb_inst_branch_complete]
204  private   : Taddress_t                    * internal_BRANCH_COMPLETE_ADDRESS_DEST   ; //[nb_inst_branch_complete]
205  private   : Tcontrol_t                    * internal_BRANCH_EVENT_VAL               ; //[nb_context]
206  private   : Tdepth_t                      * internal_BRANCH_EVENT_DEPTH             ; //[nb_context]
207  private   : Tcontrol_t                    * internal_UPDATE_VAL                     ; //[nb_inst_update]
208  private   : Tcontrol_t                    * internal_UPDATE_VAL_WITHOUT_ACK         ; //[nb_inst_update]
209  private   : Tcontext_t                    * internal_UPDATE_CONTEXT_ID              ; //[nb_inst_update]
210  private   : bool                          * internal_UPDATE_FROM_UFPT               ; //[nb_inst_update]
211  private   : Tdepth_t                      * internal_UPDATE_DEPTH                   ; //[nb_inst_update]
212  private   : bool                          * internal_UPDATE_RAS                     ; //[nb_inst_update]
213  private   : Tcontrol_t                    * internal_EVENT_ACK                      ; //[nb_context]
214
215#if defined(DEBUG) and defined(DEBUG_Update_Prediction_Table) and (DEBUG_Update_Prediction_Table == true)
216  private   : std::ofstream                 * branchement_log_file;
217#endif
218
219#endif
220
221    // -----[ Methods ]---------------------------------------------------
222
223#ifdef SYSTEMC
224    SC_HAS_PROCESS (Update_Prediction_Table);
225#endif
226  public  :          Update_Prediction_Table             
227  (
228#ifdef SYSTEMC
229   sc_module_name                                name,
230#else                                         
231   std::string                                   name,
232#endif                                         
233#ifdef STATISTICS
234   morpheo::behavioural::Parameters_Statistics * param_statistics,
235#endif
236   Parameters                                  * param,
237   morpheo::behavioural::Tusage_t                usage
238   );
239  public  :          ~Update_Prediction_Table             (void);
240                                               
241  private : void        allocation                (
242#ifdef STATISTICS
243                                                   morpheo::behavioural::Parameters_Statistics * param_statistics
244#else
245                                                   void
246#endif
247                                                   );
248  private : void        deallocation              (void);
249                                               
250#ifdef SYSTEMC                                 
251  public  : void        transition                (void);
252  public  : void        genMoore                  (void);
253  public  : void        genMealy_predict          (void);
254  public  : void        genMealy_decod            (void);
255  public  : void        genMealy_branch_complete  (void);
256//public  : void        genMealy_update           (void);
257#endif                                         
258
259#if VHDL                                       
260  public  : void        vhdl                      (void);
261  private : void        vhdl_declaration          (Vhdl * & vhdl);
262  private : void        vhdl_body                 (Vhdl * & vhdl);
263#endif                                         
264
265#ifdef STATISTICS
266  public  : void        statistics_allocation     (morpheo::behavioural::Parameters_Statistics * param_statistics);
267  public  : void        statistics_deallocation   (void);
268#endif
269#if defined(STATISTICS) or defined(VHDL_TESTBENCH)
270  private : void        end_cycle                 (void);
271#endif
272  };
273
274}; // end namespace update_prediction_table
275}; // end namespace prediction_unit
276}; // end namespace front_end
277}; // end namespace multi_front_end
278}; // end namespace core
279
280}; // end namespace behavioural
281}; // end namespace morpheo             
282
283#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.