source: branches/v5/modules/vci_cc_vcache_wrapper/caba/source/src/vci_cc_vcache_wrapper.cpp @ 304

Last change on this file since 304 was 304, checked in by joannou, 11 years ago

Bug fixing in vci_cc_vcache_wrapper component :

  • In TGT_RSP_DCACHE, using r_dcache_tgt_need_rsp instead of r_icache_tgt_need_rsp to check the need for a VCI response
  • In ICACHE_CC_CLACK, reinitializing r_cleanup_icache_req to false
  • In ICACHE_CC_CHECK, now testing if we come from ICACHE_MISS_DIR_UPDT for matching pending miss test
  • In DCACHE_IDLE,
    • using r_dcache_wbuf_req instead of r_dcache_updt_req for P1 wbuf update handling
    • moving initialization of r_dcache_save_* registers up right after the test for a valid processor request (so they are available when handling

all types of requests)

  • adding test for "not wbuf_write_miss" (waiting for the pipeline to be empty) to enter the itlb miss request handling
  • In DCACHE_TLB_PTE1_GET, initializing r_dcache_save_paddr before calling the MISS handling sub fsm
  • In DCACHE_TLB_PTE2_GET, initializing r_dcache_save_paddr before calling the MISS handling sub fsm
  • In DCACHE_MISS_SELECT, initializing r_dcache_miss_clack to true (reset to false in DCAHCE_CC_CLACK)
  • DCACHE_MISS_DIR_UPDT,
    • using r_dcache_cleanup_req instead of r_icache_cleanup_req
    • using r_dcache_save_paddr instead of r_dcache_vci_paddr
    • correcting the state written in the cache directory from ZOMBI to VALID when switching a slot to valid state
  • In DCACHE_CC_CLACK, reinitializing r_cleanup_dcache_req to false
  • In DCACHE_CC_CHECK, now testing if we come from DCACHE_MISS_DIR_UPDT for matching pending miss test
  • In CMD_IDLE,
    • adding a dcache_unc_req variable
    • updating the icache_miss_req variable : now taking unc requests into account
    • correcting the icache_miss_req variable : getting rid of the "not" before the r_vci_cmd_imiss_prio
    • updating data read unc test : now testing for a write buffer hit or miss
    • moved data linked load request in 3rd priority position
  • In CLEANUP_CMD_DATA_IDLE, adding parenthesis for the left shift on r_icache_cleanup_way
  • In CLEANUP_CMD_INS_IDLE, adding parenthesis for the left shift on r_icache_cleanup_way
  • Corrected some debug info (bad state names were displayed)
File size: 217.8 KB
Line 
1/* -*- c++ -*-
2 * File : vci_cc_vcache_wrapper.cpp
3 * Copyright (c) UPMC, Lip6, SoC
4 * Authors : Alain GREINER, Yang GAO
5 *
6 * SOCLIB_LGPL_HEADER_BEGIN
7 *
8 * This file is part of SoCLib, GNU LGPLv2.1.
9 *
10 * SoCLib is free software; you can redistribute it and/or modify it
11 * under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
12 * by the Free Software Foundation; version 2.1 of the License.
13 *
14 * SoCLib is distributed in the hope that it will be useful, but
15 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17 * Lesser General Public License for more details.
18 *
19 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20 * License along with SoCLib; if not, write to the Free Software
21 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
22 * 02110-1301 USA
23 *
24 * SOCLIB_LGPL_HEADER_END
25 *
26 * Maintainers: cesar.fuguet-tortolero@lip6.fr
27 *              alexandre.joannou@lip6.fr
28 */
29
30#include <cassert>
31#include "arithmetics.h"
32#include "../include/vci_cc_vcache_wrapper.h"
33
34#define DEBUG_DCACHE            1
35#define DEBUG_ICACHE            1
36#define DEBUG_CLEANUP           0
37
38namespace soclib { 
39namespace caba {
40
41namespace {
42const char *icache_fsm_state_str[] = {
43        "ICACHE_IDLE",
44     
45        "ICACHE_XTN_TLB_FLUSH", 
46        "ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH", 
47        "ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO", 
48        "ICACHE_XTN_TLB_INVAL", 
49        "ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_VA",
50        "ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_PA",
51        "ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_GO",
52
53        "ICACHE_TLB_WAIT",
54
55        "ICACHE_MISS_SELECT",
56        "ICACHE_MISS_CLEAN",
57        "ICACHE_MISS_WAIT",
58        "ICACHE_MISS_DATA_UPDT",
59        "ICACHE_MISS_DIR_UPDT",
60
61        "ICACHE_UNC_WAIT", 
62
63        "ICACHE_CC_CLACK", 
64        "ICACHE_CC_CHECK", 
65        "ICACHE_CC_INVAL", 
66        "ICACHE_CC_UPDT", 
67        "ICACHE_CC_BROADCAST",
68    };
69
70const char *dcache_fsm_state_str[] = {
71        "DCACHE_IDLE",       
72
73        "DCACHE_TLB_MISS",
74        "DCACHE_TLB_PTE1_GET",
75        "DCACHE_TLB_PTE1_SELECT", 
76        "DCACHE_TLB_PTE1_UPDT", 
77        "DCACHE_TLB_PTE2_GET", 
78        "DCACHE_TLB_PTE2_SELECT",
79        "DCACHE_TLB_PTE2_UPDT",   
80        "DCACHE_TLB_LR_UPDT",
81        "DCACHE_TLB_LR_WAIT",
82        "DCACHE_TLB_RETURN",
83
84        "DCACHE_XTN_SWITCH", 
85        "DCACHE_XTN_SYNC", 
86        "DCACHE_XTN_IC_INVAL_VA",
87        "DCACHE_XTN_IC_FLUSH", 
88        "DCACHE_XTN_IC_INVAL_PA",
89        "DCACHE_XTN_IT_INVAL",
90        "DCACHE_XTN_DC_FLUSH", 
91        "DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO", 
92        "DCACHE_XTN_DC_INVAL_VA",
93        "DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA",
94        "DCACHE_XTN_DC_INVAL_END",
95        "DCACHE_XTN_DC_INVAL_GO",
96        "DCACHE_XTN_DT_INVAL",
97
98        "DCACHE_DIRTY_PTE_GET",
99        "DCACHE_DIRTY_WAIT", 
100
101        "DCACHE_MISS_SELECT",
102        "DCACHE_MISS_CLEAN",
103        "DCACHE_MISS_WAIT", 
104        "DCACHE_MISS_DATA_UPDT", 
105        "DCACHE_MISS_DIR_UPDT", 
106
107        "DCACHE_UNC_WAIT",   
108        "DCACHE_LL_WAIT",   
109        "DCACHE_SC_WAIT",   
110
111        "DCACHE_CC_CLACK",
112        "DCACHE_CC_CHECK",
113        "DCACHE_CC_INVAL",
114        "DCACHE_CC_UPDT",
115        "DCACHE_CC_BROADCAST",
116
117        "DCACHE_INVAL_TLB_SCAN",
118    };
119
120const char *cmd_fsm_state_str[] = {
121        "CMD_IDLE",           
122        "CMD_INS_MISS",     
123        "CMD_INS_UNC",     
124        "CMD_DATA_MISS",   
125        "CMD_DATA_UNC",     
126        "CMD_DATA_WRITE", 
127        "CMD_DATA_LL",
128        "CMD_DATA_SC",
129        "CMD_DATA_CAS", 
130    };
131
132const char *rsp_fsm_state_str[] = {
133        "RSP_IDLE",                 
134        "RSP_INS_MISS",   
135        "RSP_INS_UNC",           
136        "RSP_DATA_MISS",             
137        "RSP_DATA_UNC",             
138        "RSP_DATA_LL",
139        "RSP_DATA_WRITE",     
140    };
141
142const char *cleanup_fsm_state_str[] = {
143        "CLEANUP_DATA_IDLE",           
144        "CLEANUP_DATA_GO",   
145        "CLEANUP_INS_IDLE",     
146        "CLEANUP_INS_GO",     
147    };
148
149const char *tgt_fsm_state_str[] = {
150        "TGT_IDLE",
151        "TGT_UPDT_WORD",
152        "TGT_UPDT_DATA",
153        "TGT_REQ_BROADCAST",
154        "TGT_REQ_ICACHE",
155        "TGT_REQ_DCACHE",
156        "TGT_RSP_BROADCAST",
157        "TGT_RSP_ICACHE",
158        "TGT_RSP_DCACHE",
159    }; 
160}
161
162#define tmpl(...)  template<typename vci_param, typename iss_t> __VA_ARGS__ VciCcVCacheWrapper<vci_param, iss_t>
163
164using soclib::common::uint32_log2;
165
166/////////////////////////////////
167tmpl(/**/)::VciCcVCacheWrapper(
168    sc_module_name                      name,
169    int                                 proc_id,
170    const soclib::common::MappingTable  &mtd,
171    const soclib::common::MappingTable  &mtc,
172    const soclib::common::IntTab        &initiator_index_d,
173    const soclib::common::IntTab        &initiator_index_c,
174    const soclib::common::IntTab        &target_index_c,
175    size_t                              itlb_ways,
176    size_t                              itlb_sets,
177    size_t                              dtlb_ways,
178    size_t                              dtlb_sets,
179    size_t                              icache_ways,
180    size_t                              icache_sets,
181    size_t                              icache_words,
182    size_t                              dcache_ways,
183    size_t                              dcache_sets,
184    size_t                              dcache_words,
185    size_t                              wbuf_nlines, 
186    size_t                              wbuf_nwords, 
187    size_t                              x_width,
188    size_t                              y_width,
189    uint32_t                    memory_cache_local_id,
190    uint32_t                    max_frozen_cycles,
191    uint32_t                    debug_start_cycle,
192    bool                                debug_ok)
193    : soclib::caba::BaseModule(name),
194
195      p_clk("clk"),
196      p_resetn("resetn"),
197      p_vci_ini_d("vci_ini_d"),
198      p_vci_ini_c("vci_ini_c"),
199      p_vci_tgt_c("vci_tgt_d"),
200
201      m_cacheability_table(mtd.getCacheabilityTable()),
202      m_segment(mtc.getSegment(target_index_c)),
203      m_srcid_d(mtd.indexForId(initiator_index_d)),
204      m_srcid_c(mtc.indexForId(initiator_index_c)),
205
206      m_itlb_ways(itlb_ways),
207      m_itlb_sets(itlb_sets),
208
209      m_dtlb_ways(dtlb_ways),
210      m_dtlb_sets(dtlb_sets),
211
212      m_icache_ways(icache_ways),
213      m_icache_sets(icache_sets),
214      m_icache_yzmask((~0)<<(uint32_log2(icache_words) + 2)),
215      m_icache_words(icache_words),
216
217      m_dcache_ways(dcache_ways),
218      m_dcache_sets(dcache_sets),
219      m_dcache_yzmask((~0)<<(uint32_log2(dcache_words) + 2)),
220      m_dcache_words(dcache_words),
221
222      m_x_width(x_width),
223      m_y_width(y_width),
224
225      m_memory_cache_local_id(memory_cache_local_id),     
226      m_proc_id(proc_id),
227      m_max_frozen_cycles(max_frozen_cycles),
228      m_paddr_nbits(vci_param::N),
229
230      m_debug_start_cycle(debug_start_cycle),
231      m_debug_ok(debug_ok),
232
233      r_mmu_ptpr("r_mmu_ptpr"),
234      r_mmu_mode("r_mmu_mode"),
235      r_mmu_word_lo("r_mmu_word_lo"),
236      r_mmu_word_hi("r_mmu_word_hi"),
237      r_mmu_ibvar("r_mmu_ibvar"),
238      r_mmu_dbvar("r_mmu_dbvar"),
239      r_mmu_ietr("r_mmu_ietr"),
240      r_mmu_detr("r_mmu_detr"),
241
242      r_icache_fsm("r_icache_fsm"),
243      r_icache_fsm_save("r_icache_fsm_save"),
244      r_icache_vci_paddr("r_icache_vci_paddr"),
245      r_icache_vaddr_save("r_icache_vaddr_save"),
246
247      r_icache_miss_way("r_icache_miss_way"),
248      r_icache_miss_set("r_icache_miss_set"),
249      r_icache_miss_word("r_icache_miss_word"),
250      r_icache_miss_inval("r_icache_miss_inval"),
251      r_icache_miss_clack("r_icache_miss_clack"),
252
253      r_icache_cc_way("r_icache_cc_way"),
254      r_icache_cc_set("r_icache_cc_set"),
255      r_icache_cc_word("r_icache_cc_word"),
256
257      r_icache_flush_count("r_icache_flush_count"),
258
259      r_icache_miss_req("r_icache_miss_req"),
260      r_icache_unc_req("r_icache_unc_req"),
261
262      r_icache_tlb_miss_req("r_icache_tlb_read_req"),
263      r_icache_tlb_rsp_error("r_icache_tlb_rsp_error"),
264
265      r_icache_cleanup_req("r_icache_cleanup_req"),
266      r_icache_cleanup_line("r_icache_cleanup_line"),
267
268      r_dcache_fsm("r_dcache_fsm"),
269      r_dcache_fsm_cc_save("r_dcache_fsm_cc_save"),
270      r_dcache_fsm_scan_save("r_dcache_fsm_scan_save"),
271
272      r_dcache_wbuf_req("r_dcache_wbuf_req"),
273      r_dcache_updt_req("r_dcache_updt_req"),
274      r_dcache_save_vaddr("r_dcache_save_vaddr"),
275      r_dcache_save_wdata("r_dcache_save_wdata"),
276      r_dcache_save_be("r_dcache_save_be"),
277      r_dcache_save_paddr("r_dcache_save_paddr"),
278      r_dcache_save_cacheable("r_dcache_save_cacheable"), 
279      r_dcache_save_cache_way("r_dcache_save_cache_way"), 
280      r_dcache_save_cache_set("r_dcache_save_cache_set"), 
281      r_dcache_save_cache_word("r_dcache_save_cache_word"), 
282
283      r_dcache_dirty_paddr("r_dcache_dirty_paddr"),
284      r_dcache_dirty_way("r_dcache_dirty_way"),
285      r_dcache_dirty_set("r_dcache_dirty_set"),
286
287      r_dcache_vci_paddr("r_dcache_vci_paddr"),
288      r_dcache_vci_miss_req("r_dcache_vci_miss_req"),
289      r_dcache_vci_unc_req("r_dcache_vci_unc_req"),
290      r_dcache_vci_unc_be("r_dcache_vci_unc_be"),
291      r_dcache_vci_cas_req("r_dcache_vci_cas_req"),
292      r_dcache_vci_cas_old("r_dcache_vci_cas_old"),
293      r_dcache_vci_cas_new("r_dcache_vci_cas_new"),
294      r_dcache_vci_ll_req("r_dcache_vci_ll_req"),
295      r_dcache_vci_sc_req("r_dcache_vci_sc_req"),
296      r_dcache_vci_sc_data("r_dcache_vci_sc_data"),
297
298      r_dcache_xtn_way("r_dcache_xtn_way"),
299      r_dcache_xtn_set("r_dcache_xtn_set"),
300
301      r_dcache_pending_unc_write("r_dcache_pending_unc_write"),
302
303      r_dcache_miss_type("r_dcache_miss_type"),
304      r_dcache_miss_word("r_dcache_miss_word"),
305      r_dcache_miss_way("r_dcache_miss_way"),
306      r_dcache_miss_set("r_dcache_miss_set"),
307      r_dcache_miss_inval("r_dcache_miss_inval"),
308
309      r_dcache_cc_way("r_dcache_cc_way"),
310      r_dcache_cc_set("r_dcache_cc_set"),
311      r_dcache_cc_word("r_dcache_cc_word"),
312
313      r_dcache_flush_count("r_dcache_flush_count"),
314
315      r_dcache_ll_rsp_count("r_dcache_ll_rsp_count"),
316
317      r_dcache_tlb_vaddr("r_dcache_tlb_vaddr"),
318      r_dcache_tlb_ins("r_dcache_tlb_ins"),
319      r_dcache_tlb_pte_flags("r_dcache_tlb_pte_flags"),
320      r_dcache_tlb_pte_ppn("r_dcache_tlb_pte_ppn"),
321      r_dcache_tlb_cache_way("r_dcache_tlb_cache_way"),
322      r_dcache_tlb_cache_set("r_dcache_tlb_cache_set"),
323      r_dcache_tlb_cache_word("r_dcache_tlb_cache_word"),
324      r_dcache_tlb_way("r_dcache_tlb_way"),
325      r_dcache_tlb_set("r_dcache_tlb_set"),
326
327      r_dcache_tlb_inval_line("r_dcache_tlb_inval_line"),
328      r_dcache_tlb_inval_set("r_dcache_tlb_inval_set"),
329
330      r_dcache_xtn_req("r_dcache_xtn_req"),
331      r_dcache_xtn_opcode("r_dcache_xtn_opcode"),
332
333      r_dcache_cleanup_req("r_dcache_cleanup_req"),
334      r_dcache_cleanup_line("r_dcache_cleanup_line"),
335
336      r_vci_cmd_fsm("r_vci_cmd_fsm"),
337      r_vci_cmd_min("r_vci_cmd_min"),
338      r_vci_cmd_max("r_vci_cmd_max"),
339      r_vci_cmd_cpt("r_vci_cmd_cpt"),
340      r_vci_cmd_imiss_prio("r_vci_cmd_imiss_prio"),
341
342      r_vci_rsp_fsm("r_vci_rsp_fsm"),
343      r_vci_rsp_cpt("r_vci_rsp_cpt"),
344      r_vci_rsp_ins_error("r_vci_rsp_ins_error"),
345      r_vci_rsp_data_error("r_vci_rsp_data_error"),
346      r_vci_rsp_fifo_icache("r_vci_rsp_fifo_icache", 2),        // 2 words depth
347      r_vci_rsp_fifo_dcache("r_vci_rsp_fifo_dcache", 2),        // 2 words depth
348
349      r_cleanup_cmd_fsm("r_cleanup_cmd_fsm"),
350      r_cleanup_cmd_trdid("r_cleanup_cmd_trdid"),
351
352      r_cleanup_rsp_fsm("r_cleanup_rsp_fsm"),
353      r_cleanup_icache_req("r_cleanup_icache_req"),
354      r_cleanup_icache_way("r_cleanup_icache_way"),
355      r_cleanup_icache_set("r_cleanup_icache_set"),
356      r_cleanup_dcache_req("r_cleanup_dcache_req"),
357      r_cleanup_dcache_way("r_cleanup_dcache_way"),
358      r_cleanup_dcache_set("r_cleanup_dcache_set"),
359
360      r_tgt_fsm("r_tgt_fsm"),
361      r_tgt_paddr("r_tgt_paddr"),
362      r_tgt_word_count("r_tgt_word_count"),
363      r_tgt_word_min("r_tgt_word_min"),
364      r_tgt_word_max("r_tgt_word_max"),
365      r_tgt_cc_type("r_tgt_cc_type"),
366      r_tgt_srcid("r_tgt_srcid"),
367      r_tgt_pktid("r_tgt_pktid"),
368      r_tgt_trdid("r_tgt_trdid"),
369
370      r_tgt_icache_req("r_tgt_icache_req"),
371      r_tgt_dcache_req("r_tgt_dcache_req"),
372      r_icache_tgt_need_rsp("r_icache_tgt_need_rsp"),
373      r_dcache_tgt_need_rsp("r_dcache_tgt_need_rsp"),
374
375      r_iss(this->name(), proc_id),
376      r_wbuf("wbuf", wbuf_nwords, wbuf_nlines, dcache_words ),
377      r_icache("icache", icache_ways, icache_sets, icache_words),
378      r_dcache("dcache", dcache_ways, dcache_sets, dcache_words),
379      r_itlb("itlb", proc_id, itlb_ways,itlb_sets,vci_param::N),
380      r_dtlb("dtlb", proc_id, dtlb_ways,dtlb_sets,vci_param::N)
381{
382    assert( ((icache_words*vci_param::B) < (1<<vci_param::K)) and
383             "Need more PLEN bits.");
384
385    assert( (vci_param::T > 2) and ((1<<(vci_param::T-1)) >= (wbuf_nlines)) and
386             "Need more TRDID bits.");
387
388    assert( (icache_words == dcache_words) and
389             "icache_words and dcache_words parameters must be equal");
390
391    assert( (itlb_sets == dtlb_sets) and
392             "itlb_sets and dtlb_sets parameters must be etqual");
393
394    assert( (itlb_ways == dtlb_ways) and
395             "itlb_ways and dtlb_ways parameters must be etqual");
396
397    r_mmu_params = (uint32_log2(m_dtlb_ways)   << 29)   | (uint32_log2(m_dtlb_sets)   << 25) |
398                   (uint32_log2(m_dcache_ways) << 22)   | (uint32_log2(m_dcache_sets) << 18) |
399                   (uint32_log2(m_itlb_ways)   << 15)   | (uint32_log2(m_itlb_sets)   << 11) |
400                   (uint32_log2(m_icache_ways) << 8)    | (uint32_log2(m_icache_sets) << 4)  |
401                   (uint32_log2(m_icache_words<<2));
402
403    r_mmu_release = (uint32_t)(1 << 16) | 0x1;
404
405    r_tgt_buf             = new uint32_t[dcache_words];
406    r_tgt_be              = new vci_be_t[dcache_words];
407    r_dcache_in_tlb       = new bool[dcache_ways*dcache_sets];         
408    r_dcache_contains_ptd = new bool[dcache_ways*dcache_sets];         
409
410    SC_METHOD(transition);
411    dont_initialize();
412    sensitive << p_clk.pos();
413 
414    SC_METHOD(genMoore);
415    dont_initialize();
416    sensitive << p_clk.neg();
417
418    typename iss_t::CacheInfo cache_info;
419    cache_info.has_mmu = true;
420    cache_info.icache_line_size = icache_words*sizeof(uint32_t);
421    cache_info.icache_assoc = icache_ways;
422    cache_info.icache_n_lines = icache_sets;
423    cache_info.dcache_line_size = dcache_words*sizeof(uint32_t);
424    cache_info.dcache_assoc = dcache_ways;
425    cache_info.dcache_n_lines = dcache_sets;
426    r_iss.setCacheInfo(cache_info);
427}
428
429/////////////////////////////////////
430tmpl(/**/)::~VciCcVCacheWrapper()
431/////////////////////////////////////
432{
433    delete [] r_tgt_be;
434    delete [] r_tgt_buf;
435    delete [] r_dcache_in_tlb;         
436    delete [] r_dcache_contains_ptd;     
437}
438
439////////////////////////
440tmpl(void)::print_cpi()
441////////////////////////
442{
443    std::cout << name() << " CPI = " 
444        << (float)m_cpt_total_cycles/(m_cpt_total_cycles - m_cpt_frz_cycles) << std::endl ;
445}
446
447////////////////////////////////////
448tmpl(void)::print_trace(size_t mode)
449////////////////////////////////////
450{
451    // b0 : write buffer trace
452    // b1 : write buffer verbose
453    // b2 : dcache trace
454    // b3 : icache trace
455    // b4 : dtlb trace
456    // b5 : itlb trace
457
458    std::cout << std::dec << "PROC " << name() << std::endl;
459
460    std::cout << "  " << m_ireq << std::endl;
461    std::cout << "  " << m_irsp << std::endl;
462    std::cout << "  " << m_dreq << std::endl;
463    std::cout << "  " << m_drsp << std::endl;
464
465    std::cout << "  " << icache_fsm_state_str[r_icache_fsm.read()]
466              << " | " << dcache_fsm_state_str[r_dcache_fsm.read()]
467              << " | " << cmd_fsm_state_str[r_vci_cmd_fsm.read()]
468              << " | " << rsp_fsm_state_str[r_vci_rsp_fsm.read()]
469              << " | " << tgt_fsm_state_str[r_tgt_fsm.read()] 
470              << " | " << cleanup_fsm_state_str[r_cleanup_cmd_fsm.read()];
471    if (r_dcache_updt_req.read() ) std::cout << " | P1_UPDT";
472    if (r_dcache_wbuf_req.read() ) std::cout << " | P1_WBUF";
473    std::cout << std::endl;
474
475    if(mode & 0x01)
476    {
477        r_wbuf.printTrace((mode>>1)&1);
478    }
479    if(mode & 0x04)
480    {
481        std::cout << "  Data Cache" << std::endl;
482        r_dcache.printTrace();
483    }
484    if(mode & 0x08)
485    {
486        std::cout << "  Instruction Cache" << std::endl;
487        r_icache.printTrace();
488    }
489    if(mode & 0x10)
490    {
491        std::cout << "  Data TLB" << std::endl;
492        r_dtlb.printTrace();
493    }
494    if(mode & 0x20)
495    {
496        std::cout << "  Instruction TLB" << std::endl;
497        r_itlb.printTrace();
498    }
499}
500
501//////////////////////////////////////////
502tmpl(void)::cache_monitor( paddr_t addr )
503//////////////////////////////////////////
504{ 
505    size_t      cache_way;
506    size_t      cache_set;
507    size_t      cache_word;
508    uint32_t    cache_rdata;
509    bool        cache_hit = r_dcache.read_neutral( addr,
510                                           &cache_rdata,
511                                           &cache_way,
512                                           &cache_set,
513                                           &cache_word );
514    bool        icache_hit = r_icache.read_neutral( addr,
515                                           &cache_rdata,
516                                           &cache_way,
517                                           &cache_set,
518                                           &cache_word );
519    if ( cache_hit != m_debug_previous_hit )
520    {
521        std::cout << "PROC " << name() 
522                  << " dcache change at cycle " << std::dec << m_cpt_total_cycles
523                  << " for adresse " << std::hex << addr
524                  << " / HIT = " << std::dec << cache_hit << std::endl;
525        m_debug_previous_hit = cache_hit;
526    }
527    if ( icache_hit != m_idebug_previous_hit )
528    {
529        std::cout << "PROC " << name() 
530                  << " icache change at cycle " << std::dec << m_cpt_total_cycles
531                  << " for adresse " << std::hex << addr
532                  << " / HIT = " << icache_hit << std::endl;
533        m_idebug_previous_hit = icache_hit;
534    }
535}
536
537/*
538////////////////////////
539tmpl(void)::print_stats()
540////////////////////////
541{
542    float run_cycles = (float)(m_cpt_total_cycles - m_cpt_frz_cycles);
543    std::cout << name() << std::endl
544        << "- CPI                    = " << (float)m_cpt_total_cycles/run_cycles << std::endl
545        << "- READ RATE              = " << (float)m_cpt_read/run_cycles << std::endl
546        << "- WRITE RATE             = " << (float)m_cpt_write/run_cycles << std::endl
547        << "- IMISS_RATE             = " << (float)m_cpt_ins_miss/m_cpt_ins_read << std::endl
548        << "- DMISS RATE             = " << (float)m_cpt_data_miss/(m_cpt_read-m_cpt_unc_read) << std::endl 
549        << "- INS MISS COST          = " << (float)m_cost_ins_miss_frz/m_cpt_ins_miss << std::endl     
550        << "- DATA MISS COST         = " << (float)m_cost_data_miss_frz/m_cpt_data_miss << std::endl
551        << "- WRITE COST             = " << (float)m_cost_write_frz/m_cpt_write << std::endl       
552        << "- UNC COST               = " << (float)m_cost_unc_read_frz/m_cpt_unc_read << std::endl
553        << "- UNCACHED READ RATE     = " << (float)m_cpt_unc_read/m_cpt_read << std::endl
554        << "- CACHED WRITE RATE      = " << (float)m_cpt_write_cached/m_cpt_write << std::endl
555        << "- INS TLB MISS RATE      = " << (float)m_cpt_ins_tlb_miss/m_cpt_ins_tlb_read << std::endl
556        << "- DATA TLB MISS RATE     = " << (float)m_cpt_data_tlb_miss/m_cpt_data_tlb_read << std::endl
557        << "- ITLB MISS COST         = " << (float)m_cost_ins_tlb_miss_frz/m_cpt_ins_tlb_miss << std::endl
558        << "- DTLB MISS COST         = " << (float)m_cost_data_tlb_miss_frz/m_cpt_data_tlb_miss << std::endl   
559        << "- ITLB UPDATE ACC COST   = " << (float)m_cost_ins_tlb_update_acc_frz/m_cpt_ins_tlb_update_acc << std::endl
560        << "- DTLB UPDATE ACC COST   = " << (float)m_cost_data_tlb_update_acc_frz/m_cpt_data_tlb_update_acc << std::endl
561        << "- DTLB UPDATE DIRTY COST = " << (float)m_cost_data_tlb_update_dirty_frz/m_cpt_data_tlb_update_dirty << std::endl
562        << "- ITLB HIT IN DCACHE RATE= " << (float)m_cpt_ins_tlb_hit_dcache/m_cpt_ins_tlb_miss << std::endl
563        << "- DTLB HIT IN DCACHE RATE= " << (float)m_cpt_data_tlb_hit_dcache/m_cpt_data_tlb_miss << std::endl
564        << "- DCACHE FROZEN BY ITLB  = " << (float)m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz/m_cpt_dcache_frz_cycles << std::endl
565        << "- DCACHE FOR TLB %       = " << (float)m_cpt_tlb_occup_dcache/(m_dcache_ways*m_dcache_sets) << std::endl
566        << "- NB CC BROADCAST        = " << m_cpt_cc_broadcast << std::endl
567        << "- NB CC UPDATE DATA      = " << m_cpt_cc_update_data << std::endl
568        << "- NB CC INVAL DATA       = " << m_cpt_cc_inval_data << std::endl
569        << "- NB CC INVAL INS        = " << m_cpt_cc_inval_ins << std::endl
570        << "- CC BROADCAST COST      = " << (float)m_cost_broadcast_frz/m_cpt_cc_broadcast << std::endl
571        << "- CC UPDATE DATA COST    = " << (float)m_cost_updt_data_frz/m_cpt_cc_update_data << std::endl
572        << "- CC INVAL DATA COST     = " << (float)m_cost_inval_data_frz/m_cpt_cc_inval_data << std::endl
573        << "- CC INVAL INS COST      = " << (float)m_cost_inval_ins_frz/m_cpt_cc_inval_ins << std::endl
574        << "- NB CC CLEANUP DATA     = " << m_cpt_cc_cleanup_data << std::endl
575        << "- NB CC CLEANUP INS      = " << m_cpt_cc_cleanup_ins << std::endl
576        << "- IMISS TRANSACTION      = " << (float)m_cost_imiss_transaction/m_cpt_imiss_transaction << std::endl
577        << "- DMISS TRANSACTION      = " << (float)m_cost_dmiss_transaction/m_cpt_dmiss_transaction << std::endl
578        << "- UNC TRANSACTION        = " << (float)m_cost_unc_transaction/m_cpt_unc_transaction << std::endl
579        << "- WRITE TRANSACTION      = " << (float)m_cost_write_transaction/m_cpt_write_transaction << std::endl
580        << "- WRITE LENGTH           = " << (float)m_length_write_transaction/m_cpt_write_transaction << std::endl
581        << "- ITLB MISS TRANSACTION  = " << (float)m_cost_itlbmiss_transaction/m_cpt_itlbmiss_transaction << std::endl
582        << "- DTLB MISS TRANSACTION  = " << (float)m_cost_dtlbmiss_transaction/m_cpt_dtlbmiss_transaction << std::endl;
583}
584
585////////////////////////
586tmpl(void)::clear_stats()
587////////////////////////
588{
589    m_cpt_dcache_data_read  = 0;
590    m_cpt_dcache_data_write = 0;
591    m_cpt_dcache_dir_read   = 0;
592    m_cpt_dcache_dir_write  = 0;
593    m_cpt_icache_data_read  = 0;
594    m_cpt_icache_data_write = 0;
595    m_cpt_icache_dir_read   = 0;
596    m_cpt_icache_dir_write  = 0;
597   
598    m_cpt_frz_cycles        = 0;
599    m_cpt_dcache_frz_cycles = 0;
600    m_cpt_total_cycles      = 0;
601   
602    m_cpt_read         = 0;
603    m_cpt_write        = 0;
604    m_cpt_data_miss    = 0;
605    m_cpt_ins_miss     = 0;
606    m_cpt_unc_read     = 0;
607    m_cpt_write_cached = 0;
608    m_cpt_ins_read     = 0;
609   
610    m_cost_write_frz     = 0;
611    m_cost_data_miss_frz = 0;
612    m_cost_unc_read_frz  = 0;
613    m_cost_ins_miss_frz  = 0;
614   
615    m_cpt_imiss_transaction      = 0;
616    m_cpt_dmiss_transaction      = 0;
617    m_cpt_unc_transaction        = 0;
618    m_cpt_write_transaction      = 0;
619    m_cpt_icache_unc_transaction = 0;   
620   
621    m_cost_imiss_transaction      = 0;
622    m_cost_dmiss_transaction      = 0;
623    m_cost_unc_transaction        = 0;
624    m_cost_write_transaction      = 0;
625    m_cost_icache_unc_transaction = 0;
626    m_length_write_transaction    = 0;
627   
628    m_cpt_ins_tlb_read       = 0;             
629    m_cpt_ins_tlb_miss       = 0;             
630    m_cpt_ins_tlb_update_acc = 0;         
631   
632    m_cpt_data_tlb_read         = 0;           
633    m_cpt_data_tlb_miss         = 0;           
634    m_cpt_data_tlb_update_acc   = 0;       
635    m_cpt_data_tlb_update_dirty = 0;   
636    m_cpt_ins_tlb_hit_dcache    = 0;
637    m_cpt_data_tlb_hit_dcache   = 0;
638    m_cpt_ins_tlb_occup_cache   = 0;
639    m_cpt_data_tlb_occup_cache  = 0;
640   
641    m_cost_ins_tlb_miss_frz          = 0;     
642    m_cost_data_tlb_miss_frz         = 0;     
643    m_cost_ins_tlb_update_acc_frz    = 0;
644    m_cost_data_tlb_update_acc_frz   = 0;
645    m_cost_data_tlb_update_dirty_frz = 0;
646    m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz   = 0;
647    m_cost_data_tlb_occup_cache_frz  = 0;
648   
649    m_cpt_itlbmiss_transaction      = 0;   
650    m_cpt_itlb_ll_transaction       = 0; 
651    m_cpt_itlb_sc_transaction       = 0; 
652    m_cpt_dtlbmiss_transaction      = 0; 
653    m_cpt_dtlb_ll_transaction       = 0; 
654    m_cpt_dtlb_sc_transaction       = 0; 
655    m_cpt_dtlb_ll_dirty_transaction = 0; 
656    m_cpt_dtlb_sc_dirty_transaction = 0; 
657   
658    m_cost_itlbmiss_transaction      = 0;   
659    m_cost_itlb_ll_transaction       = 0; 
660    m_cost_itlb_sc_transaction       = 0; 
661    m_cost_dtlbmiss_transaction      = 0;   
662    m_cost_dtlb_ll_transaction       = 0;   
663    m_cost_dtlb_sc_transaction       = 0;   
664    m_cost_dtlb_ll_dirty_transaction = 0;   
665    m_cost_dtlb_sc_dirty_transaction = 0;
666
667    m_cpt_cc_update_data = 0;
668    m_cpt_cc_inval_ins   = 0;
669    m_cpt_cc_inval_data  = 0;
670    m_cpt_cc_broadcast   = 0;
671
672    m_cost_updt_data_frz  = 0;
673    m_cost_inval_ins_frz  = 0;
674    m_cost_inval_data_frz = 0;
675    m_cost_broadcast_frz  = 0;
676
677    m_cpt_cc_cleanup_data = 0;
678    m_cpt_cc_cleanup_ins  = 0;
679}
680
681*/
682
683/////////////////////////
684tmpl(void)::transition()
685/////////////////////////
686{
687    #define LLSCLocalTable GenericLLSCLocalTable<8000, 1, paddr_t, vci_trdid_t, vci_data_t>
688    if ( not p_resetn.read() ) 
689    {
690        r_iss.reset();
691        r_wbuf.reset();
692        r_icache.reset();
693        r_dcache.reset();
694        r_itlb.reset();   
695        r_dtlb.reset();   
696
697        r_dcache_fsm      = DCACHE_IDLE;
698        r_icache_fsm      = ICACHE_IDLE;
699        r_vci_cmd_fsm     = CMD_IDLE;
700        r_vci_rsp_fsm     = RSP_IDLE;
701        r_tgt_fsm         = TGT_IDLE;
702        r_cleanup_cmd_fsm = CLEANUP_CMD_DATA_IDLE;
703        r_cleanup_rsp_fsm = CLEANUP_RSP_IDLE;
704
705        // reset dcache directory extension
706        for (size_t i=0 ; i< m_dcache_ways*m_dcache_sets ; i++)
707        {
708            r_dcache_in_tlb[i]       = false;
709            r_dcache_contains_ptd[i] = false;
710        } 
711
712        // Response FIFOs and cleanup buffer
713        r_vci_rsp_fifo_icache.init();
714        r_vci_rsp_fifo_dcache.init();
715
716        // ICACHE & DCACHE activated
717        r_mmu_mode = 0x3;
718
719            // No request from ICACHE FSM to CMD FSM
720        r_icache_miss_req          = false;
721        r_icache_unc_req           = false;
722
723        // No request from ICACHE_FSM to DCACHE FSM
724        r_icache_tlb_miss_req      = false;     
725 
726        // No request from ICACHE_FSM to CLEANUP_CMD FSM
727        r_icache_cleanup_req       = false;     
728       
729        // No pending write in pipeline
730        r_dcache_wbuf_req          = false;
731        r_dcache_updt_req          = false;
732
733        // No request from DCACHE_FSM to CMD_FSM
734        r_dcache_vci_miss_req      = false;
735        r_dcache_vci_unc_req       = false;
736        r_dcache_vci_cas_req       = false;
737        r_dcache_vci_ll_req        = false;
738        r_dcache_vci_sc_req        = false;
739
740        // No uncacheable write pending
741        r_dcache_pending_unc_write = false;
742
743        // No processor XTN request pending
744        r_dcache_xtn_req           = false;
745
746        // No request from DCACHE FSM to CLEANUP_CMD FSM
747        r_dcache_cleanup_req      = false;
748
749        // No request from CLEANUP_RSP FSM to ICACHE/DCACHE FSMs
750        r_cleanup_icache_req      = false;
751        r_cleanup_dcache_req      = false;
752
753        // No request from TGT FSM to ICACHE/DCACHE FSMs
754        r_tgt_icache_req          = false;
755        r_tgt_dcache_req          = false;
756
757        // No pending cleanup after a replacement
758        r_icache_miss_clack        = false;
759        r_dcache_miss_clack        = false;
760
761        // No signalisation of a coherence request matching a pending miss
762        r_icache_miss_inval       = false;
763        r_dcache_miss_inval       = false;
764
765        // No signalisation  of errors
766        r_vci_rsp_ins_error       = false;
767        r_vci_rsp_data_error      = false;
768
769        // Debug variables
770        m_debug_previous_hit      = false;
771        m_idebug_previous_hit     = false;
772        m_debug_dcache_fsm            = false;
773        m_debug_icache_fsm            = false;
774        m_debug_cleanup_fsm       = false;
775
776        // activity counters
777        m_cpt_dcache_data_read  = 0;
778        m_cpt_dcache_data_write = 0;
779        m_cpt_dcache_dir_read   = 0;
780        m_cpt_dcache_dir_write  = 0;
781        m_cpt_icache_data_read  = 0;
782        m_cpt_icache_data_write = 0;
783        m_cpt_icache_dir_read   = 0;
784        m_cpt_icache_dir_write  = 0;
785
786        m_cpt_frz_cycles        = 0;
787        m_cpt_total_cycles      = 0;
788        m_cpt_stop_simulation   = 0;
789
790        m_cpt_data_miss         = 0;
791        m_cpt_ins_miss          = 0;
792        m_cpt_unc_read          = 0;
793        m_cpt_write_cached      = 0;
794        m_cpt_ins_read          = 0;
795
796        m_cost_write_frz        = 0;
797        m_cost_data_miss_frz    = 0;
798        m_cost_unc_read_frz     = 0;
799        m_cost_ins_miss_frz     = 0;
800
801        m_cpt_imiss_transaction = 0;
802        m_cpt_dmiss_transaction = 0;
803        m_cpt_unc_transaction   = 0;
804        m_cpt_write_transaction = 0;
805        m_cpt_icache_unc_transaction = 0;       
806
807        m_cost_imiss_transaction      = 0;
808        m_cost_dmiss_transaction      = 0;
809        m_cost_unc_transaction        = 0;
810        m_cost_write_transaction      = 0;
811        m_cost_icache_unc_transaction = 0;
812        m_length_write_transaction    = 0;
813
814        m_cpt_ins_tlb_read       = 0;             
815        m_cpt_ins_tlb_miss       = 0;             
816        m_cpt_ins_tlb_update_acc = 0;         
817
818        m_cpt_data_tlb_read         = 0;           
819        m_cpt_data_tlb_miss         = 0;           
820        m_cpt_data_tlb_update_acc   = 0;       
821        m_cpt_data_tlb_update_dirty = 0;   
822        m_cpt_ins_tlb_hit_dcache    = 0;
823        m_cpt_data_tlb_hit_dcache   = 0;
824        m_cpt_ins_tlb_occup_cache   = 0;
825        m_cpt_data_tlb_occup_cache  = 0;
826
827        m_cost_ins_tlb_miss_frz          = 0;     
828        m_cost_data_tlb_miss_frz         = 0;     
829        m_cost_ins_tlb_update_acc_frz    = 0;
830        m_cost_data_tlb_update_acc_frz   = 0;
831        m_cost_data_tlb_update_dirty_frz = 0;
832        m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz   = 0;
833        m_cost_data_tlb_occup_cache_frz  = 0;
834
835        m_cpt_ins_tlb_inval       = 0;           
836        m_cpt_data_tlb_inval      = 0;         
837        m_cost_ins_tlb_inval_frz  = 0;     
838        m_cost_data_tlb_inval_frz = 0;         
839
840        m_cpt_cc_broadcast   = 0;
841
842            m_cost_updt_data_frz  = 0;
843            m_cost_inval_ins_frz  = 0;
844            m_cost_inval_data_frz = 0;
845            m_cost_broadcast_frz  = 0;
846
847            m_cpt_cc_cleanup_data = 0;
848            m_cpt_cc_cleanup_ins  = 0;
849
850        m_cpt_itlbmiss_transaction      = 0;   
851        m_cpt_itlb_ll_transaction       = 0; 
852        m_cpt_itlb_sc_transaction       = 0; 
853        m_cpt_dtlbmiss_transaction      = 0; 
854        m_cpt_dtlb_ll_transaction       = 0; 
855        m_cpt_dtlb_sc_transaction       = 0; 
856        m_cpt_dtlb_ll_dirty_transaction = 0; 
857        m_cpt_dtlb_sc_dirty_transaction = 0; 
858 
859        m_cost_itlbmiss_transaction      = 0;   
860        m_cost_itlb_ll_transaction       = 0; 
861        m_cost_itlb_sc_transaction       = 0; 
862        m_cost_dtlbmiss_transaction      = 0;   
863        m_cost_dtlb_ll_transaction       = 0;   
864        m_cost_dtlb_sc_transaction       = 0;   
865        m_cost_dtlb_ll_dirty_transaction = 0;   
866        m_cost_dtlb_sc_dirty_transaction = 0;   
867/*
868        m_cpt_dcache_frz_cycles = 0;
869        m_cpt_read              = 0;
870        m_cpt_write             = 0;
871            m_cpt_cc_update_data = 0;
872            m_cpt_cc_inval_ins   = 0;
873            m_cpt_cc_inval_data  = 0;
874*/
875
876        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_icache      [i]   = 0;
877        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_dcache      [i]   = 0;
878        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_cmd         [i]   = 0;
879        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_rsp         [i]   = 0;
880        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_tgt         [i]   = 0;
881        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_cmd_cleanup [i]   = 0;
882        for (uint32_t i=0; i<32 ; ++i) m_cpt_fsm_rsp_cleanup [i]   = 0;
883
884        // init the llsc reservation buffer
885        r_dcache_llsc_valid = false;
886
887        return;
888    }
889
890    // Response FIFOs default values
891    bool       vci_rsp_fifo_icache_get       = false;
892    bool       vci_rsp_fifo_icache_put       = false;
893    uint32_t   vci_rsp_fifo_icache_data      = 0;
894
895    bool       vci_rsp_fifo_dcache_get       = false;
896    bool       vci_rsp_fifo_dcache_put       = false;
897    uint32_t   vci_rsp_fifo_dcache_data      = 0;
898
899#ifdef INSTRUMENTATION
900    m_cpt_fsm_dcache  [r_dcache_fsm.read() ] ++;
901    m_cpt_fsm_icache  [r_icache_fsm.read() ] ++;
902    m_cpt_fsm_cmd     [r_vci_cmd_fsm.read()] ++;
903    m_cpt_fsm_rsp     [r_vci_rsp_fsm.read()] ++;
904    m_cpt_fsm_tgt     [r_tgt_fsm.read()    ] ++;
905    m_cpt_fsm_cleanup [r_cleanup_cmd_fsm.read()] ++;
906#endif
907
908    m_cpt_total_cycles++;
909
910    m_debug_cleanup_fsm    = (m_cpt_total_cycles > m_debug_start_cycle) and m_debug_ok;
911    m_debug_icache_fsm     = (m_cpt_total_cycles > m_debug_start_cycle) and m_debug_ok;
912    m_debug_dcache_fsm     = (m_cpt_total_cycles > m_debug_start_cycle) and m_debug_ok;
913
914    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
915    //   TARGET TSM
916    // All VCI commands must be CMD_WRITE.
917    // - If the 2 LSB bits of the VCI address are 11, it is a broadcast request.
918    //   It is a multicast request otherwise.
919    // - For multicast requests, the ADDRESS[2] bit distinguishes DATA/INS
920    //   (0 for data / 1 for instruction), and the ADDRESS[3] bit distinguishes
921    //   INVAL/UPDATE (0 for invalidate / 1 for UPDATE).
922    //
923    // For all types of coherence request, the line index (i.e. the Z & Y fields)
924    // is coded on 34 bits, and is contained in the WDATA and BE fields
925    // of the first VCI flit.
926    // -  for a multicast invalidate or for a broadcast invalidate request
927    //    the VCI packet length is 1 word.
928    // -  for an update request the VCI packet length is (n+2) words.
929    //    The WDATA field of the second VCI word contains the word index.
930    //    The WDATA field of the n following words contains the values.
931    // -  for all transaction types, the VCI response is one single word.
932    // In case of errors in the VCI command packet, the simulation
933    // is stopped with an error message.
934    //
935    // This FSM is NOT pipelined : It consumes a new coherence request
936    // on the VCI port only when the previous request is completed.
937    //
938    // The VCI_TGT FSM stores the external request arguments in the
939    // IDLE, UPDT_WORD & UPDT_DATA states. It sets the r_tgt_icache_req
940    // and/or the r_tgt_dcache_req flip-flops to signal the coherence request
941    // to the ICACHE & DCACHE FSMs in the REQ_ICACHE, REQ_DCACHE & REQ_BROADCAST
942    // states. It waits the completion of the coherence request  by polling the
943    // r_tgt_*cache_req flip-flops in the RSP_ICACHE, RSP_DCACHE & RSP_BROADCAST
944    // states. These flip-flops are reset by the ICACHE and DCACHE FSMs.
945    // These two FSMs signal if a VCI answer must be send by setting
946    // the r_tgt_icache_rsp and/or the r_tgt_dcache_rsp flip_flops.
947    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
948    //   CC_RECEIVE  FSM (To Be Done)
949    // This FSM receive all coherence packets on a DSPIN40 port.
950    // There is 4 packet types:
951    // - CC_DATA_INVAL : DCACHE invalidate request
952    // - CC_DATA_UPDT  : DCACHE update request (multi-words)
953    // - CC_INST_INVAL : ICACHE invalidate request
954    // - CC_INST_UPDT  : ICACHE update request (multi-words)
955    // - CC_BROADCAST  : Broadcast invalidate request (both DCACHE & ICACHE)
956    // - CC_DATA_CLACK : DCACHE cleanup acknowledge
957    // - CC_INST_CLACK : ICACHE cleanup acknowledge
958    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
959
960    switch( r_tgt_fsm.read() ) 
961    {
962    //////////////
963    case TGT_IDLE:
964    {
965        if ( p_vci_tgt_c.cmdval.read() ) 
966        {
967            paddr_t address = p_vci_tgt_c.address.read();
968
969            // command checking
970            if ( p_vci_tgt_c.cmd.read() != vci_param::CMD_WRITE) 
971            {
972                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
973                std::cout << "the received VCI coherence command is not a write" << std::endl;
974                exit(0);
975            }
976
977            // address checking
978            if ( ( (address & 0x3) != 0x3 ) && ( not m_segment.contains(address)) ) 
979            {
980                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
981                std::cout << "out of segment VCI coherence command received" << std::endl;
982                exit(0);
983            }
984
985            r_tgt_srcid = p_vci_tgt_c.srcid.read();
986            r_tgt_trdid = p_vci_tgt_c.trdid.read();
987            r_tgt_pktid = p_vci_tgt_c.pktid.read();
988
989            if (sizeof(paddr_t) <= 32) 
990        {
991                     assert(p_vci_tgt_c.be.read() == 0 
992             && "byte enable should be 0 for 32bits paddr");
993             r_tgt_paddr  = (paddr_t)p_vci_tgt_c.wdata.read() * m_dcache_words * 4; 
994            }
995        else 
996        {
997             r_tgt_paddr  = (paddr_t)(p_vci_tgt_c.be.read() & 0x3) << 32 |
998                                        (paddr_t)p_vci_tgt_c.wdata.read() * m_dcache_words * 4; 
999            }
1000
1001            if ( (address&0x3) == 0x3 ) // broadcast invalidate for data or instruction type
1002            {
1003                if ( not p_vci_tgt_c.eop.read() ) 
1004                {
1005                    std::cout << "error in VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1006                    std::cout << "the BROADCAST INVALIDATE command must be one flit" << std::endl;
1007                    exit(0);
1008                }
1009                r_tgt_cc_type = CC_TYPE_BROADCAST;
1010                r_tgt_fsm     = TGT_REQ_BROADCAST;
1011
1012#ifdef INSTRUMENTATION
1013m_cpt_cc_broadcast++;
1014#endif
1015            }
1016            else                // multi-update or multi-invalidate for data type
1017            {
1018                paddr_t cell = address - m_segment.baseAddress();   
1019
1020                if (cell == 0)                      // invalidate data
1021                {                         
1022                    if ( not p_vci_tgt_c.eop.read() ) 
1023                    {
1024                        std::cout << "error in VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1025                        std::cout << "the MULTI-INVALIDATE command must be one flit" << std::endl;
1026                        exit(0);
1027                    }
1028                    r_tgt_cc_type = CC_TYPE_INVAL_DATA; 
1029                    r_tgt_fsm     = TGT_REQ_DCACHE;
1030
1031#ifdef INSTRUMENTATION
1032m_cpt_cc_inval_dcache++;
1033#endif
1034                }
1035                else if (cell == 4)                // invalidate instruction
1036                {                               
1037                    if ( not p_vci_tgt_c.eop.read() ) 
1038                    {
1039                        std::cout << "error in VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1040                        std::cout << "the MULTI-INVALIDATE command must be one flit" << std::endl;
1041                        exit(0);
1042                    }
1043                    r_tgt_cc_type = CC_TYPE_INVAL_INS;
1044                    r_tgt_fsm     = TGT_REQ_ICACHE;
1045
1046#ifdef INSTRUMENTATION
1047m_cpt_cc_inval_icache++;
1048#endif
1049                }     
1050                else if (cell == 8)                             // update data
1051                {
1052                    if ( p_vci_tgt_c.eop.read() ) 
1053                    {
1054                        std::cout << "error in VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1055                        std::cout << "the MULTI-UPDATE command must be N+2 flits" << std::endl;
1056                        exit(0);
1057                    }
1058                    r_tgt_cc_type     = CC_TYPE_UPDT_DATA; 
1059                    r_tgt_fsm         = TGT_UPDT_WORD;
1060
1061#ifdef INSTRUMENTATION
1062m_cpt_cc_update_dcache++;
1063#endif
1064                        }
1065                else                                  // update instruction
1066                {
1067                    if ( p_vci_tgt_c.eop.read() ) 
1068                    {
1069                        std::cout << "error in VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1070                        std::cout << "the MULTI-UPDATE command must be N+2 flits" << std::endl;
1071                        exit(0);
1072                    }
1073                    r_tgt_cc_type     = CC_TYPE_UPDT_INS; 
1074                    r_tgt_fsm         = TGT_UPDT_WORD;
1075
1076#ifdef INSTRUMENTATION
1077m_cpt_cc_update_icache++;
1078#endif
1079                }
1080            } // end if multi     
1081        } // end if cmdval
1082        break;
1083    }
1084    ///////////////////
1085    case TGT_UPDT_WORD:         // first word index acquisition
1086    {
1087        if (p_vci_tgt_c.cmdval.read()) 
1088        {
1089            if ( p_vci_tgt_c.eop.read() ) 
1090            {
1091                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1092                std::cout << "the MULTI-UPDATE command must be N+2 flits" << std::endl;
1093                exit(0);
1094            }
1095            for ( size_t i=0 ; i<m_dcache_words ; i++ ) r_tgt_be[i] = false;
1096
1097            r_tgt_word_min   = p_vci_tgt_c.wdata.read(); // first modifid word index
1098            r_tgt_word_count = p_vci_tgt_c.wdata.read(); // initializing word index
1099            r_tgt_fsm = TGT_UPDT_DATA;
1100        }
1101        break;
1102    }
1103    ///////////////////
1104    case TGT_UPDT_DATA:
1105    {
1106        if (p_vci_tgt_c.cmdval.read()) 
1107        {
1108            size_t word = r_tgt_word_count.read();
1109            if (word >= m_dcache_words) 
1110            {
1111                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
1112                std::cout << "the reveived MULTI-UPDATE command is wrong" << std::endl;
1113                exit(0);
1114            }
1115            r_tgt_buf[word]  = p_vci_tgt_c.wdata.read();
1116            r_tgt_be[word]   = p_vci_tgt_c.be.read();
1117            r_tgt_word_count = word + 1;       
1118
1119            if (p_vci_tgt_c.eop.read())         // last word
1120            {
1121                 r_tgt_word_max = word;
1122                 if ( r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_DATA ) r_tgt_fsm = TGT_REQ_DCACHE;
1123                 else                                                             r_tgt_fsm = TGT_REQ_ICACHE;
1124            }
1125        }
1126        break;
1127    }
1128    ///////////////////////
1129    case TGT_REQ_BROADCAST:     // set requests to DCACHE & ICACHE FSMs
1130    {
1131        if ( not r_tgt_icache_req.read() and not r_tgt_dcache_req.read() ) 
1132        {
1133            r_tgt_fsm = TGT_RSP_BROADCAST; 
1134            r_tgt_icache_req = true;
1135            r_tgt_dcache_req = true;
1136        }
1137        break;
1138    }
1139    /////////////////////
1140    case TGT_REQ_ICACHE:        // set request to ICACHE FSM (if no previous request pending)
1141    {
1142        if ( not r_tgt_icache_req.read() ) 
1143        {
1144            r_tgt_fsm = TGT_RSP_ICACHE; 
1145            r_tgt_icache_req = true;
1146        }
1147        break;
1148    }
1149    ////////////////////
1150    case TGT_REQ_DCACHE:        // set request to DCACHE FSM (if no previous request pending)
1151    {
1152        if ( not r_tgt_dcache_req.read() ) 
1153        {
1154            r_tgt_fsm = TGT_RSP_DCACHE; 
1155            r_tgt_dcache_req = true;
1156        }
1157        break;
1158    }
1159    ///////////////////////
1160    case TGT_RSP_BROADCAST:     // waiting responses from both DCACHE & ICACHE FSMs
1161                            // no VCI response por a broadcast
1162    {
1163        if ( not r_tgt_icache_req.read() and not r_tgt_dcache_req.read() ) 
1164        {
1165            r_tgt_fsm = TGT_IDLE;
1166        }
1167        break;
1168    }
1169    ////////////////////
1170    case TGT_RSP_ICACHE:        // waiting response from ICACHE FSM
1171                            // a VCI response is sent only
1172                            // if r_icache_tgt_need_rsp is set
1173    {
1174        if ( not r_tgt_icache_req.read() ) 
1175        {
1176            if ( not r_icache_tgt_need_rsp.read() or
1177                 p_vci_tgt_c.rspack.read() ) r_tgt_fsm = TGT_IDLE;
1178        }
1179        break;
1180    }
1181    ////////////////////
1182    case TGT_RSP_DCACHE:    // waiting response from DCACHE FSM
1183                            // a VCI response is sent only
1184                            // if r_dcache_tgt_need_rsp is set
1185    {
1186        if ( not r_tgt_dcache_req.read() )
1187        {
1188            if ( not r_dcache_tgt_need_rsp.read() or
1189                 p_vci_tgt_c.rspack.read() ) r_tgt_fsm = TGT_IDLE;
1190        }
1191        break;
1192    }
1193    } // end switch TGT_FSM
1194
1195    /////////////////////////////////////////////////////////////////////
1196    // Get data and instruction requests from processor
1197    ///////////////////////////////////////////////////////////////////////
1198
1199    r_iss.getRequests(m_ireq, m_dreq);
1200
1201    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1202    //      ICACHE_FSM
1203    //
1204    // 1/ Coherence operations
1205    //    They are handled as interrupts generated by the CC_RECEIVE FSM.
1206    //    - There is a coherence request when r_tgt_icache_req is set.
1207    //    They are taken in IDLE, MISS_WAIT, MISS_DIR_UPDT, UNC_WAIT, states.
1208    //    - There is a cleanup ack request when r_cleanup_icache_req is set.
1209    //    They are taken in IDLE, MISS_SELECT, MISS_CLEAN, MISS_WAIT,
1210    //    MISS_DATA_UPDT, MISS_DIR_UPDT and UNC_WAIT states.
1211    //    - For both types of requests, actions associated to the pre-empted state
1212    //    are not executed. The DCACHE FSM goes to the proper sub-FSM (CC_CHECK
1213    //    or CC_CLACK) to execute the requested coherence operation, and returns
1214    //    to the pre-empted state.
1215    //
1216    // 2/ Processor requests
1217    //    They are taken in IDLE state only. In case of cache miss, or uncacheable
1218    //    instruction, the ICACHE FSM request a VCI transaction to CMD FSM,
1219    //    using the r_icache_miss_req or r_icache_unc_req flip-flops. These
1220    //    flip-flops are reset when the transaction starts.
1221    //    - In case of miss the ICACHE FSM  goes to the ICACHE_MISS_SELECT state
1222    //    to select a slot and possibly request a cleanup transaction to the CC_SEND FSM.
1223    //    It goes next to the ICACHE_MISS_WAIT state waiting a response from RSP FSM,
1224    //    The availability of the missing cache line is signaled by the response fifo,
1225    //    and the cache update is done (one word per cycle) in the ICACHE_MISS_DATA_UPDT
1226    //    and ICACHE_MISS_DIR_UPDT states.
1227    //    - In case of uncacheable instruction, the ICACHE FSM goes to ICACHE_UNC_WAIT
1228    //    to wait the response from the RSP FSM, through the response fifo.
1229    //    The missing instruction is directly returned to processor in this state.
1230    //
1231    // 3/ TLB miss
1232    //    In case of tlb miss, the ICACHE FSM request to the DCACHE FSM to update the
1233    //    ITLB using the r_icache_tlb_miss_req flip-flop and the r_icache_tlb_miss_vaddr
1234    //    register, and goes to the ICACHE_TLB_WAIT state.
1235    //    The tlb update is entirely done by the DCACHE FSM (who becomes the owner
1236    //    of ITLB until the update is completed, and reset r_icache_tlb_miss_req
1237    //    to signal the completion.
1238    //
1239    // 4/ XTN requests
1240    //    The DCACHE FSM signals XTN processor requests to ICACHE_FSM
1241    //    using the r_dcache_xtn_req flip-flop.
1242    //    The request opcode and the address to be invalidated are transmitted
1243    //    in the r_dcache_xtn_opcode and r_dcache_save_wdata registers respectively.
1244    //    The r_dcache_xtn_req flip-flop is reset by the ICACHE_FSM when the operation
1245    //    is completed.
1246    //
1247    // 5/ Error Handling
1248    //    The r_vci_rsp_ins_error flip-flop is set by the RSP FSM in case of bus error
1249    //    in a cache miss or uncacheable read VCI transaction. Nothing is written
1250    //    in the response fifo. This flip-flop is reset by the ICACHE-FSM.
1251    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1252
1253    // default value for m_irsp
1254    m_irsp.valid       = false;
1255    m_irsp.error       = false;
1256    m_irsp.instruction = 0;
1257
1258    switch( r_icache_fsm.read() ) 
1259    {
1260    /////////////////
1261    case ICACHE_IDLE:   // In this state, we handle processor requests, XTN requests,
1262                        // and coherence requests with a fixed priority:
1263                        // 1/ Coherence requests                                        => ICACHE_CC_CHECK
1264                        // 2/ Cleanup ack requests                                      => ICACHE_CC_CLACK
1265                        // 3/ XTN processor requests (from DCACHE FSM)  => ICACHE_XTN_*
1266                        // 4/ tlb miss                                  => ICACHE_TLB_WAIT
1267                        // 5/ cacheable read miss                                       => ICACHE_MISS_SELECT
1268                        // 6/ uncacheable read miss                                 => ICACHE_UNC_REQ
1269    {
1270        // coherence interrupt
1271        if ( r_tgt_icache_req.read() )
1272        {
1273            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CHECK;
1274            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1275            break;
1276        }
1277
1278        // cleanup ack interrupt
1279        if ( r_cleanup_icache_req.read() )
1280        {
1281            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1282            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1283            break;
1284        }
1285
1286        // XTN requests sent by DCACHE FSM 
1287        // These request are not executed in this IDLE state, because
1288        // they require access to icache or itlb, that are already accessed
1289        if ( r_dcache_xtn_req.read() )
1290        {
1291            if ( (int)r_dcache_xtn_opcode.read() == (int)iss_t::XTN_PTPR ) 
1292            {
1293                r_icache_fsm         = ICACHE_XTN_TLB_FLUSH;   
1294            }
1295            else if ( (int)r_dcache_xtn_opcode.read() == (int)iss_t::XTN_ICACHE_FLUSH)
1296            {
1297                r_icache_flush_count = 0;
1298                r_icache_fsm         = ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH;   
1299            }
1300            else if ( (int)r_dcache_xtn_opcode.read() == (int)iss_t::XTN_ITLB_INVAL) 
1301            {
1302                r_icache_fsm         = ICACHE_XTN_TLB_INVAL;   
1303            }
1304            else if ( (int)r_dcache_xtn_opcode.read() == (int)iss_t::XTN_ICACHE_INVAL) 
1305            {
1306                r_icache_fsm         = ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_VA;   
1307            }
1308            else if ( (int)r_dcache_xtn_opcode.read() == (int)iss_t::XTN_MMU_ICACHE_PA_INV) 
1309            {
1310                        if (sizeof(paddr_t) <= 32) 
1311                {
1312                                assert(r_mmu_word_hi.read() == 0 &&
1313                                "illegal XTN request in ICACHE: high bits should be 0 for 32bit paddr");
1314                                r_icache_vci_paddr = (paddr_t)r_mmu_word_lo.read();
1315                } 
1316                else 
1317                {
1318                                r_icache_vci_paddr = (paddr_t)r_mmu_word_hi.read() << 32 | 
1319                                                         (paddr_t)r_mmu_word_lo.read();
1320                        }
1321                r_icache_fsm         = ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_PA;   
1322            }
1323            else
1324            {
1325               assert( false and
1326               "undefined XTN request received by ICACHE FSM");
1327            }
1328            break;
1329        } // end if xtn_req
1330
1331        // processor request
1332        if ( m_ireq.valid )
1333        {
1334            bool            cacheable;
1335            paddr_t         paddr;
1336            bool        tlb_hit = false; 
1337            pte_info_t  tlb_flags; 
1338            size_t      tlb_way; 
1339            size_t      tlb_set;
1340            paddr_t     tlb_nline;
1341            uint32_t    cache_inst = 0;
1342            size_t      cache_way;
1343            size_t      cache_set;
1344            size_t      cache_word;
1345            int         cache_state = CACHE_SLOT_STATE_EMPTY;
1346
1347            // We register processor request
1348            r_icache_vaddr_save = m_ireq.addr;
1349
1350            // sytematic itlb access (if activated)
1351            if ( r_mmu_mode.read() & INS_TLB_MASK )
1352            {
1353
1354#ifdef INSTRUMENTATION
1355m_cpt_itlb_read++;
1356#endif
1357                tlb_hit = r_itlb.translate( m_ireq.addr,
1358                                            &paddr,
1359                                            &tlb_flags,
1360                                            &tlb_nline, // unused
1361                                            &tlb_way,   // unused
1362                                            &tlb_set ); // unused
1363            }
1364            else
1365            {
1366                paddr = (paddr_t)m_ireq.addr;
1367            }
1368
1369            // systematic icache access (if activated)
1370            if ( r_mmu_mode.read() & INS_CACHE_MASK )
1371            {
1372
1373               
1374#ifdef INSTRUMENTATION
1375m_cpt_icache_data_read++;
1376m_cpt_icache_dir_read++;
1377#endif
1378                r_icache.read( paddr,
1379                               &cache_inst,
1380                               &cache_way,
1381                               &cache_set,
1382                               &cache_word,
1383                               &cache_state );
1384            }
1385           
1386            // We compute cacheability and check access rights:
1387            // - If MMU activated : cacheability is defined by the C bit in the PTE,
1388            //   and the access rights are defined by the U and X bits in the PTE.
1389            // - If MMU not activated : cacheability is defined by the segment table,
1390            //   and there is no access rights checking
1391
1392            if ( not (r_mmu_mode.read() & INS_TLB_MASK) )       // tlb not activated:
1393            {
1394                // cacheability
1395                if ( not (r_mmu_mode.read() & INS_CACHE_MASK) ) cacheable = false;
1396                else     cacheable = m_cacheability_table[m_ireq.addr];
1397            }
1398            else                                                        // itlb activated
1399            {
1400                if ( tlb_hit )  // ITLB hit
1401                { 
1402                    // cacheability
1403                    if ( not (r_mmu_mode.read() & INS_CACHE_MASK) ) cacheable = false;
1404                    else  cacheable = tlb_flags.c;
1405
1406                    // access rights checking
1407                    if ( not tlb_flags.u && (m_ireq.mode == iss_t::MODE_USER) )
1408                    {
1409                        r_mmu_ietr          = MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION;
1410                        r_mmu_ibvar         = m_ireq.addr;
1411                        m_irsp.valid        = true;
1412                        m_irsp.error        = true;
1413                        m_irsp.instruction  = 0;
1414                        break;
1415                    }
1416                    else if ( not tlb_flags.x )
1417                    {
1418                        r_mmu_ietr          = MMU_READ_EXEC_VIOLATION;
1419                        r_mmu_ibvar         = m_ireq.addr;
1420                        m_irsp.valid        = true;
1421                        m_irsp.error        = true;
1422                        m_irsp.instruction  = 0;
1423                        break;
1424                    }
1425                }
1426                else           // ITLB miss
1427                {
1428
1429#ifdef INSTRUMENTATION
1430m_cpt_itlb_miss++;
1431#endif
1432                    r_icache_fsm          = ICACHE_TLB_WAIT;
1433                    r_icache_tlb_miss_req = true;
1434                    break;
1435                } 
1436            } // end if itlb activated
1437
1438            // physical address registration
1439            r_icache_vci_paddr   = paddr;
1440
1441            // Finally, we send the response to processor, and compute next state
1442            if ( cacheable ) 
1443            {
1444                if (cache_state == CACHE_SLOT_STATE_EMPTY)          // cache miss
1445                {
1446
1447#ifdef INSTRUMENTATION
1448m_cpt_icache_miss++;
1449#endif
1450                    // we request a VCI transaction
1451                    r_icache_fsm      = ICACHE_MISS_SELECT;
1452                    r_icache_miss_req = true;
1453                }
1454                else if (cache_state == CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI )        // pending cleanup
1455                {
1456                    // stalled until cleanup is acknowledged
1457                    r_icache_fsm       = ICACHE_IDLE;
1458                }
1459                else                                                // cache hit
1460                {
1461     
1462#ifdef INSTRUMENTATION
1463m_cpt_ins_read++; 
1464#endif
1465                    // return instruction to processor
1466                    m_irsp.valid       = true;
1467                    m_irsp.instruction = cache_inst;
1468                    r_icache_fsm       = ICACHE_IDLE;
1469                }
1470            }
1471            else                // non cacheable read
1472            {
1473                r_icache_unc_req  = true;
1474                r_icache_fsm      = ICACHE_UNC_WAIT;
1475            }
1476        }    // end if m_ireq.valid
1477        break;
1478    }
1479    /////////////////////
1480    case ICACHE_TLB_WAIT:       // Waiting the itlb update by the DCACHE FSM after a tlb miss
1481                            // the itlb is udated by the DCACHE FSM, as well as the
1482                            // r_mmu_ietr and r_mmu_ibvar registers in case of error.
1483                            // the itlb is not accessed by ICACHE FSM until DCACHE FSM
1484                            // reset the r_icache_tlb_miss_req flip-flop
1485                            // external coherence request are accepted in this state.
1486    {
1487        // external coherence request
1488        if ( r_tgt_icache_req.read() )
1489        {
1490            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CHECK;
1491            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1492            break;
1493        }
1494
1495        if ( m_ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1496
1497        // DCACHE FSM signals response by reseting the request flip-flop
1498        if ( not r_icache_tlb_miss_req.read() )
1499        {
1500            if ( r_icache_tlb_rsp_error.read() ) // error reported : tlb not updated
1501            {
1502                r_icache_tlb_rsp_error = false;
1503                m_irsp.error             = true;
1504                m_irsp.valid             = true;
1505                r_icache_fsm             = ICACHE_IDLE;
1506            }
1507            else                                // tlb updated : return to IDLE state
1508            {
1509                r_icache_fsm  = ICACHE_IDLE;
1510            }
1511        }
1512        break;
1513    }
1514    //////////////////////////
1515    case ICACHE_XTN_TLB_FLUSH:          // invalidate in one cycle all non global TLB entries
1516    {   
1517        r_itlb.flush();   
1518        r_dcache_xtn_req     = false;
1519        r_icache_fsm         = ICACHE_IDLE;
1520        break;
1521    }
1522    ////////////////////////////
1523    case ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH:        // Invalidate sequencially all cache lines, using
1524                                    // r_icache_flush_count as a slot counter,
1525                                        // looping in this state until all slots are visited.
1526                                    // It can require two cycles per slot:
1527                                    // We test here the slot state, and make the actual inval
1528                                    // (if line is valid) in ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO state.
1529                                        // A cleanup request is generated for each valid line
1530    {
1531        if ( not r_icache_cleanup_req.read() ) // blocked until previous cleanup is sent
1532        {
1533            int       state;
1534            uint32_t  tag;
1535            size_t        way = r_icache_flush_count.read()/m_icache_sets;
1536            size_t        set = r_icache_flush_count.read()%m_icache_sets;
1537
1538#ifdef INSTRUMENTATION
1539m_cpt_icache_dir_read++;
1540#endif
1541            r_icache.read_dir( way, 
1542                               set, 
1543                               &tag,
1544                               &state );
1545
1546            if ( state == CACHE_SLOT_STATE_VALID )    // inval required
1547            {
1548                // request cleanup
1549                r_icache_cleanup_req  = true;
1550                r_icache_cleanup_line = tag * m_icache_sets;
1551                r_icache_cleanup_way  = way;
1552               
1553                // goes to ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO to make inval
1554                r_icache_miss_way     = way;
1555                r_icache_miss_set     = set;
1556                r_icache_fsm          = ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO;
1557            }
1558            else if ( r_icache_flush_count.read() ==
1559                      (m_icache_sets*m_icache_ways - 1) )  // last slot
1560            {
1561                r_dcache_xtn_req = false;
1562                m_drsp.valid     = true;
1563                r_icache_fsm     = ICACHE_IDLE;
1564            }
1565
1566            // saturation counter, to have the same last slot condition
1567            // in ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH and ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO states
1568            if ( r_icache_flush_count.read() < (m_icache_sets*m_icache_ways - 1) )
1569            {
1570                r_icache_flush_count = r_icache_flush_count.read() + 1;
1571            }
1572        }
1573        break;
1574    }   
1575    ///////////////////////////////
1576    case ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH_GO:         // Switch slot state to ZOMBI for an XTN flush
1577    {
1578        size_t    way = r_icache_miss_way.read();
1579        size_t    set = r_icache_miss_set.read();
1580
1581#ifdef INSTRUMENTATION
1582m_cpt_icache_dir_write++;
1583#endif
1584
1585        r_icache.write_dir( 0,
1586                            way,
1587                            set,
1588                            CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
1589
1590        if ( r_icache_flush_count.read() ==
1591                      (m_icache_sets*m_icache_ways - 1) )  // last slot
1592        {
1593                r_dcache_xtn_req = false;
1594            m_drsp.valid     = true;
1595                r_icache_fsm     = ICACHE_IDLE;
1596        }
1597        else
1598        {
1599            r_icache_fsm         = ICACHE_XTN_CACHE_FLUSH;
1600        }
1601        break;
1602    }
1603                         
1604    //////////////////////////
1605    case ICACHE_XTN_TLB_INVAL:          // invalidate one TLB entry selected by the virtual address
1606                                                    // stored in the r_dcache_save_wdata register
1607    {
1608        r_itlb.inval(r_dcache_save_wdata.read());
1609        r_dcache_xtn_req     = false;
1610        r_icache_fsm         = ICACHE_IDLE;
1611        break;
1612    }
1613    ///////////////////////////////
1614    case ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_VA:     // Selective cache line invalidate with virtual address
1615                                    // requires 3 cycles (in case of hit on itlb and icache).
1616                                                        // In this state, access TLB to translate virtual address
1617                                                    // stored in the r_dcache_save_wdata register.
1618    {
1619        paddr_t         paddr;                     
1620        bool            hit;
1621
1622        // read physical address in TLB when MMU activated
1623        if ( r_mmu_mode.read() & INS_TLB_MASK )         // itlb activated
1624        {
1625
1626#ifdef INSTRUMENTATION
1627m_cpt_itlb_read++;
1628#endif
1629            hit = r_itlb.translate(r_dcache_save_wdata.read(), 
1630                                   &paddr); 
1631        } 
1632        else                                            // itlb not activated
1633        {
1634            paddr       = (paddr_t)r_dcache_save_wdata.read();
1635            hit         = true;
1636        }
1637
1638        if ( hit )              // continue the selective inval process
1639        {
1640            r_icache_vci_paddr    = paddr;               
1641            r_icache_fsm          = ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_PA;
1642        }
1643        else                    // miss : send a request to DCACHE FSM
1644        {
1645
1646#ifdef INSTRUMENTATION
1647m_cpt_itlb_miss++;
1648#endif
1649            r_icache_tlb_miss_req = true;
1650                r_icache_vaddr_save   = r_dcache_save_wdata.read();
1651            r_icache_fsm          = ICACHE_TLB_WAIT;
1652        }
1653        break;
1654    }
1655    ///////////////////////////////
1656    case ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_PA:     // selective invalidate cache line with physical address
1657                                    // require 2 cycles. In this state, we read directory
1658                                    // with address stored in r_icache_vci_paddr register.
1659    {
1660        int         state;
1661        size_t          way;
1662        size_t          set;
1663        size_t          word;
1664
1665#ifdef INSTRUMENTATION
1666m_cpt_icache_dir_read++;
1667#endif
1668        r_icache.read_dir(r_icache_vci_paddr.read(),
1669                          &state,
1670                          &way,
1671                          &set,
1672                          &word);
1673
1674        if ( state == CACHE_SLOT_STATE_VALID )  // inval to be done
1675        {
1676            r_icache_miss_way = way;
1677            r_icache_miss_set = set;
1678            r_icache_fsm      = ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_GO;
1679        }
1680        else            // miss : acknowlege the XTN request and return
1681        {
1682            r_dcache_xtn_req = false; 
1683            r_icache_fsm     = ICACHE_IDLE;
1684        }
1685        break;
1686    }
1687    ///////////////////////////////
1688    case ICACHE_XTN_CACHE_INVAL_GO:  // Switch slot to ZOMBI state for an XTN inval
1689    {
1690        if ( not r_icache_cleanup_req.read() )  // blocked if previous cleanup not sent
1691        {
1692
1693#ifdef INSTRUMENTATION
1694m_cpt_icache_dir_write++;
1695#endif
1696            r_icache.write_dir( 0,
1697                                r_icache_miss_way.read(),
1698                                r_icache_miss_set.read(),
1699                                CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
1700
1701            // request cleanup
1702            r_icache_cleanup_req  = true;
1703            r_icache_cleanup_line = r_icache_vci_paddr.read() / (m_icache_words<<2);
1704            r_icache_cleanup_way  = r_icache_miss_way.read();
1705
1706            // acknowledge the XTN request and return
1707            r_dcache_xtn_req      = false; 
1708            r_icache_fsm          = ICACHE_IDLE;
1709        }
1710        break;
1711    }
1712    ////////////////////////
1713    case ICACHE_MISS_SELECT:       // Try to select a slot in associative set,
1714                                   // if previous cleanup has been sent.
1715                                   // Waiting in this state if no slot available.
1716                                   // Set the r_icache_cleanup_req flip-flop
1717                                   // and the r_icache_miss_clack flip-flop,
1718                                   // when a cleanup is required
1719    {
1720        if (m_ireq.valid) m_cost_ins_miss_frz++;
1721
1722        // cleanup ack interrupt
1723        if ( r_cleanup_icache_req.read() )     
1724        {
1725            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1726            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1727            break;
1728        }
1729
1730        if ( not r_icache_cleanup_req.read() )
1731        {
1732            bool        found;
1733            bool        cleanup;
1734            size_t      way;
1735            size_t      set;
1736            paddr_t     victim;
1737
1738#ifdef INSTRUMENTATION
1739m_cpt_icache_dir_read++;
1740#endif
1741            r_icache.read_select(r_icache_vci_paddr.read(),
1742                                 &victim, 
1743                                 &way, 
1744                                 &set,
1745                                 &found,
1746                                 &cleanup );
1747            if ( found )
1748            {
1749                r_icache_miss_way     = way;
1750                r_icache_miss_set     = set;
1751           
1752                if ( cleanup ) 
1753                {
1754                    r_icache_fsm          = ICACHE_MISS_CLEAN;
1755                    r_icache_cleanup_req  = true;
1756                    r_icache_cleanup_line = victim;
1757                    r_icache_cleanup_way  = way;
1758                    r_icache_miss_clack   = true;
1759                }
1760                else
1761                {
1762                    r_icache_fsm          = ICACHE_MISS_WAIT;
1763                }
1764
1765#if DEBUG_ICACHE
1766if ( m_debug_dcache_fsm )
1767{
1768    std::cout << "  <PROC " << name()
1769              << " ICACHE_MISS_SELECT> Select a slot:" << std::dec
1770              << " / WAY = " << way
1771              << " / SET = " << set;
1772    if (cleanup) std::cout << " / VICTIM = " << std::hex << victim << std::endl;
1773    else         std::cout << std::endl;
1774}
1775#endif
1776            }
1777        }
1778        break;
1779    }
1780    ///////////////////////
1781    case ICACHE_MISS_CLEAN:              // switch the slot to zombi state
1782    {
1783        if (m_ireq.valid) m_cost_ins_miss_frz++;
1784
1785        // cleanup ack interrupt
1786        if ( r_cleanup_icache_req.read() )     
1787        {
1788            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1789            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1790            break;
1791        }
1792
1793#ifdef INSTRUMENTATION
1794m_cpt_icache_dir_write++;
1795#endif
1796        r_icache.write_dir( 0,
1797                            r_icache_miss_way.read(),
1798                            r_icache_miss_set.read(),
1799                            CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI);
1800#if DEBUG_ICACHE
1801if ( m_debug_dcache_fsm )
1802{
1803    std::cout << "  <PROC " << name()
1804              << " ICACHE_MISS_CLEAN> Switch to ZOMBI state" << std::dec
1805              << " / WAY = " << r_icache_miss_way.read() 
1806              << " / SET = " << r_icache_miss_set.read() << std::endl;
1807}
1808#endif
1809
1810        r_icache_fsm = ICACHE_MISS_WAIT;
1811        break;
1812    }
1813    //////////////////////
1814    case ICACHE_MISS_WAIT:        // waiting response from VCI_RSP FSM
1815    {
1816        if (m_ireq.valid) m_cost_ins_miss_frz++;
1817
1818        // coherence interrupt
1819        if ( r_tgt_icache_req.read() )
1820        {
1821            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CHECK;
1822            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1823            break;
1824        }
1825
1826        // cleanup ack interrupt
1827        if ( r_cleanup_icache_req.read() )     
1828        {
1829            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1830            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1831            break;
1832        }
1833
1834        if ( r_vci_rsp_ins_error.read() ) // bus error
1835        {
1836            r_mmu_ietr          = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS; 
1837            r_mmu_ibvar         = r_icache_vaddr_save.read();
1838            m_irsp.valid        = true;
1839            m_irsp.error        = true;
1840            r_vci_rsp_ins_error = false;
1841            r_icache_fsm        = ICACHE_IDLE;
1842        }
1843        else if ( r_vci_rsp_fifo_icache.rok() ) // response available
1844        {
1845            r_icache_miss_word = 0;
1846            r_icache_fsm       = ICACHE_MISS_DATA_UPDT; 
1847        }       
1848        break;
1849    }
1850    ///////////////////////////
1851    case ICACHE_MISS_DATA_UPDT:   // update the cache (one word per cycle)
1852    {
1853        if ( m_ireq.valid ) m_cost_ins_miss_frz++;
1854
1855        // cleanup ack interrupt
1856        if ( r_cleanup_icache_req.read() )     
1857        {
1858            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1859            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1860            break;
1861        }
1862
1863        if ( r_vci_rsp_fifo_icache.rok() )      // response available
1864        {
1865
1866#ifdef INSTRUMENTATION
1867m_cpt_icache_data_write++;
1868#endif
1869            r_icache.write( r_icache_miss_way.read(),
1870                            r_icache_miss_set.read(),
1871                            r_icache_miss_word.read(),
1872                            r_vci_rsp_fifo_icache.read() );
1873#if DEBUG_ICACHE
1874if ( m_debug_icache_fsm )
1875{
1876    std::cout << "  <PROC " << name()
1877              << " ICACHE_MISS_DATA_UPDT> Write one word:"
1878              << " WDATA = " << r_vci_rsp_fifo_icache.read()
1879              << " WAY = " << r_icache_miss_way.read()
1880              << " SET = " << r_icache_miss_set.read()
1881              << " WORD = " << r_icache_miss_word.read() << std::endl;
1882}
1883#endif
1884            vci_rsp_fifo_icache_get = true;
1885            r_icache_miss_word = r_icache_miss_word.read() + 1;
1886
1887            if ( r_icache_miss_word.read() == m_icache_words-1 )        // last word
1888            {
1889                r_icache_fsm = ICACHE_MISS_DIR_UPDT;
1890            }
1891        }
1892        break;
1893    }
1894    //////////////////////////
1895    case ICACHE_MISS_DIR_UPDT:  // Stalled if a victim line has been evicted,
1896                                // and the cleanup ack has not been received,
1897                                // as indicated by r_icache_miss_clack.
1898                                // - If no matching coherence request (r_icache_miss_inval)
1899                                //   switch directory slot to VALID state.
1900                                // - If matching coherence request, switch directory slot
1901                                //   to ZOMBI state, and send a cleanup request.
1902    {
1903        if ( m_ireq.valid ) m_cost_ins_miss_frz++;
1904
1905        // coherence interrupt
1906        if ( r_tgt_icache_req.read() )
1907        {
1908            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CHECK;
1909            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1910            break;
1911        }
1912
1913        // cleanup ack interrupt
1914        if ( r_cleanup_icache_req.read() )     
1915        {
1916            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1917            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1918            break;
1919        }
1920                   
1921        if ( not r_icache_miss_clack.read() ) // waiting cleanup acknowledge for victim line
1922        {
1923            if ( r_icache_miss_inval )    // Switch slot to ZOMBI state, and new cleanup
1924            {
1925                if ( not r_icache_cleanup_req.read() ) 
1926                {
1927                    r_icache_cleanup_req    = true;
1928                    r_icache_cleanup_line   = r_icache_vci_paddr.read() / (m_icache_words<<2);
1929                    r_icache_cleanup_way    = r_icache_miss_way.read();
1930                    r_icache_miss_inval     = false;
1931
1932#ifdef INSTRUMENTATION
1933m_cpt_icache_dir_write++;
1934#endif
1935                    r_icache.write_dir( r_icache_vci_paddr.read(),
1936                                        r_icache_miss_way.read(),
1937                                        r_icache_miss_set.read(),
1938                                        CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
1939#if DEBUG_ICACHE
1940if ( m_debug_icache_fsm )
1941{
1942    std::cout << "  <PROC " << name()
1943              << " ICACHE_MISS_DIR_UPDT> Switch cache slot to ZOMBI state"
1944              << " PADDR = " << std::hex << r_icache_vci_paddr.read()
1945              << " WAY = " << std::dec << r_icache_miss_way.read()
1946              << " SET = " << r_icache_miss_set.read() << std::endl;
1947}
1948#endif
1949                }
1950            }
1951            else                          // Switch slot to VALID state
1952            {
1953
1954#ifdef INSTRUMENTATION
1955m_cpt_icache_dir_write++;
1956#endif
1957                r_icache.write_dir( r_icache_vci_paddr.read(),
1958                                    r_icache_miss_way.read(),
1959                                    r_icache_miss_set.read(),
1960                                    CACHE_SLOT_STATE_VALID );
1961#if DEBUG_ICACHE
1962if ( m_debug_icache_fsm )
1963{
1964    std::cout << "  <PROC " << name()
1965              << " ICACHE_MISS_DIR_UPDT> Switch cache slot to VALID state"
1966              << " PADDR = " << std::hex << r_icache_vci_paddr.read()
1967              << " WAY = " << std::dec << r_icache_miss_way.read()
1968              << " SET = " << r_icache_miss_set.read() << std::endl;
1969}
1970#endif
1971            }   
1972
1973            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1974        }
1975        break;
1976    }
1977    ////////////////////
1978    case ICACHE_UNC_WAIT:       // waiting a response to an uncacheable read from VCI_RSP FSM
1979    {
1980        // coherence interrupt
1981        if ( r_tgt_icache_req.read() ) 
1982        {
1983            r_icache_fsm      = ICACHE_CC_CHECK;
1984            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1985            break;
1986        }
1987
1988        // cleanup ack interrupt
1989        if ( r_cleanup_icache_req.read() )     
1990        {
1991            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm.read();
1992            r_icache_fsm = ICACHE_CC_CLACK;
1993            break;
1994        }
1995
1996        if ( r_vci_rsp_ins_error.read() ) // bus error
1997        {
1998            r_mmu_ietr          = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS;   
1999            r_mmu_ibvar         = m_ireq.addr;
2000            r_vci_rsp_ins_error = false;
2001            m_irsp.valid        = true;
2002            m_irsp.error        = true;
2003            r_icache_fsm        = ICACHE_IDLE;
2004        }
2005        else if (r_vci_rsp_fifo_icache.rok() ) // instruction available
2006        {
2007            vci_rsp_fifo_icache_get = true;
2008            r_icache_fsm            = ICACHE_IDLE;
2009            if ( m_ireq.valid and
2010                (m_ireq.addr == r_icache_vaddr_save.read()) ) // request unmodified
2011            {
2012                m_irsp.valid       = true;
2013                m_irsp.instruction = r_vci_rsp_fifo_icache.read();
2014            }
2015        }       
2016        break;
2017    }
2018    /////////////////////
2019    case ICACHE_CC_CLACK:       // This state is the entry point of the sub-fsm
2020                            // handling the cleanup ack requests for ICACHE.
2021                                // We switch the directory slot to EMPTY state
2022                            // and reset r_icache_miss_clack if the cleanup ack
2023                            // is matching a pending miss
2024    {
2025        if ( m_ireq.valid ) m_cost_ins_miss_frz++;
2026
2027#ifdef INSTRUMENTATION
2028m_cpt_icache_dir_write++;
2029#endif
2030        r_icache.write_dir( 0,
2031                            r_cleanup_icache_way.read(),
2032                            r_cleanup_icache_set.read(),
2033                            CACHE_SLOT_STATE_EMPTY);
2034
2035        if ( (r_icache_miss_set.read() == r_cleanup_icache_set.read()) and
2036             (r_icache_miss_way.read() == r_cleanup_icache_way.read()) )
2037              r_icache_miss_clack = false;
2038 
2039        r_icache_fsm = r_icache_fsm_save.read() ;
2040        r_cleanup_icache_req = false;
2041
2042#if DEBUG_ICACHE
2043if ( m_debug_icache_fsm )
2044{
2045    std::cout << "  <PROC " << name() 
2046              << " ICACHE_CC_CLACK> slot returns to empty state"
2047              << " set = " << r_cleanup_icache_set.read()
2048              << " / way = " << r_cleanup_icache_way.read() << std::endl;
2049}
2050#endif
2051       
2052        break;
2053    }
2054    /////////////////////
2055    case ICACHE_CC_CHECK:       // This state is the entry point of a sub-fsm
2056                                // handling coherence requests.
2057                                // if there is a matching pending miss, it is
2058                                // signaled in the r_icache_miss_inval flip-flop.
2059                                // The return state is defined in r_icache_fsm_save.
2060    {
2061        paddr_t  paddr = r_tgt_paddr.read();
2062        paddr_t  mask  = ~((m_icache_words<<2)-1);
2063
2064        if( ((r_icache_fsm_save.read() == ICACHE_MISS_WAIT) or
2065             (r_icache_fsm_save.read() == ICACHE_MISS_DIR_UPDT)) and
2066            ((r_icache_vci_paddr.read() & mask) == (paddr & mask))) // matching
2067        {
2068            // signaling the matching
2069            r_icache_miss_inval   = true;
2070
2071            // coherence request completed, CC_ACK required if update 
2072            r_tgt_icache_req      = false;
2073            r_icache_tgt_need_rsp = (r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_INS);
2074            r_icache_fsm          = r_icache_fsm_save.read();
2075        }
2076        else                                                                                        // no match
2077        {
2078            int         state;
2079            size_t          way;
2080            size_t          set;
2081            size_t          word;
2082
2083#ifdef INSTRUMENTATION
2084m_cpt_icache_dir_read++;
2085#endif
2086            r_icache.read_dir(paddr, 
2087                              &state,
2088                              &way, 
2089                              &set, 
2090                              &word);
2091
2092            r_icache_cc_way = way;
2093            r_icache_cc_set = set;
2094
2095            if ( state == CACHE_SLOT_STATE_VALID)            // hit 
2096            {
2097                if (r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_INS)  // hit update
2098                {
2099                    r_icache_fsm          = ICACHE_CC_UPDT;
2100                    r_icache_cc_word      = r_tgt_word_min.read();
2101                }
2102                else if (r_tgt_cc_type == CC_TYPE_INVAL_INS)   // hit inval
2103                {
2104                    r_icache_fsm          = ICACHE_CC_INVAL;
2105                }
2106                else if ( r_tgt_cc_type == CC_TYPE_BROADCAST)  // hit broadcast
2107                {
2108                    r_icache_fsm          = ICACHE_CC_BROADCAST;               
2109                }
2110            }
2111            else                                      // miss
2112            {
2113                // coherence request completed, CC_ACK required if update only
2114                r_tgt_icache_req      = false;
2115                r_icache_tgt_need_rsp = (r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_INS);
2116                r_icache_fsm          = r_icache_fsm_save.read();
2117            }
2118        }
2119        break;
2120    }
2121    /////////////////////
2122    case ICACHE_CC_INVAL:       // hit inval : switch slot to EMPTY state
2123    {                       
2124
2125#if DEBUG_ICACHE
2126if ( m_debug_icache_fsm )
2127{
2128    std::cout << "  <PROC " << name() 
2129              << " ICACHE_CC_INVAL> slot returns to empty state"
2130              << " set = " << r_icache_cc_set.read()
2131              << " / way = " << r_icache_cc_way.read() << std::endl;
2132}
2133#endif
2134
2135#ifdef INSTRUMENTATION
2136m_cpt_icache_dir_read++;
2137#endif
2138        r_icache.write_dir( 0,
2139                                r_icache_cc_way.read(),
2140                                r_icache_cc_set.read(),
2141                            CACHE_SLOT_STATE_EMPTY );
2142
2143        // coherence request completed, CC_ACK required if hit inval
2144        r_tgt_icache_req      = false;
2145        r_icache_tgt_need_rsp = true;
2146        r_icache_fsm          = r_icache_fsm_save.read();
2147        break;
2148    }
2149    ////////////////////
2150    case ICACHE_CC_UPDT:        // hit update : write one word per cycle
2151    {
2152
2153#if DEBUG_ICACHE
2154if ( m_debug_icache_fsm )
2155{
2156    std::cout << "  <PROC " << name() 
2157              << " ICACHE_CC_UPDT> Write one word "
2158              << " set = " << r_icache_cc_set.read()
2159              << " / way = " << r_icache_cc_way.read() 
2160              << " / word = " << r_icache_cc_word.read() << std::endl;
2161}
2162#endif
2163
2164#ifdef INSTRUMENTATION
2165m_cpt_icache_data_write++;
2166#endif
2167        size_t  word  = r_icache_cc_word.read();
2168        size_t  way   = r_icache_cc_way.read();
2169        size_t  set   = r_icache_cc_set.read();
2170
2171        r_icache.write( way,
2172                        set,
2173                        word,
2174                        r_tgt_buf[word],
2175                        r_tgt_be[word] );
2176
2177        r_icache_cc_word = word+1;
2178
2179        if ( word == r_tgt_word_max.read() )    // last word
2180        {
2181            // coherence operation request, CC_ACK required if hit update 
2182            r_tgt_icache_req      = false;
2183            r_icache_tgt_need_rsp = true;
2184            r_icache_fsm          = r_icache_fsm_save.read();
2185        }
2186        break;
2187    }
2188    /////////////////////////
2189    case ICACHE_CC_BROADCAST:  // hit broadcast : switch slot to ZOMBI state
2190                               // and request a cleanup
2191    {
2192
2193#if DEBUG_ICACHE
2194if ( m_debug_icache_fsm )
2195{
2196    std::cout << "  <PROC " << name() 
2197              << " ICACHE_CC_BROADCAST > Slot goes to zombi state "
2198              << " set = " << r_icache_cc_set.read()
2199              << " / way = " << r_icache_cc_way.read() << std::endl;
2200}
2201#endif
2202
2203#ifdef INSTRUMENTATION
2204m_cpt_icache_dir_write++;
2205#endif
2206        r_icache.write_dir( 0,
2207                                r_icache_cc_way.read(),
2208                                r_icache_cc_set.read(),
2209                            CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
2210           
2211        // coherence operation completed, no CC_ACK for hit broadcast
2212        r_icache_tgt_need_rsp = false;
2213        r_tgt_icache_req      = false;
2214        r_icache_cleanup_req  = true;
2215        r_icache_cleanup_line = r_tgt_paddr.read() / (m_icache_words<<2);
2216        r_icache_cleanup_way  = r_icache_cc_way.read();
2217        r_icache_fsm          = r_icache_fsm_save.read();
2218        break;
2219    }
2220    } // end switch r_icache_fsm
2221
2222    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2223    //      DCACHE FSM
2224    //
2225    // 1/ Coherence operations
2226    //    They are handled as interrupts generated by the CC_RECEIVE FSM.
2227    //    - There is a coherence request when r_tgt_dcache_req is set.
2228    //    They are taken in IDLE, MISS_WAIT, MISS_DIR_UPDT, UNC_WAIT, LL_WAIT
2229    //    and SC_WAIT states.
2230    //    - There is a cleanup acknowledge request when r_cleanup_dcache_req is set.
2231    //    They are taken in IDLE, MISS_SELECT, MISS_CLEAN, MISS_WAIT, MISS_DATA_UPDT,
2232    //    MISS_DIR_UPDT, UNC_WAIT, LL_WAIT, SC_WAIT states.
2233    //    - For both types of requests, actions associated to the pre-empted state
2234    //    are not executed. The DCACHE FSM goes to the proper sub-FSM (CC_CHECK
2235    //    or CC_CLACK) to execute the requested coherence operation, and returns
2236    //    to the pre-empted state.
2237    //
2238    // 2/ TLB miss
2239    //    The page tables are generally cacheable.
2240    //    In case of miss in itlb or dtlb, the tlb miss is handled by a dedicated
2241    //    sub-fsm (DCACHE_TLB_MISS state), that handle possible miss in DCACHE,
2242    //    this sub-fsm implement the table-walk...
2243    //
2244    // 3/ processor requests
2245    //    Processor requests are taken in IDLE state only.
2246    //    The IDLE state implements a two stages pipe-line to handle write bursts:
2247    //    - Both DTLB and DCACHE are accessed in stage P0 (if processor request valid).
2248    //    - The registration in wbuf and the dcache update is done in stage P1
2249    //      (if the processor request is a write). 
2250    //    The two r_dcache_wbuf_req and r_dcache_updt_req flip-flops define
2251    //    the operations that must be done in P1 stage, and the access type
2252    //    (read or write) to the DATA part of DCACHE depends on r_dcache_updt_req.
2253    //    READ requests are delayed if a cache update is requested.
2254    //    WRITE or SC requests can require a PTE Dirty bit update (in memory),
2255    //    that is done (before handling the processor request) by a dedicated sub-fsm.
2256    //    If a PTE is modified, both the itlb and dtlb are selectively, but sequencially
2257    //    cleared by a dedicated sub_fsm (DCACHE_INVAL_TLB_SCAN state).
2258    //
2259    // 4/ Atomic instructions LL/SC
2260    //    The LL/SC address are non cacheable (systematic access to memory).
2261    //    The llsc buffer contains a registration for an active LL/SC operation
2262    //    (with an address, a registration key, an aging counter and a valid bit).
2263    //    - LL requests from the processor are transmitted as a one flit VCI command
2264    //      (CMD_LOCKED_READ as CMD, and TYPE_LL as PKTID value). PLEN must
2265    //      be 8 as the response is 2 flits long (data and registration key)
2266    //    - SC requests from the processor are systematically transmitted to the
2267    //      memory cache as 2 flits VCI command (CMD_STORE_COND as CMD, and TYPE_SC
2268    //      as PKTID value).  The first flit contains the registration key, the second
2269    //      flit contains the data to write in case of success.
2270    //      The cache is not updated, as this is done in case of success by the
2271    //      coherence transaction.
2272    //
2273    // 5/ Non cacheable access:
2274    //    This component implement a strong order between non cacheable access
2275    //    (read or write) : A new non cacheable VCI transaction starts only when
2276    //    the previous non cacheable transaction is completed. Both cacheable and
2277    //    non cacheable transactions use the write buffer, but the DCACHE FSM registers
2278    //    a non cacheable write transaction posted in the write buffer by setting the
2279    //    r_dcache_pending_unc_write flip_flop. All other non cacheable requests
2280    //    are stalled until this flip-flop is reset by the VCI_RSP_FSM (when the
2281    //    pending non cacheable write transaction completes).
2282    //
2283    // 6/ Error handling: 
2284    //    When the MMU is not activated, Read Bus Errors are synchronous events,
2285    //    but Write Bus Errors are asynchronous events (processor is not frozen).
2286    //    - If a Read Bus Error is detected, the VCI_RSP FSM sets the
2287    //      r_vci_rsp_data_error flip-flop, without writing any data in the
2288    //      r_vci_rsp_fifo_dcache FIFO, and the synchronous error is signaled
2289    //      by the DCACHE FSM.
2290    //    - If a Write Bus Error is detected, the VCI_RSP FSM  signals
2291    //      the asynchronous error using the setWriteBerr() method.
2292    //    When the MMU is activated bus error are rare events, as the MMU
2293    //    checks the physical address before the VCI transaction starts.
2294    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2295
2296    // default value for m_drsp
2297    m_drsp.valid = false;
2298    m_drsp.error = false;
2299    m_drsp.rdata = 0;
2300
2301    switch ( r_dcache_fsm.read() ) 
2302    {
2303    case DCACHE_IDLE: // There are 10 conditions to exit the IDLE state :
2304                      // 1) ITLB/DTLB inval request (update)  => DCACHE_INVAL_TLB_SCAN
2305                      // 2) Coherence request (TGT FSM)       => DCACHE_CC_CHECK
2306                      // 3) ITLB miss request (ICACHE FSM)    => DCACHE_TLB_MISS
2307                      // 4) XTN request (processor)           => DCACHE_XTN_*
2308                      // 5) DTLB miss (processor)             => DCACHE_TLB_MISS
2309                      // 6) Dirty bit update (processor)      => DCACHE_DIRTY_GET_PTE
2310                      // 7) Cacheable read miss (processor)   => DCACHE_MISS_SELECT
2311                      // 8) Uncacheable read (processor)      => DCACHE_UNC_WAIT
2312                      // 9) LL access (processor)             => DCACHE_LL_WAIT
2313                      // 10) SC access (processor)            => DCACHE_SC_WAIT
2314                      //
2315                      // There is a fixed priority to handle requests to DCACHE:
2316                      //    1/ the ITLB/DTLB invalidate requests
2317                      //    2/ the coherence requests,
2318                      //    3/ the processor requests (including DTLB miss),
2319                      //    4/ the ITLB miss requests,
2320                      // The address space processor request are handled as follows:
2321                      // - WRITE request is blocked if the Dirty bit mus be set.
2322                      // If DTLB hit, the P1 stage is activated (writes WBUF, and
2323                      // updates DCACHE if DCACHE hit) & processor request acknowledged.
2324                      // - READ request generate a simultaneouss access to  DCACHE.DATA
2325                      // and DCACHE.DIR, but is delayed if DCACHE update required.
2326                      //
2327                      // There is 4 configurations defining the access type to
2328                      // DTLB, DCACHE.DATA, and DCACHE.DIR, depending on the
2329                      // dreq.valid (dreq) and r_dcache_updt_req (updt) signals:
2330                      //    dreq / updt / DTLB  / DCACHE.DIR / DCACHE.DATA /                   
2331                      //     0   /  0   / NOP   / NOP        / NOP         /
2332                      //     0   /  1   / NOP   / NOP        / WRITE       /
2333                      //     1   /  0   / READ  / READ       / NOP         /
2334                      //     1   /  1   / READ  / READ       / WRITE       /
2335                      // Those two registers are set at each cycle from the 3 signals
2336                      // updt_request, wbuf_request, wbuf_write_miss.
2337    { 
2338        paddr_t     paddr;                          // physical address
2339        pte_info_t      tlb_flags; 
2340        size_t          tlb_way; 
2341        size_t          tlb_set; 
2342        paddr_t         tlb_nline; 
2343        size_t          cache_way;
2344        size_t          cache_set;
2345        size_t          cache_word;
2346        uint32_t        cache_rdata = 0;
2347        bool        tlb_hit = false;                     
2348        int             cache_state = CACHE_SLOT_STATE_EMPTY; 
2349
2350        bool        tlb_inval_required = false;     // request TLB inval after cache update
2351        bool        wbuf_write_miss    = false;     // miss a WBUF write request
2352        bool        updt_request       = false;     // request DCACHE update in P1 stage
2353        bool        wbuf_request       = false;     // request WBUF write in P1 stage
2354
2355        // physical address computation : systematic DTLB access if activated)
2356        if ( m_dreq.valid )
2357        {
2358            if ( r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK )  // DTLB activated
2359            {
2360                tlb_hit = r_dtlb.translate( m_dreq.addr,
2361                                            &paddr,
2362                                            &tlb_flags,
2363                                            &tlb_nline,
2364                                            &tlb_way,   
2365                                            &tlb_set ); 
2366#ifdef INSTRUMENTATION
2367m_cpt_dtlb_read++;
2368#endif
2369            }
2370            else                                    // identity mapping
2371            {
2372                paddr       = (paddr_t)m_dreq.addr;
2373            }
2374        } // end physical address computation
2375
2376        // systematic DCACHE access depending on r_dcache_updt_req (if activated)
2377        if ( r_mmu_mode.read() & DATA_CACHE_MASK)       
2378        {
2379            if ( m_dreq.valid and r_dcache_updt_req.read() ) // read DIR and write DATA
2380            {
2381                r_dcache.read_dir( paddr,
2382                                   &cache_state,
2383                                   &cache_way,
2384                                   &cache_set,
2385                                   &cache_word );
2386
2387                r_dcache.write( r_dcache_save_cache_way.read(),
2388                                r_dcache_save_cache_set.read(),
2389                                r_dcache_save_cache_word.read(),
2390                                r_dcache_save_wdata.read(),
2391                                r_dcache_save_be.read() );
2392#ifdef INSTRUMENTATION
2393m_cpt_dcache_dir_read++;
2394m_cpt_dcache_data_write++;
2395#endif
2396            }
2397            else if ( m_dreq.valid and not r_dcache_updt_req.read() ) // read DIR and DATA
2398            {
2399                r_dcache.read( paddr,
2400                               &cache_rdata,
2401                               &cache_way,
2402                               &cache_set,
2403                               &cache_word,
2404                               &cache_state );
2405#ifdef INSTRUMENTATION
2406m_cpt_dcache_dir_read++;
2407m_cpt_dcache_data_read++;
2408#endif
2409            }
2410            else if ( not m_dreq.valid and r_dcache_updt_req.read() ) // write DATA
2411            {
2412                r_dcache.write( r_dcache_save_cache_way.read(),
2413                                r_dcache_save_cache_set.read(),
2414                                r_dcache_save_cache_word.read(),
2415                                r_dcache_save_wdata.read(), 
2416                                r_dcache_save_be.read() );
2417#ifdef INSTRUMENTATION
2418m_cpt_dcache_data_write++;
2419#endif
2420            }
2421        } // end dcache access   
2422
2423        // DCACHE update in P1 stage can require ITLB / DTLB inval or flush
2424        if ( r_dcache_updt_req.read() )
2425        {
2426            size_t way = r_dcache_save_cache_way.read();
2427            size_t set = r_dcache_save_cache_set.read();
2428
2429            if ( r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] )
2430            {
2431                tlb_inval_required       = true;
2432                    r_dcache_tlb_inval_set   = 0;
2433                    r_dcache_tlb_inval_line  = r_dcache_save_paddr.read()>>
2434                                           (uint32_log2(m_dcache_words<<2)); 
2435                    r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
2436            }
2437            else if ( r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] )
2438            {
2439                r_itlb.reset();
2440                r_dtlb.reset();
2441                    r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
2442            }
2443
2444#if DEBUG_DCACHE
2445if ( m_debug_dcache_fsm )
2446{
2447    std::cout << "  <PROC " << name() 
2448              << " DCACHE_IDLE> Cache update in P1 stage" << std::dec
2449              << " / WAY = " << r_dcache_save_cache_way.read() 
2450              << " / SET = " << r_dcache_save_cache_set.read() 
2451              << " / WORD = " << r_dcache_save_cache_word.read() << std::hex
2452              << " / DATA = " << r_dcache_save_wdata.read()
2453              << " / BE = " << r_dcache_save_be.read() << std::endl;
2454}
2455#endif
2456        } // end test TLB inval
2457
2458        // Try WBUF update in P1 stage
2459        // Miss if the write request is non cacheable, and there is a pending
2460        // non cacheable write, or if the write buffer is full.
2461        if ( r_dcache_wbuf_req.read() )
2462        {
2463            // miss if write not cacheable, and previous non cacheable write registered
2464            if ( not r_dcache_save_cacheable.read() and r_dcache_pending_unc_write.read() ) 
2465            {
2466                wbuf_write_miss = true;
2467            }
2468            else                // try a registration into write buffer
2469            {
2470                bool wok = r_wbuf.write( r_dcache_save_paddr.read(),
2471                                         r_dcache_save_be.read(),
2472                                         r_dcache_save_wdata.read(),
2473                                         r_dcache_save_cacheable.read() );
2474#ifdef INSTRUMENTATION
2475m_cpt_wbuf_write++;
2476#endif
2477                if ( not wok ) // miss if write buffer full
2478                {
2479                    wbuf_write_miss = true;
2480                }
2481                else          // update the write_buffer state extension
2482                {
2483                    if(not r_dcache_pending_unc_write.read())
2484                        r_dcache_pending_unc_write = not r_dcache_save_cacheable.read();
2485                }
2486            }
2487        } // end WBUF update
2488
2489        // Computing the response to processor,
2490        // and the next value for r_dcache_fsm
2491
2492        // itlb/dtlb invalidation self-request
2493        if ( tlb_inval_required )
2494        {
2495            r_dcache_fsm_scan_save = r_dcache_fsm.read();
2496            r_dcache_fsm           = DCACHE_INVAL_TLB_SCAN;
2497        }
2498
2499        // coherence request (from CC_RECEIVE FSM)
2500        else if ( r_tgt_dcache_req.read() )   
2501        {
2502            r_dcache_fsm_cc_save   = r_dcache_fsm.read();
2503            r_dcache_fsm           = DCACHE_CC_CHECK;
2504        }
2505
2506        // cleanup ack request (from CC_RECEIVE FSM)
2507        else if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
2508        {
2509            r_dcache_fsm_cc_save   = r_dcache_fsm.read();
2510            r_dcache_fsm           = DCACHE_CC_CLACK;
2511        }
2512
2513        // processor request (READ, WRITE, LL, SC, XTN_READ, XTN_WRITE)
2514        // we don't take the processor request, and registers
2515        // are frozen in case of wbuf_write_miss
2516        else if ( m_dreq.valid and not wbuf_write_miss )
2517        {
2518            // register processor request and DCACHE response
2519            r_dcache_save_vaddr      = m_dreq.addr;
2520            r_dcache_save_be         = m_dreq.be;
2521            r_dcache_save_wdata      = m_dreq.wdata;
2522            r_dcache_save_paddr      = paddr;
2523            r_dcache_save_cache_way  = cache_way;
2524            r_dcache_save_cache_set  = cache_set;
2525            r_dcache_save_cache_word = cache_word;
2526
2527            // READ XTN requests from processor
2528            // They are executed in this DCACHE_IDLE state.
2529            // The processor must not be in user mode
2530            if (m_dreq.type == iss_t::XTN_READ) 
2531            {
2532                int xtn_opcode = (int)m_dreq.addr/4;
2533
2534                // checking processor mode:
2535                if (m_dreq.mode  == iss_t::MODE_USER)
2536                {
2537                    r_mmu_detr   = MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION; 
2538                    r_mmu_dbvar  = m_dreq.addr;
2539                    m_drsp.valid = true;
2540                    m_drsp.error = true;
2541                    m_drsp.rdata = 0;
2542                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2543                }
2544                else 
2545                {
2546                    switch( xtn_opcode ) 
2547                    {
2548                    case iss_t::XTN_INS_ERROR_TYPE:
2549                        m_drsp.rdata = r_mmu_ietr.read();
2550                        m_drsp.valid = true;
2551                        m_drsp.error = false;
2552                        break;
2553
2554                    case iss_t::XTN_DATA_ERROR_TYPE:
2555                        m_drsp.rdata = r_mmu_detr.read();
2556                        m_drsp.valid = true;
2557                        m_drsp.error = false;
2558                        break;
2559
2560                    case iss_t::XTN_INS_BAD_VADDR:
2561                        m_drsp.rdata = r_mmu_ibvar.read();       
2562                        m_drsp.valid = true;
2563                        m_drsp.error = false;
2564                        break;
2565
2566                    case iss_t::XTN_DATA_BAD_VADDR:
2567                        m_drsp.rdata = r_mmu_dbvar.read();       
2568                        m_drsp.valid = true;
2569                        m_drsp.error = false;
2570                        break;
2571
2572                    case iss_t::XTN_PTPR:
2573                        m_drsp.rdata = r_mmu_ptpr.read();
2574                        m_drsp.valid = true;
2575                        m_drsp.error = false;
2576                        break;
2577
2578                    case iss_t::XTN_TLB_MODE:
2579                        m_drsp.rdata = r_mmu_mode.read();
2580                        m_drsp.valid = true;
2581                        m_drsp.error = false;
2582                        break;
2583
2584                    case iss_t::XTN_MMU_PARAMS:
2585                        m_drsp.rdata = r_mmu_params;
2586                        m_drsp.valid = true;
2587                        m_drsp.error = false;
2588                        break;
2589
2590                    case iss_t::XTN_MMU_RELEASE:
2591                        m_drsp.rdata = r_mmu_release;
2592                        m_drsp.valid = true;
2593                        m_drsp.error = false;
2594                        break;
2595
2596                    case iss_t::XTN_MMU_WORD_LO:
2597                        m_drsp.rdata = r_mmu_word_lo.read();
2598                        m_drsp.valid = true;
2599                        m_drsp.error = false;
2600                        break;
2601
2602                    case iss_t::XTN_MMU_WORD_HI:
2603                        m_drsp.rdata = r_mmu_word_hi.read();
2604                        m_drsp.valid = true;
2605                        m_drsp.error = false;
2606                        break;
2607
2608                    default:
2609                        r_mmu_detr = MMU_READ_UNDEFINED_XTN; 
2610                        r_mmu_dbvar  = m_dreq.addr;
2611                        m_drsp.valid = true;
2612                        m_drsp.error = true;
2613                        m_drsp.rdata = 0;
2614                        break;
2615                    } // end switch xtn_opcode
2616                } // end else
2617            } // end if XTN_READ
2618
2619            // Handling WRITE XTN requests from processor.
2620            // They are not executed in this DCACHE_IDLE state
2621            // if they require access to the caches or the TLBs
2622            // that are already accessed.
2623            // Caches can be invalidated or flushed in user mode,
2624            // and the sync instruction can be executed in user mode
2625            else if (m_dreq.type == iss_t::XTN_WRITE) 
2626            {
2627                int xtn_opcode      = (int)m_dreq.addr/4;
2628                r_dcache_xtn_opcode = xtn_opcode;
2629
2630                // checking processor mode:
2631                if ( (m_dreq.mode  == iss_t::MODE_USER) &&
2632                     (xtn_opcode != iss_t:: XTN_SYNC) &&
2633                     (xtn_opcode != iss_t::XTN_DCACHE_INVAL) &&
2634                     (xtn_opcode != iss_t::XTN_DCACHE_FLUSH) &&
2635                     (xtn_opcode != iss_t::XTN_ICACHE_INVAL) &&
2636                     (xtn_opcode != iss_t::XTN_ICACHE_FLUSH) )
2637                {
2638                    r_mmu_detr   = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION; 
2639                    r_mmu_dbvar  = m_dreq.addr;
2640                    m_drsp.valid = true;
2641                    m_drsp.error = true;
2642                    m_drsp.rdata = 0;
2643                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2644                }
2645                else
2646                {
2647                    switch( xtn_opcode ) 
2648                    {     
2649                    case iss_t::XTN_PTPR:                       // itlb & dtlb must be flushed
2650                        r_dcache_xtn_req = true;
2651                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_SWITCH;
2652                        break;
2653
2654                    case iss_t::XTN_TLB_MODE:                   // no cache or tlb access
2655                        r_mmu_mode       = m_dreq.wdata;
2656                        m_drsp.valid     = true;
2657                        r_dcache_fsm     = DCACHE_IDLE;
2658                        break;
2659
2660                    case iss_t::XTN_DTLB_INVAL:                 // dtlb access
2661                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_DT_INVAL; 
2662                        break;
2663
2664                    case iss_t::XTN_ITLB_INVAL:                 // itlb access
2665                        r_dcache_xtn_req = true;
2666                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_IT_INVAL; 
2667                        break;
2668
2669                    case iss_t::XTN_DCACHE_INVAL:               // dcache, dtlb & itlb access
2670                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_DC_INVAL_VA;
2671                        break;
2672
2673                    case iss_t::XTN_MMU_DCACHE_PA_INV:          // dcache, dtlb & itlb access
2674                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA;
2675                        if (sizeof(paddr_t) <= 32) 
2676                        {
2677                            assert(r_mmu_word_hi.read() == 0 &&
2678                            "high bits should be 0 for 32bit paddr");
2679                            r_dcache_save_paddr = (paddr_t)r_mmu_word_lo.read();
2680                        } 
2681                        else 
2682                        {
2683                            r_dcache_save_paddr = (paddr_t)r_mmu_word_hi.read() << 32 | 
2684                                                  (paddr_t)r_mmu_word_lo.read();
2685                        }
2686                        break;
2687
2688                    case iss_t::XTN_DCACHE_FLUSH:              // itlb and dtlb must be reset 
2689                        r_dcache_flush_count = 0;
2690                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_DC_FLUSH; 
2691                        break;
2692
2693                    case iss_t::XTN_ICACHE_INVAL:               // icache and itlb access
2694                        r_dcache_xtn_req = true;
2695                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_IC_INVAL_VA; 
2696                        break;
2697
2698                    case iss_t::XTN_MMU_ICACHE_PA_INV:          // icache access
2699                        r_dcache_xtn_req = true;
2700                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_IC_INVAL_PA; 
2701                        break;
2702
2703                    case iss_t::XTN_ICACHE_FLUSH:               // icache access
2704                        r_dcache_xtn_req = true; 
2705                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_IC_FLUSH;
2706                        break;
2707
2708                    case iss_t::XTN_SYNC:                       // wait until write buffer empty
2709                        r_dcache_fsm     = DCACHE_XTN_SYNC;
2710                        break;
2711
2712                    case iss_t::XTN_MMU_WORD_LO:                // no cache or tlb access
2713                        r_mmu_word_lo    = m_dreq.wdata;
2714                        m_drsp.valid     = true;
2715                        r_dcache_fsm     = DCACHE_IDLE;
2716                        break;
2717
2718                    case iss_t::XTN_MMU_WORD_HI:                // no cache or tlb access
2719                        r_mmu_word_hi    = m_dreq.wdata;
2720                        m_drsp.valid     = true;
2721                        r_dcache_fsm     = DCACHE_IDLE;
2722                        break;
2723
2724                    case iss_t::XTN_MMU_LL_RESET:      // no cache or tlb access
2725                        r_dcache_llsc_valid = false;
2726                        m_drsp.valid     = true;
2727                        r_dcache_fsm     = DCACHE_IDLE;
2728                    break;
2729
2730                        case iss_t::XTN_ICACHE_PREFETCH:                // not implemented : no action
2731                        case iss_t::XTN_DCACHE_PREFETCH:                // not implemented : no action
2732                        m_drsp.valid     = true;
2733                        r_dcache_fsm     = DCACHE_IDLE;
2734                            break;
2735       
2736                    default:
2737                        r_mmu_detr   = MMU_WRITE_UNDEFINED_XTN; 
2738                        r_mmu_dbvar  = m_dreq.addr;
2739                        m_drsp.valid = true;
2740                        m_drsp.error = true;
2741                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2742                        break;
2743                    } // end switch xtn_opcode
2744                } // end else
2745            } // end if XTN_WRITE
2746
2747            // Handling processor requests to address space (READ/WRITE/LL/SC)
2748            // The dtlb and dcache can be activated or not.
2749            // We compute the cacheability, and check processor request validity:
2750            // - If DTLB not activated : cacheability is defined by the segment table,
2751            //   and there is no access rights checking.
2752            // - If DTLB activated : cacheability is defined by the C bit in the PTE,
2753            //   and the U & W bits of the PTE are checked, as well as the DTLB hit.
2754            //   Jumps to the TLB_MISS sub-fsm in case of dtlb miss.
2755            else
2756            {
2757                bool        valid_req;
2758                bool        cacheable;
2759
2760                if ( not (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK) )          // dtlb not activated
2761                {
2762                    valid_req     = true;
2763
2764                    if ( not (r_mmu_mode.read() & DATA_CACHE_MASK) ) cacheable = false;
2765                    else cacheable = m_cacheability_table[m_dreq.addr];
2766                }
2767                else                                                                       // dtlb activated
2768                {
2769                    if ( tlb_hit )                                      // tlb hit
2770                    {
2771                        // cacheability
2772                        if ( not (r_mmu_mode.read() & DATA_CACHE_MASK) ) cacheable = false;
2773                        else cacheable = tlb_flags.c;
2774
2775                        // access rights checking
2776                        if ( not tlb_flags.u and (m_dreq.mode == iss_t::MODE_USER)) 
2777                        {
2778                            if ( (m_dreq.type == iss_t::DATA_READ) or
2779                                 (m_dreq.type == iss_t::DATA_LL) )
2780                            {
2781                                r_mmu_detr = MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION;
2782                            }
2783                            else 
2784                            {
2785                                r_mmu_detr = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2786                            }
2787                            valid_req    = false;
2788                            r_mmu_dbvar  = m_dreq.addr;
2789                            m_drsp.valid = true;
2790                            m_drsp.error = true;
2791                            m_drsp.rdata = 0;
2792#if DEBUG_DCACHE
2793if ( m_debug_dcache_fsm )
2794{
2795    std::cout << "  <PROC " << name() 
2796              << ".DCACHE_IDLE> HIT in dtlb, but privilege violation" << std::endl;
2797}
2798#endif
2799                        }
2800                        else if ( not tlb_flags.w and
2801                                  ((m_dreq.type == iss_t::DATA_WRITE) or
2802                                   (m_dreq.type == iss_t::DATA_SC)) ) 
2803                        {
2804                            r_mmu_detr   = MMU_WRITE_ACCES_VIOLATION; 
2805                            valid_req    = false;
2806                            r_mmu_dbvar  = m_dreq.addr;
2807                            m_drsp.valid = true;
2808                            m_drsp.error = true;
2809                            m_drsp.rdata = 0;
2810#if DEBUG_DCACHE
2811if ( m_debug_dcache_fsm )
2812{
2813    std::cout << "  <PROC " << name() 
2814              << ".DCACHE_IDLE> HIT in dtlb, but writable violation" << std::endl;
2815}
2816#endif
2817                        }
2818                        else
2819                        {
2820                            valid_req    = true;
2821                        }
2822                    }
2823                    else                                                // tlb miss
2824                    {
2825                        valid_req            = false;
2826                        r_dcache_tlb_vaddr   = m_dreq.addr;
2827                        r_dcache_tlb_ins     = false; 
2828                        r_dcache_fsm         = DCACHE_TLB_MISS;
2829                    }
2830                }    // end DTLB activated
2831
2832                if ( valid_req )        // processor request is valid after TLB check
2833                {
2834                    r_dcache_save_cacheable  = cacheable;
2835
2836                    // READ request
2837                    // The read requests are taken only if there is no cache update.
2838                    // We request a VCI transaction to CMD FSM if miss or uncachable
2839                    if ( ((m_dreq.type == iss_t::DATA_READ)) 
2840                          and not r_dcache_updt_req.read() )
2841                    { 
2842                        if ( cacheable )                // cacheable read
2843                        {
2844                            if ( cache_state == CACHE_SLOT_STATE_EMPTY )   // cache miss
2845                            {
2846#ifdef INSTRUMENTATION
2847m_cpt_dcache_miss++;
2848#endif
2849                                // request a VCI DMISS transaction
2850                                r_dcache_vci_paddr    = paddr;
2851                                r_dcache_vci_miss_req = true;
2852                                r_dcache_miss_type    = PROC_MISS;
2853                                r_dcache_fsm          = DCACHE_MISS_SELECT;
2854#if DEBUG_DCACHE
2855if ( m_debug_dcache_fsm )
2856{
2857    std::cout << "  <PROC " << name() 
2858              << ".DCACHE_IDLE> READ MISS in dcache" << std::endl;
2859}
2860#endif
2861                            }
2862                            else if (cache_state == CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI ) // pending cleanup
2863                            {
2864                                // stalled until cleanup is acknowledged
2865                                r_dcache_fsm   = DCACHE_IDLE;
2866                            }
2867                            else                                      // cache hit
2868                            {
2869#ifdef INSTRUMENTATION
2870m_cpt_data_read++;
2871#endif
2872                                // returns data to processor
2873                                m_drsp.valid   = true;
2874                                m_drsp.error   = false;
2875                                m_drsp.rdata   = cache_rdata;
2876#if DEBUG_DCACHE
2877if ( m_debug_dcache_fsm )
2878{
2879    std::cout << "  <PROC " << name() 
2880              << ".DCACHE_IDLE> READ HIT in dcache" << std::endl;
2881}
2882#endif
2883                            }
2884                        }
2885                        else                                    // uncacheable read
2886                        {
2887                            r_dcache_vci_paddr    = paddr;
2888                            r_dcache_vci_unc_be   = m_dreq.be;
2889                            r_dcache_vci_unc_req  = true;
2890                            r_dcache_fsm          = DCACHE_UNC_WAIT;
2891#if DEBUG_DCACHE
2892if ( m_debug_dcache_fsm )
2893{
2894    std::cout << "  <PROC " << name() 
2895              << ".DCACHE_IDLE> READ UNCACHEABLE in dcache" << std::endl;
2896}
2897#endif
2898                        }
2899                    } // end READ
2900
2901                    // LL request (non cachable)
2902                    // We request a VCI LL transaction to CMD FSM and register
2903                    // the LL/SC operation in llsc buffer.
2904                    else if (m_dreq.type == iss_t::DATA_LL)
2905                    {
2906                        // register paddr in LLSC buffer
2907                        r_dcache_llsc_paddr = paddr;
2908                        r_dcache_llsc_count = LLSC_TIMEOUT;
2909                        r_dcache_llsc_valid = true;
2910
2911                        // request an LL VCI transaction and go to DCACHE_LL_WAIT state
2912                        r_dcache_vci_ll_req   = true;
2913                        r_dcache_vci_paddr    = paddr;
2914                        r_dcache_ll_rsp_count = 0;
2915                        r_dcache_fsm          = DCACHE_LL_WAIT;
2916
2917                    }// end LL
2918
2919                    // WRITE request:
2920                    // If the TLB is activated and the PTE Dirty bit is not set, we stall
2921                    // the processor and set the Dirty bit before handling the write request,
2922                    // going to the DCACHE_DIRTY_GT_PTE state.
2923                    // If we don't need to set the Dirty bit, we can acknowledge
2924                    // the processor request, as the write arguments (including the
2925                    // physical address) are registered in r_dcache_save registers,
2926                    // and the write will be done in the P1 pipeline stage.
2927                    else if ( m_dreq.type == iss_t::DATA_WRITE )
2928                    {
2929                        if ( (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK ) 
2930                              and not tlb_flags.d )             // Dirty bit must be set
2931                        {
2932                            // The PTE physical address is obtained from the nline value (dtlb),
2933                            // and from the virtual address (word index)
2934                            if ( tlb_flags.b )  // PTE1
2935                            {
2936                                r_dcache_dirty_paddr = (paddr_t)(tlb_nline*(m_dcache_words<<2)) |
2937                                                       (paddr_t)((m_dreq.addr>>19) & 0x3c);
2938                            }
2939                            else                // PTE2
2940                            {
2941                                r_dcache_dirty_paddr = (paddr_t)(tlb_nline*(m_dcache_words<<2)) |
2942                                                       (paddr_t)((m_dreq.addr>>9) & 0x38);
2943                            }
2944                            r_dcache_fsm      = DCACHE_DIRTY_GET_PTE;
2945                        }
2946                        else                                    // Write request accepted
2947                        {
2948#ifdef INSTRUMENTATION
2949m_cpt_data_write++;
2950#endif
2951                            // cleaning llsc buffer if address matching
2952                            if ( paddr == r_dcache_llsc_paddr.read() )
2953                                r_dcache_llsc_valid = false;
2954
2955                            // response to processor
2956                            m_drsp.valid        = true;
2957
2958                            // activating P1 stage
2959                            wbuf_request = true;
2960                            updt_request = (cache_state == CACHE_SLOT_STATE_VALID);
2961                        }
2962                    } // end WRITE
2963 
2964                    // SC request:
2965                    // If the TLB is activated and the PTE Dirty bit is not set, we stall
2966                    // the processor and set the Dirty bit before handling the write request,
2967                    // going to the DCACHE_DIRTY_GT_PTE state.
2968                    // If we don't need to set the Dirty bit, we test the llsc buffer:
2969                    // If failure, we send a negative response to processor.
2970                    // If success, we request a SC transaction to CMD FSM and go
2971                    // to DCACHE_SC_WAIT state.
2972                    // We don't check a possible write hit in dcache, as the cache update
2973                    // is done by the coherence transaction induced by the SC...
2974                    else if ( m_dreq.type == iss_t::DATA_SC )
2975                    {
2976                        if ( (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK ) 
2977                              and not tlb_flags.d )                     // Dirty bit must be set
2978                        {
2979                            // The PTE physical address is obtained from the nline value (dtlb),
2980                            // and the word index (virtual address)
2981                            if ( tlb_flags.b )  // PTE1
2982                            {
2983                                r_dcache_dirty_paddr = (paddr_t)(tlb_nline*(m_dcache_words<<2)) |
2984                                                       (paddr_t)((m_dreq.addr>>19) & 0x3c);
2985                            }
2986                            else                        // PTE2
2987                            {
2988                                r_dcache_dirty_paddr = (paddr_t)(tlb_nline*(m_dcache_words<<2)) |
2989                                                       (paddr_t)((m_dreq.addr>>9) & 0x38);
2990                            }
2991                            r_dcache_fsm           = DCACHE_DIRTY_GET_PTE;
2992                            m_drsp.valid = false;
2993                            m_drsp.error = false;
2994                            m_drsp.rdata = 0;
2995                        }
2996                        else                                    // SC request accepted
2997                        {
2998#ifdef INSTRUMENTATION
2999m_cpt_data_sc++;
3000#endif
3001                            // checking local success
3002                            if( r_dcache_llsc_valid.read() and
3003                                (r_dcache_llsc_paddr.read() == paddr) )  // local success
3004                            {
3005                                // request an SC CMD and go to DCACHE_SC_WAIT state
3006                                r_dcache_vci_paddr   = paddr;
3007                                r_dcache_vci_sc_req  = true;
3008                                r_dcache_vci_sc_data = m_dreq.wdata;
3009                                r_dcache_fsm         = DCACHE_SC_WAIT;
3010                            }
3011                            else                                          // local fail
3012                            {
3013                                    m_drsp.valid = true;
3014                                    m_drsp.error = false;
3015                                    m_drsp.rdata = 0x1;
3016                            }
3017                        }
3018                    } // end SC
3019                } // end valid_req
3020            }  // end if read/write/ll/sc request       
3021        } // end processor request
3022       
3023        // itlb miss request
3024        else if ( r_icache_tlb_miss_req.read() and not wbuf_write_miss )
3025        {
3026            r_dcache_tlb_ins    = true;
3027            r_dcache_tlb_vaddr  = r_icache_vaddr_save.read();
3028            r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB_MISS;
3029        }
3030
3031        // Computing requests for P1 stage : r_dcache_wbuf_req & r_dcache_updt_req
3032        r_dcache_updt_req = updt_request; 
3033        r_dcache_wbuf_req = wbuf_request or
3034                            (r_dcache_wbuf_req.read() and wbuf_write_miss);
3035        break;
3036    } 
3037    /////////////////////
3038    case DCACHE_TLB_MISS: // This is the entry point for the sub-fsm handling all tlb miss.
3039                          // Input arguments are:
3040                          // - r_dcache_tlb_vaddr
3041                          // - r_dcache_tlb_ins (true when itlb miss)
3042                          // The sub-fsm access the dcache to find the missing TLB entry,
3043                          // and activates the cache miss procedure in case of miss.
3044                          // It bypass the first level page table access if possible.
3045                          // It uses atomic access to update the R/L access bits
3046                          // in the page table if required.
3047                          // It directly updates the itlb or dtlb, and writes into the
3048                          // r_mmu_ins_* or r_mmu_data* error reporting registers.
3049    {
3050        uint32_t        ptba = 0;
3051        bool            bypass;
3052        paddr_t         pte_paddr;
3053
3054        // evaluate bypass in order to skip first level page table access
3055        if ( r_dcache_tlb_ins.read() )                          // itlb miss
3056        {
3057            bypass = r_itlb.get_bypass(r_dcache_tlb_vaddr.read(), &ptba);
3058        }
3059        else                                                    // dtlb miss
3060        {
3061            bypass = r_dtlb.get_bypass(r_dcache_tlb_vaddr.read(), &ptba);
3062        }
3063
3064        if ( not bypass )     // Try to read PTE1/PTD1 in dcache
3065        {
3066            pte_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr.read() << (INDEX1_NBITS+2) |
3067                        (paddr_t)((r_dcache_tlb_vaddr.read() >> PAGE_M_NBITS) << 2);
3068            r_dcache_tlb_paddr = pte_paddr;
3069            r_dcache_fsm       = DCACHE_TLB_PTE1_GET;
3070        }
3071        else                  // Try to read PTE2 in dcache
3072        {
3073            pte_paddr = (paddr_t)ptba << PAGE_K_NBITS |
3074                        (paddr_t)(r_dcache_tlb_vaddr.read()&PTD_ID2_MASK)>>(PAGE_K_NBITS-3);
3075            r_dcache_tlb_paddr = pte_paddr;
3076            r_dcache_fsm       = DCACHE_TLB_PTE2_GET;
3077        }
3078
3079#if DEBUG_DCACHE
3080if ( m_debug_dcache_fsm )
3081{
3082    if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3083    {
3084        std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_MISS> ITLB miss";
3085    }
3086    else
3087    {                           
3088        std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_MISS> DTLB miss";
3089    }
3090    std::cout << " / VADDR = " << std::hex << r_dcache_tlb_vaddr.read()
3091              << " / BYPASS = " << bypass
3092              << " / PTE_ADR = " << pte_paddr << std::endl;
3093}
3094#endif
3095 
3096        break;
3097    }
3098    ///////////////////////// 
3099    case DCACHE_TLB_PTE1_GET:   // try to read a PT1 entry in dcache
3100    {
3101        uint32_t        entry;
3102        size_t          way;
3103        size_t          set;
3104        size_t          word;
3105
3106        bool     hit = r_dcache.read( r_dcache_tlb_paddr.read(),
3107                                      &entry,
3108                                      &way,
3109                                      &set,
3110                                      &word );
3111#ifdef INSTRUMENTATION
3112m_cpt_dcache_data_read++;
3113m_cpt_dcache_dir_read++;
3114#endif
3115        if ( hit )      //  hit in dcache
3116        {
3117            if ( not (entry & PTE_V_MASK) )     // unmapped
3118            {
3119                if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3120                {
3121                    r_mmu_ietr             = MMU_READ_PT1_UNMAPPED;
3122                    r_mmu_ibvar            = r_dcache_tlb_vaddr.read();
3123                    r_icache_tlb_miss_req  = false;
3124                    r_icache_tlb_rsp_error = true;
3125                }
3126                else
3127                {
3128                    r_mmu_detr             = MMU_READ_PT1_UNMAPPED;
3129                    r_mmu_dbvar            = r_dcache_tlb_vaddr.read();
3130                    m_drsp.valid             = true;
3131                    m_drsp.error             = true;
3132                }
3133                r_dcache_fsm          = DCACHE_IDLE;
3134
3135#if DEBUG_DCACHE
3136if ( m_debug_dcache_fsm )
3137{
3138    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_GET> HIT in dcache, but unmapped"
3139              << std::hex << " / paddr = " << r_dcache_tlb_paddr.read()
3140              << std::dec << " / way = " << way
3141              << std::dec << " / set = " << set
3142              << std::dec << " / word = " << word
3143              << std::hex << " / PTE1 = " << entry << std::endl;
3144}
3145#endif
3146 
3147            }
3148            else if( entry & PTE_T_MASK )       //  PTD : me must access PT2
3149            {
3150                // mark the cache line ac containing a PTD
3151                r_dcache_contains_ptd[m_dcache_sets*way+set] = true;
3152
3153                // register bypass
3154                if ( r_dcache_tlb_ins.read() )          // itlb
3155                {
3156                    r_itlb.set_bypass(r_dcache_tlb_vaddr.read(),
3157                                      entry & ((1 << (m_paddr_nbits-PAGE_K_NBITS)) - 1), 
3158                                      r_dcache_tlb_paddr.read() / (m_icache_words<<2) ); 
3159                }
3160                else                                    // dtlb
3161                {
3162                    r_dtlb.set_bypass(r_dcache_tlb_vaddr.read(),
3163                                      entry & ((1 << (m_paddr_nbits-PAGE_K_NBITS)) - 1),
3164                                      r_dcache_tlb_paddr.read() / (m_dcache_words<<2) );
3165                }
3166                r_dcache_tlb_paddr = 
3167                    (paddr_t)(entry & ((1<<(m_paddr_nbits-PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS |
3168                    (paddr_t)(((r_dcache_tlb_vaddr.read() & PTD_ID2_MASK) >> PAGE_K_NBITS) << 3);
3169                r_dcache_fsm       = DCACHE_TLB_PTE2_GET;
3170
3171#if DEBUG_DCACHE
3172if ( m_debug_dcache_fsm )
3173{
3174    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_GET> HIT in dcache"
3175              << std::hex << " / paddr = " << r_dcache_tlb_paddr.read()
3176              << std::dec << " / way = " << way
3177              << std::dec << " / set = " << set
3178              << std::dec << " / word = " << word
3179              << std::hex << " / PTD = " << entry << std::endl;
3180}
3181#endif
3182            }
3183            else                        //  PTE1 :  we must update the TLB
3184            {
3185                r_dcache_in_tlb[m_icache_sets*way+set] = true;
3186                r_dcache_tlb_pte_flags  = entry;
3187                r_dcache_tlb_cache_way  = way;
3188                r_dcache_tlb_cache_set  = set;
3189                r_dcache_tlb_cache_word = word;
3190                r_dcache_fsm            = DCACHE_TLB_PTE1_SELECT;
3191
3192#if DEBUG_DCACHE
3193if ( m_debug_dcache_fsm )
3194{
3195    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_GET> HIT in dcache"
3196              << std::hex << " / paddr = " << r_dcache_tlb_paddr.read()
3197              << std::dec << " / way = " << way
3198              << std::dec << " / set = " << set
3199              << std::dec << " / word = " << word
3200              << std::hex << " / PTE1 = " << entry << std::endl;
3201}
3202#endif
3203            }
3204        }
3205        else            // we must load the missing cache line in dcache
3206        {
3207            r_dcache_vci_miss_req  = true;             
3208            r_dcache_vci_paddr     = r_dcache_tlb_paddr.read(); 
3209            r_dcache_save_paddr    = r_dcache_tlb_paddr.read(); 
3210            r_dcache_miss_type     = PTE1_MISS;
3211            r_dcache_fsm           = DCACHE_MISS_SELECT;         
3212
3213#if DEBUG_DCACHE
3214if ( m_debug_dcache_fsm )
3215{
3216    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_GET> MISS in dcache:"
3217              << " PTE1 address = " << std::hex << r_dcache_tlb_paddr.read() << std::endl;
3218}
3219#endif
3220        }
3221        break;
3222    }
3223    ////////////////////////////
3224    case DCACHE_TLB_PTE1_SELECT:        // select a slot for PTE1
3225    {
3226        size_t  way;
3227        size_t  set;
3228
3229        if ( r_dcache_tlb_ins.read() )
3230        {
3231            r_itlb.select( r_dcache_tlb_vaddr.read(),
3232                           true,  // PTE1
3233                           &way,
3234                           &set );
3235#ifdef INSTRUMENTATION
3236m_cpt_itlb_read++;
3237#endif
3238        }
3239        else
3240        {
3241            r_dtlb.select( r_dcache_tlb_vaddr.read(),
3242                           true,  // PTE1
3243                           &way,
3244                           &set );
3245#ifdef INSTRUMENTATION
3246m_cpt_dtlb_read++;
3247#endif
3248        }
3249        r_dcache_tlb_way = way;
3250        r_dcache_tlb_set = set;
3251        r_dcache_fsm     = DCACHE_TLB_PTE1_UPDT;
3252
3253#if DEBUG_DCACHE
3254if ( m_debug_dcache_fsm )
3255{
3256    if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3257        std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_SELECT> Select a slot in ITLB:";
3258    else                           
3259        std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_SELECT> Select a slot in DTLB:";
3260        std::cout << " way = " << std::dec << way
3261                  << " / set = " << set << std::endl;
3262}
3263#endif
3264        break;
3265    }
3266    //////////////////////////
3267    case DCACHE_TLB_PTE1_UPDT:  // write a new PTE1 in tlb after testing the L/R bit
3268                                // - if L/R bit already set, exit the sub-fsm.
3269                                // - if not, we update the page table but we dont write
3270                                //   neither in DCACHE, nor in TLB, as this will be done by
3271                                //   the coherence mechanism.
3272    {
3273        paddr_t   nline    = r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);   
3274        uint32_t  pte      = r_dcache_tlb_pte_flags.read();
3275        bool      pt_updt  = false;
3276        bool      local    = true;
3277
3278        // We should compute the access locality:
3279        // The PPN MSB bits define the destination cluster index.
3280        // The m_srcid_d MSB bits define the source cluster index.
3281        // The number of bits to compare depends on the number of clusters,
3282        // and can be obtained in the mapping table.
3283        // As long as this computation is not done, all access are local.
3284
3285        if ( local )                                            // local access
3286        {
3287            if ( not ((pte & PTE_L_MASK) == PTE_L_MASK) ) // we must set the L bit
3288            {
3289                pt_updt                = true;
3290                r_dcache_vci_cas_old    = pte;
3291                r_dcache_vci_cas_new    = pte | PTE_L_MASK;
3292                pte                    = pte | PTE_L_MASK;
3293                r_dcache_tlb_pte_flags = pte;
3294            }
3295        }
3296        else                                                    // remote access
3297        {
3298            if ( not ((pte & PTE_R_MASK) == PTE_R_MASK) ) // we must set the R bit
3299            {
3300                pt_updt                = true;
3301                r_dcache_vci_cas_old    = pte;
3302                r_dcache_vci_cas_new    = pte | PTE_R_MASK;
3303                pte                    = pte | PTE_R_MASK;
3304                r_dcache_tlb_pte_flags = pte;
3305            }
3306        }
3307
3308        if ( not pt_updt )                                      // update TLB and return
3309        {
3310            if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3311            {
3312                r_itlb.write( true,             // 2M page
3313                              pte,
3314                              0,                // argument unused for a PTE1
3315                              r_dcache_tlb_vaddr.read(),   
3316                              r_dcache_tlb_way.read(), 
3317                              r_dcache_tlb_set.read(),
3318                              nline );
3319#ifdef INSTRUMENTATION
3320m_cpt_itlb_write++;
3321#endif
3322
3323#if DEBUG_DCACHE
3324if ( m_debug_dcache_fsm )
3325{
3326    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_UPDT> write PTE1 in ITLB";
3327    std::cout << " / set = " << std::dec << r_dcache_tlb_set.read()
3328              << " / way = " << r_dcache_tlb_way.read() << std::endl;
3329    r_itlb.printTrace();
3330}
3331#endif
3332            }
3333            else
3334            {
3335                r_dtlb.write( true,             // 2M page
3336                              pte,
3337                              0,                // argument unused for a PTE1
3338                              r_dcache_tlb_vaddr.read(),   
3339                              r_dcache_tlb_way.read(), 
3340                              r_dcache_tlb_set.read(),
3341                              nline );
3342#ifdef INSTRUMENTATION
3343m_cpt_dtlb_write++;
3344#endif
3345
3346#if DEBUG_DCACHE
3347if ( m_debug_dcache_fsm )
3348{
3349    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_UPDT> write PTE1 in DTLB";
3350    std::cout << " / set = " << std::dec << r_dcache_tlb_set.read()
3351              << " / way = " << r_dcache_tlb_way.read() << std::endl;
3352    r_dtlb.printTrace();
3353}
3354#endif
3355            }
3356            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_RETURN;
3357        }
3358        else                            // update page table but not TLB
3359        {
3360            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_LR_UPDT; 
3361
3362#if DEBUG_DCACHE
3363if ( m_debug_dcache_fsm )
3364{
3365    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE1_UPDT> L/R bit update required"
3366              << std::endl;
3367}
3368#endif
3369        }
3370        break;
3371    }
3372    /////////////////////////
3373    case DCACHE_TLB_PTE2_GET:   // Try to get a PTE2 (64 bits) in the dcache
3374    {
3375        uint32_t        pte_flags;
3376        uint32_t        pte_ppn;
3377        size_t          way;
3378        size_t          set;
3379        size_t          word; 
3380 
3381        bool     hit = r_dcache.read( r_dcache_tlb_paddr.read(),
3382                                      &pte_flags,
3383                                      &pte_ppn,
3384                                      &way,
3385                                      &set,
3386                                      &word );
3387#ifdef INSTRUMENTATION
3388m_cpt_dcache_data_read++;
3389m_cpt_dcache_dir_read++;
3390#endif
3391        if ( hit )      // request hits in dcache
3392        {
3393            if ( not (pte_flags & PTE_V_MASK) ) // unmapped
3394            {
3395                if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3396                {
3397                    r_mmu_ietr             = MMU_READ_PT2_UNMAPPED;
3398                    r_mmu_ibvar            = r_dcache_tlb_vaddr.read();
3399                    r_icache_tlb_miss_req  = false;
3400                    r_icache_tlb_rsp_error = true;
3401                }
3402                else
3403                {
3404                    r_mmu_detr             = MMU_READ_PT2_UNMAPPED;
3405                    r_mmu_dbvar            = r_dcache_tlb_vaddr.read();
3406                    m_drsp.valid             = true;
3407                    m_drsp.error             = true;
3408                }
3409                r_dcache_fsm          = DCACHE_IDLE;
3410
3411#if DEBUG_DCACHE
3412if ( m_debug_dcache_fsm )
3413{
3414    std::cout << "  <PROC " << name() 
3415              << " DCACHE_TLB_PTE2_GET> HIT in dcache, but PTE is unmapped"
3416              << " PTE_FLAGS = " << std::hex << pte_flags
3417              << " PTE_PPN = " << std::hex << pte_ppn << std::endl;
3418}
3419#endif
3420            }
3421            else                                // mapped : we must update the TLB
3422            {
3423                r_dcache_in_tlb[m_dcache_sets*way+set] = true;
3424                r_dcache_tlb_pte_flags  = pte_flags;
3425                r_dcache_tlb_pte_ppn    = pte_ppn;
3426                r_dcache_tlb_cache_way  = way;
3427                r_dcache_tlb_cache_set  = set;
3428                r_dcache_tlb_cache_word = word;
3429                r_dcache_fsm            = DCACHE_TLB_PTE2_SELECT;
3430
3431#if DEBUG_DCACHE
3432if ( m_debug_dcache_fsm )
3433{
3434    std::cout << "  <PROC " << name() << ".DCACHE_TLB_PTE2_GET> HIT in dcache:"
3435              << " PTE_FLAGS = " << std::hex << pte_flags
3436              << " PTE_PPN = " << std::hex << pte_ppn << std::endl;
3437}
3438#endif
3439             }
3440        }
3441        else            // we must load the missing cache line in dcache
3442        {
3443            r_dcache_fsm          = DCACHE_MISS_SELECT; 
3444            r_dcache_vci_miss_req = true;
3445            r_dcache_vci_paddr    = r_dcache_tlb_paddr.read();
3446            r_dcache_save_paddr   = r_dcache_tlb_paddr.read();
3447            r_dcache_miss_type    = PTE2_MISS;
3448
3449#if DEBUG_DCACHE
3450if ( m_debug_dcache_fsm )
3451{
3452    std::cout << "  <PROC " << name() 
3453              << " DCACHE_TLB_PTE2_GET> MISS in dcache:"
3454              << " PTE address = " << std::hex << r_dcache_tlb_paddr.read() << std::endl;
3455}
3456#endif
3457        }
3458        break;
3459    }
3460    ////////////////////////////
3461    case DCACHE_TLB_PTE2_SELECT:    // select a slot for PTE2
3462    {
3463        size_t way;
3464        size_t set;
3465
3466        if ( r_dcache_tlb_ins.read() )
3467        {
3468            r_itlb.select( r_dcache_tlb_vaddr.read(),
3469                           false,       // PTE2
3470                           &way,
3471                           &set );
3472#ifdef INSTRUMENTATION
3473m_cpt_itlb_read++;
3474#endif
3475        }
3476        else
3477        {
3478            r_dtlb.select( r_dcache_tlb_vaddr.read(),
3479                           false,       // PTE2
3480                           &way,
3481                           &set );
3482#ifdef INSTRUMENTATION
3483m_cpt_dtlb_read++;
3484#endif
3485        }
3486
3487#if DEBUG_DCACHE
3488if ( m_debug_dcache_fsm )
3489{
3490    if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3491        std::cout << "  <PROC " << name() 
3492                  << " DCACHE_TLB_PTE2_SELECT> Select a slot in ITLB:";
3493    else                           
3494        std::cout << "  <PROC " << name() 
3495                  << " DCACHE_TLB_PTE2_SELECT> Select a slot in DTLB:";
3496        std::cout << " way = " << std::dec << way
3497                  << " / set = " << set << std::endl;
3498}
3499#endif
3500        r_dcache_tlb_way = way;
3501        r_dcache_tlb_set = set;
3502        r_dcache_fsm     = DCACHE_TLB_PTE2_UPDT;
3503        break;
3504    }
3505    //////////////////////////
3506    case DCACHE_TLB_PTE2_UPDT:  // write a new PTE2 in tlb after testing the L/R bit
3507                                // - if L/R bit already set, exit the sub-fsm.
3508                                // - if not, we update the page table but we dont write
3509                                //   neither in DCACHE, nor in TLB, as this will be done by
3510                                //   the coherence mechanism.
3511    {
3512        paddr_t         nline     = r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);   
3513        uint32_t        pte_flags = r_dcache_tlb_pte_flags.read();
3514        uint32_t        pte_ppn   = r_dcache_tlb_pte_ppn.read();
3515        bool            pt_updt   = false;
3516        bool            local     = true;
3517
3518        // We should compute the access locality:
3519        // The PPN MSB bits define the destination cluster index.
3520        // The m_srcid_d MSB bits define the source cluster index.
3521        // The number of bits to compare depends on the number of clusters,
3522        // and can be obtained in the mapping table.
3523        // As long as this computation is not done, all access are local.
3524
3525        if ( local )                                            // local access
3526        {
3527            if ( not ((pte_flags & PTE_L_MASK) == PTE_L_MASK) ) // we must set the L bit
3528            {
3529                pt_updt                = true;
3530                r_dcache_vci_cas_old    = pte_flags;
3531                r_dcache_vci_cas_new    = pte_flags | PTE_L_MASK;
3532                pte_flags              = pte_flags | PTE_L_MASK;
3533                        r_dcache_tlb_pte_flags = pte_flags;
3534            }
3535        }
3536        else                                                    // remote access
3537        {
3538            if ( not ((pte_flags & PTE_R_MASK) == PTE_R_MASK) ) // we must set the R bit
3539            {
3540                pt_updt                = true;
3541                r_dcache_vci_cas_old    = pte_flags;
3542                r_dcache_vci_cas_new    = pte_flags | PTE_R_MASK;
3543                pte_flags              = pte_flags | PTE_R_MASK;
3544                        r_dcache_tlb_pte_flags = pte_flags;
3545            }
3546        }
3547       
3548        if ( not pt_updt )                       // update TLB
3549        {
3550            if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) 
3551            {
3552                r_itlb.write( false,    // 4K page
3553                              pte_flags,
3554                              pte_ppn,
3555                              r_dcache_tlb_vaddr.read(),   
3556                              r_dcache_tlb_way.read(), 
3557                              r_dcache_tlb_set.read(),
3558                              nline );
3559#ifdef INSTRUMENTATION
3560m_cpt_itlb_write++;
3561#endif
3562
3563#if DEBUG_DCACHE
3564if ( m_debug_dcache_fsm )
3565{
3566    std::cout << "  <PROC " << name() 
3567              << " DCACHE_TLB_PTE2_UPDT> write PTE2 in ITLB"
3568              << " / set = " << std::dec << r_dcache_tlb_set.read()
3569              << " / way = " << r_dcache_tlb_way.read() << std::endl;
3570    r_itlb.printTrace();
3571}
3572#endif
3573            }
3574            else
3575            {
3576                r_dtlb.write( false,    // 4K page
3577                              pte_flags,
3578                              pte_ppn,
3579                              r_dcache_tlb_vaddr.read(),   
3580                              r_dcache_tlb_way.read(), 
3581                              r_dcache_tlb_set.read(),
3582                              nline );
3583#ifdef INSTRUMENTATION
3584m_cpt_dtlb_write++;
3585#endif
3586
3587#if DEBUG_DCACHE
3588if ( m_debug_dcache_fsm )
3589{
3590    std::cout << "  <PROC " << name() 
3591              << " DCACHE_TLB_PTE2_UPDT> write PTE2 in DTLB"
3592              << " / set = " << std::dec << r_dcache_tlb_set.read()
3593              << " / way = " << r_dcache_tlb_way.read() << std::endl;
3594    r_dtlb.printTrace();
3595}
3596#endif
3597
3598            }
3599            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_RETURN;
3600        }
3601        else                                   // update page table but not TLB
3602        {
3603            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_LR_UPDT;  // dcache and page table update
3604
3605#if DEBUG_DCACHE
3606if ( m_debug_dcache_fsm )
3607{
3608    std::cout << "  <PROC " << name() 
3609              << " DCACHE_TLB_PTE2_UPDT> L/R bit update required" << std::endl;
3610}
3611#endif
3612        }
3613        break;
3614    }
3615    ////////////////////////
3616    case DCACHE_TLB_LR_UPDT:        // request a CAS transaction to update L/R bit
3617    {
3618#if DEBUG_DCACHE
3619if ( m_debug_dcache_fsm )
3620{
3621    std::cout << "  <PROC " << name() 
3622              << " DCACHE_TLB_LR_UPDT> Update dcache: (L/R) bit" << std::endl;
3623}
3624#endif
3625        // r_dcache_vci_cas_old & r_dcache_vci_cas_new registers are already set
3626        r_dcache_vci_paddr = r_dcache_tlb_paddr.read();
3627
3628        // checking llsc reservation buffer
3629        if ( r_dcache_llsc_paddr.read() == r_dcache_tlb_paddr.read() )
3630            r_dcache_llsc_valid = false;
3631
3632        // request a CAS CMD and go to DCACHE_TLB_LR_WAIT state
3633        r_dcache_vci_cas_req = true;
3634        r_dcache_fsm         = DCACHE_TLB_LR_WAIT;
3635        break;
3636    }
3637    ////////////////////////
3638    case DCACHE_TLB_LR_WAIT:            // Waiting the response to SC transaction for DIRTY bit.
3639                                    // We consume the response in rsp FIFO,
3640                                    // and exit the sub-fsm, but we don't
3641                                    // analyse the response, because we don't
3642                                    // care if the L/R bit update is not done.
3643                                    // We must take the coherence requests because
3644                                    // there is a risk of dead-lock
3645
3646    {
3647        // external coherence request
3648        if ( r_tgt_dcache_req )
3649        {
3650            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
3651            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
3652            break;
3653        }
3654
3655        if ( r_vci_rsp_data_error.read() )      // bus error
3656        {
3657            std::cout << "BUS ERROR in DCACHE_TLB_LR_WAIT state" << std::endl;
3658            std::cout << "This should not happen in this state" << std::endl;
3659            exit(0);
3660        }
3661        else if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() ) // response available
3662        {
3663#if DEBUG_DCACHE
3664if ( m_debug_dcache_fsm )
3665{
3666    std::cout << "  <PROC " << name() 
3667              << " DCACHE_TLB_LR_WAIT> SC response received" << std::endl;
3668}
3669#endif
3670            vci_rsp_fifo_dcache_get = true;     
3671            r_dcache_fsm            = DCACHE_TLB_RETURN;
3672        }
3673        break;
3674    }
3675    ///////////////////////
3676    case DCACHE_TLB_RETURN:             // return to caller depending on tlb miss type
3677    {
3678#if DEBUG_DCACHE
3679if ( m_debug_dcache_fsm )
3680{
3681    std::cout << "  <PROC " << name() 
3682              << " DCACHE_TLB_RETURN> TLB MISS completed" << std::endl;
3683}
3684#endif
3685        if ( r_dcache_tlb_ins.read() ) r_icache_tlb_miss_req = false;
3686        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3687        break;
3688    }
3689    ///////////////////////
3690    case DCACHE_XTN_SWITCH:             // The r_ptpr registers must be written,
3691                                // and both itlb and dtlb must be flushed.
3692                                // Caution : the itlb miss requests must be taken
3693                                // to avoid dead-lock in case of simultaneous ITLB miss
3694    {
3695        // itlb miss request
3696        if ( r_icache_tlb_miss_req.read() )
3697        {
3698            r_dcache_tlb_ins    = true;
3699            r_dcache_tlb_vaddr  = r_icache_vaddr_save.read();
3700            r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB_MISS;
3701            break;
3702        }
3703
3704        if ( not r_dcache_xtn_req.read() )
3705        {
3706            r_dtlb.flush();
3707            r_mmu_ptpr   = m_dreq.wdata;
3708            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3709            m_drsp.valid = true;
3710        }
3711        break;
3712    }
3713    /////////////////////
3714    case DCACHE_XTN_SYNC:               // waiting until write buffer empty
3715                                // The coherence request must be taken
3716                                // as there is a risk of dead-lock
3717    {
3718        // external coherence request
3719        if ( r_tgt_dcache_req.read() )   
3720        {
3721            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
3722            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
3723        }       
3724
3725        if ( r_wbuf.empty() )
3726        {
3727            m_drsp.valid   = true;
3728            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3729        }
3730        break;
3731    }
3732    ////////////////////////
3733    case DCACHE_XTN_IC_FLUSH:           // Waiting completion of an XTN request to the ICACHE FSM
3734    case DCACHE_XTN_IC_INVAL_VA:        // Caution : the itlb miss requests must be taken
3735    case DCACHE_XTN_IC_INVAL_PA:        // because the XTN_ICACHE_INVAL request to icache
3736    case DCACHE_XTN_IT_INVAL:           // can generate an itlb miss,
3737                                    // and because it can exist a simultaneous ITLB miss
3738    {
3739        // external coherence request
3740        if ( r_tgt_dcache_req )   
3741        {
3742            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
3743            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
3744            break;
3745        } 
3746
3747        // itlb miss request
3748        if ( r_icache_tlb_miss_req.read() )
3749        {
3750            r_dcache_tlb_ins    = true;
3751            r_dcache_tlb_vaddr  = r_icache_vaddr_save.read();
3752            r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB_MISS;
3753            break;
3754        }
3755
3756        // test if XTN request to icache completed
3757        if ( not r_dcache_xtn_req.read() ) 
3758        {
3759            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3760            m_drsp.valid = true;
3761        }
3762        break;
3763    }
3764    /////////////////////////
3765    case DCACHE_XTN_DC_FLUSH:   // Invalidate sequencially all cache lines, using
3766                                // r_dcache_flush_count as a slot counter,
3767                                // looping in this state until all slots have been visited.
3768                                // It can require two cycles per slot:
3769                                // We test here the slot state, and make the actual inval
3770                                // (if line is valid) in DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO state.
3771                                // A cleanup request is generated for each valid line.
3772                                // returns to IDLE and flush TLBs when last slot
3773    {
3774        if ( not r_dcache_cleanup_req.read() ) // blocked until previous cleanup is sent
3775        {
3776            int       state;
3777            uint32_t  tag;
3778            size_t    way = r_dcache_flush_count.read()/m_dcache_sets;
3779            size_t    set = r_dcache_flush_count.read()%m_dcache_sets;
3780
3781#ifdef INSTRUMENTATION
3782m_cpt_dcache_dir_read++;
3783#endif
3784            r_dcache.read_dir( way,
3785                               set,
3786                               &tag,
3787                               &state );
3788
3789            if ( state == CACHE_SLOT_STATE_VALID )         // inval required
3790            {
3791                // request cleanup
3792                r_dcache_cleanup_req  = true;
3793                r_dcache_cleanup_line = tag * m_icache_sets;
3794                r_dcache_cleanup_way  = way;
3795
3796                // goes to DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO to inval directory
3797                r_dcache_miss_way     = way;
3798                r_dcache_miss_set     = set;
3799                r_dcache_fsm          = DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO;
3800            }
3801            else if ( r_dcache_flush_count.read() == 
3802                      (m_dcache_sets*m_dcache_ways - 1) )  // last slot
3803            {
3804                r_dtlb.reset();   
3805                r_itlb.reset(); 
3806                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3807                m_drsp.valid = true;
3808            }
3809
3810            // saturation counter
3811            if ( r_dcache_flush_count.read() < (m_dcache_sets*m_dcache_ways - 1) ) 
3812                r_dcache_flush_count = r_dcache_flush_count.read() + 1;
3813        }
3814        break;
3815    }
3816    ////////////////////////////
3817    case DCACHE_XTN_DC_FLUSH_GO:    // Switch the cache slot to ZOMBI state
3818                                    // and reset directory extension.
3819                                    // returns to IDLE and flush TLBs when last slot
3820    {
3821        size_t way = r_dcache_miss_way.read();
3822        size_t set = r_dcache_miss_set.read();
3823
3824        r_dcache_in_tlb[m_dcache_sets*way+set]       = false;
3825        r_dcache_contains_ptd[m_dcache_sets*way+set] = false;
3826
3827#ifdef INSTRUMENTATION
3828m_cpt_dcache_dir_write++;
3829#endif
3830        r_dcache.write_dir( 0,
3831                            way,
3832                            set,
3833                            CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
3834
3835        if ( r_dcache_flush_count.read() == 
3836             (m_dcache_sets*m_dcache_ways - 1) )  // last slot
3837        {
3838            r_dtlb.reset();   
3839            r_itlb.reset(); 
3840            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3841            m_drsp.valid = true;
3842        }
3843        else
3844        {
3845            r_dcache_fsm = DCACHE_XTN_DC_FLUSH;
3846        }
3847        break;
3848    }
3849    /////////////////////////
3850    case DCACHE_XTN_DT_INVAL:   // handling processor XTN_DTLB_INVAL request
3851    {
3852        r_dtlb.inval(r_dcache_save_wdata.read());
3853        r_dcache_fsm        = DCACHE_IDLE;
3854        m_drsp.valid          = true;
3855        break;
3856    }
3857    ////////////////////////////
3858    case DCACHE_XTN_DC_INVAL_VA:  // selective cache line invalidate with virtual address
3859                                  // requires 3 cycles: access tlb, read cache, inval cache
3860                                  // we compute the physical address in this state
3861    {
3862        paddr_t paddr;
3863        bool    hit;
3864
3865        if ( r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK )        // dtlb activated
3866        {
3867
3868#ifdef INSTRUMENTATION
3869m_cpt_dtlb_read++;
3870#endif
3871            hit = r_dtlb.translate( r_dcache_save_wdata.read(),
3872                                    &paddr ); 
3873        }
3874        else                                            // dtlb not activated
3875        {
3876            paddr = (paddr_t)r_dcache_save_wdata.read();
3877            hit   = true;
3878        }
3879
3880        if ( hit )              // tlb hit
3881        {
3882            r_dcache_save_paddr = paddr;
3883            r_dcache_fsm      = DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA;
3884        }
3885        else                    // tlb miss
3886        {
3887
3888#ifdef INSTRUMENTATION
3889m_cpt_dtlb_miss++;
3890#endif
3891            r_dcache_tlb_ins    = false;                // dtlb
3892            r_dcache_tlb_vaddr  = r_dcache_save_wdata.read();
3893            r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB_MISS; 
3894        } 
3895 
3896#if DEBUG_DCACHE
3897if ( m_debug_dcache_fsm )
3898{
3899    std::cout << "  <PROC " << name() 
3900              << " DCACHE_XTN_DC_INVAL_VA> Compute physical address" << std::hex
3901              << " / VADDR = " << r_dcache_save_wdata.read()
3902              << " / PADDR = " << paddr << std::endl;
3903}
3904#endif
3905
3906        break;
3907    }
3908    ////////////////////////////
3909    case DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA:  // selective cache line invalidate with physical address
3910                                  // requires 2 cycles: read cache / inval cache
3911                                  // In this state we read dcache.
3912    {
3913        size_t          way;
3914        size_t          set;
3915        size_t          word;
3916        int         state;
3917
3918#ifdef INSTRUMENTATION
3919m_cpt_dcache_dir_read++;
3920#endif
3921        r_dcache.read_dir( r_dcache_save_paddr.read(),
3922                           &state,
3923                           &way,
3924                           &set,
3925                           &word );
3926
3927        if ( state == CACHE_SLOT_STATE_VALID )  // inval to be done
3928        {
3929            r_dcache_xtn_way = way;
3930            r_dcache_xtn_set = set;
3931            r_dcache_fsm      = DCACHE_XTN_DC_INVAL_GO;
3932        }
3933        else            // miss : nothing to do
3934        {
3935            r_dcache_fsm      = DCACHE_IDLE;
3936            m_drsp.valid      = true;
3937        }
3938
3939#if DEBUG_DCACHE
3940if ( m_debug_dcache_fsm )
3941{
3942    std::cout << "  <PROC " << name() 
3943              << " DCACHE_XTN_DC_INVAL_PA> Test hit in dcache" << std::hex
3944              << " / PADDR = " << r_dcache_save_paddr.read() << std::dec
3945              << " / HIT = " << (state == CACHE_SLOT_STATE_VALID)
3946              << " / SET = " << set
3947              << " / WAY = " << way << std::endl;
3948}
3949#endif
3950        break;
3951    }
3952    ////////////////////////////
3953    case DCACHE_XTN_DC_INVAL_GO:  // In this state, we invalidate the cache line
3954                                              // Blocked if previous cleanup not completed
3955                                  // Test if itlb or dtlb inval is required   
3956    {
3957        if ( not r_dcache_cleanup_req.read() )
3958        {
3959            size_t      way        = r_dcache_xtn_way.read();
3960            size_t      set        = r_dcache_xtn_set.read();
3961            paddr_t nline      = r_dcache_save_paddr.read() / (m_dcache_words<<2);
3962   
3963#ifdef INSTRUMENTATION
3964m_cpt_dcache_dir_write++;
3965#endif
3966            r_dcache.write_dir( 0,
3967                                way,
3968                                set,
3969                                CACHE_SLOT_STATE_EMPTY );
3970
3971            // request cleanup
3972            r_dcache_cleanup_req  = true;
3973            r_dcache_cleanup_line = nline;
3974            r_dcache_cleanup_way  = way;
3975           
3976            // possible itlb & dtlb invalidate
3977            if ( r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] ) 
3978            {
3979                r_dcache_tlb_inval_line = nline; 
3980                r_dcache_tlb_inval_set  = 0;
3981                r_dcache_fsm_scan_save  = DCACHE_XTN_DC_INVAL_END;
3982                r_dcache_fsm            = DCACHE_INVAL_TLB_SCAN;
3983                r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
3984            }
3985            else if ( r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] ) 
3986            {
3987                r_itlb.reset();
3988                r_dtlb.reset();
3989                r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
3990                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3991                m_drsp.valid = true;
3992            }
3993            else
3994            {
3995                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3996                m_drsp.valid = true;
3997            }
3998
3999#if DEBUG_DCACHE
4000if ( m_debug_dcache_fsm )
4001{
4002    std::cout << "  <PROC " << name() 
4003              << " DCACHE_XTN_DC_INVAL_GO> Actual dcache inval" << std::hex
4004              << " / PADDR = " << r_dcache_save_paddr.read() << std::endl;
4005}
4006#endif
4007            }
4008        break;
4009    }
4010    //////////////////////////////
4011    case DCACHE_XTN_DC_INVAL_END:       // send response to processor XTN request
4012    {
4013        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4014        m_drsp.valid = true;
4015        break;
4016    }
4017    ////////////////////////
4018    case DCACHE_MISS_SELECT:   // Try to select a slot in associative set
4019                               // if previous cleanup has been sent.
4020                               // Waiting in this state if no slot available
4021                               // Set the r_dcache_cleanup_req flip-flop
4022                               // and the r_dcache_miss_clack flip-flop
4023                               // when a cleanup is required
4024    {
4025        if ( m_dreq.valid) m_cost_data_miss_frz++;
4026
4027        // cleanup ack interrupt
4028        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4029        {
4030            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4031            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4032            break;
4033        }
4034
4035        if ( not r_dcache_cleanup_req.read() ) 
4036        {
4037            bool     found;
4038            bool     cleanup;
4039            size_t   way;
4040            size_t   set;
4041            paddr_t  victim;
4042
4043#ifdef INSTRUMENTATION
4044m_cpt_dcache_dir_read++;
4045#endif
4046            r_dcache.read_select( r_dcache_save_paddr.read(),
4047                                  &victim,
4048                                  &way,
4049                                  &set,
4050                                  &found,
4051                                  &cleanup );
4052            if ( found )
4053            {
4054                r_dcache_miss_way = way;
4055                r_dcache_miss_set = set;
4056
4057                if ( cleanup )
4058                {
4059                    r_dcache_cleanup_req  = true;
4060                    r_dcache_miss_clack   = true;
4061                    r_dcache_cleanup_line = victim;
4062                    r_dcache_cleanup_way  = way;
4063                    r_dcache_fsm          = DCACHE_MISS_CLEAN;
4064                }
4065                else
4066                {
4067                    r_dcache_fsm          = DCACHE_MISS_WAIT;
4068                }
4069
4070#if DEBUG_DCACHE
4071if ( m_debug_dcache_fsm )
4072{
4073    std::cout << "  <PROC " << name() 
4074              << " DCACHE_MISS_SELECT> Select a slot:" << std::dec
4075              << " / WAY = "   << way
4076              << " / SET = "   << set
4077              << " / PADDR = " << std::hex << r_dcache_save_paddr.read();
4078    if(cleanup) std::cout << " / VICTIM = " << std::hex << victim << std::endl;
4079    else        std::cout << std::endl;
4080}
4081#endif
4082            } // end found
4083        }
4084        break;
4085    }
4086    ///////////////////////
4087    case DCACHE_MISS_CLEAN:             // switch the slot to ZOMBI state
4088                                // and possibly request itlb or dtlb invalidate
4089    {
4090        if ( m_dreq.valid) m_cost_data_miss_frz++;
4091
4092        // cleanup ack interrupt
4093        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4094        {
4095            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4096            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4097            break;
4098        }
4099
4100        size_t  way   = r_dcache_miss_way.read();
4101        size_t  set   = r_dcache_miss_set.read();
4102        paddr_t nline = r_dcache_save_paddr.read() / (m_dcache_words<<2);
4103       
4104#ifdef INSTRUMENTATION
4105m_cpt_dcache_dir_read++;
4106#endif
4107        r_dcache.write_dir( 0,
4108                            way,
4109                            set,
4110                            CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
4111#if DEBUG_DCACHE
4112if ( m_debug_dcache_fsm )
4113{
4114    std::cout << "  <PROC " << name() 
4115              << " DCACHE_MISS_CLEAN> Switch to ZOMBI state" << std::dec
4116              << " / way = "   << way
4117              << " / set = "   << set << std::endl; 
4118}
4119#endif
4120        // if selective itlb & dtlb invalidate are required
4121        // the miss response is not handled before invalidate completed
4122        if ( r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] ) 
4123        {
4124            r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4125            r_dcache_tlb_inval_line  = nline;
4126            r_dcache_tlb_inval_set   = 0;
4127            r_dcache_fsm_scan_save   = DCACHE_MISS_WAIT;
4128            r_dcache_fsm             = DCACHE_INVAL_TLB_SCAN;
4129        }
4130        else if ( r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] ) 
4131        {
4132            r_itlb.reset();
4133            r_dtlb.reset();
4134            r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
4135            r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_WAIT;
4136        }
4137        else
4138        {
4139            r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_WAIT;
4140        }
4141        break;
4142    }
4143    //////////////////////
4144    case DCACHE_MISS_WAIT:      // waiting the response to a miss request from VCI_RSP FSM
4145                            // This state is in charge of error signaling
4146                            // There is 5 types of error depending on the requester
4147    {
4148        if ( m_dreq.valid) m_cost_data_miss_frz++;
4149
4150        // coherence interrupt
4151        if ( r_tgt_dcache_req ) 
4152        {
4153            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm;
4154            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
4155            break;
4156        }
4157
4158        // cleanup ack interrupt
4159        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4160        {
4161            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4162            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4163            break;
4164        }
4165
4166        if ( r_vci_rsp_data_error.read() )                      // bus error
4167        {
4168            switch ( r_dcache_miss_type.read() )
4169            {
4170                case PROC_MISS: 
4171                {
4172                    r_mmu_detr            = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS; 
4173                    r_mmu_dbvar           = r_dcache_save_vaddr.read();
4174                    m_drsp.valid            = true;
4175                    m_drsp.error            = true;
4176                    r_dcache_fsm          = DCACHE_IDLE;
4177                    break;
4178                }
4179                case PTE1_MISS:
4180                {
4181                    if ( r_dcache_tlb_ins.read() )
4182                    {
4183                        r_mmu_ietr              = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
4184                        r_mmu_ibvar             = r_dcache_tlb_vaddr.read();
4185                        r_icache_tlb_miss_req   = false;
4186                        r_icache_tlb_rsp_error  = true;
4187                    }
4188                    else
4189                    {
4190                        r_mmu_detr              = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
4191                        r_mmu_dbvar             = r_dcache_tlb_vaddr.read();
4192                        m_drsp.valid              = true;
4193                        m_drsp.error              = true;
4194                    }
4195                    r_dcache_fsm                = DCACHE_IDLE;
4196                    break;
4197                }
4198                case PTE2_MISS: 
4199                {
4200                    if ( r_dcache_tlb_ins.read() )
4201                    {
4202                        r_mmu_ietr              = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
4203                        r_mmu_ibvar             = r_dcache_tlb_vaddr.read();
4204                        r_icache_tlb_miss_req   = false;
4205                        r_icache_tlb_rsp_error  = true;
4206                    }
4207                    else
4208                    {
4209                        r_mmu_detr              = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
4210                        r_mmu_dbvar             = r_dcache_tlb_vaddr.read();
4211                        m_drsp.valid              = true;
4212                        m_drsp.error              = true;
4213                    }
4214                    r_dcache_fsm                = DCACHE_IDLE;
4215                    break;
4216                }
4217            } // end switch type
4218            r_vci_rsp_data_error = false;
4219        }
4220        else if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() )         // valid response available
4221        {
4222            r_dcache_miss_word = 0;
4223                r_dcache_fsm       = DCACHE_MISS_DATA_UPDT;
4224        }       
4225        break;
4226    }
4227    //////////////////////////
4228    case DCACHE_MISS_DATA_UPDT:   // update the dcache (one word per cycle)
4229    {
4230        if ( m_dreq.valid) m_cost_data_miss_frz++;
4231
4232        // cleanup ack interrupt
4233        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4234        {
4235            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4236            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4237            break;
4238        }
4239       
4240        if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() )      // one word available
4241        {
4242#ifdef INSTRUMENTATION
4243m_cpt_dcache_data_write++;
4244#endif
4245                r_dcache.write( r_dcache_miss_way.read(),
4246                                r_dcache_miss_set.read(),
4247                                r_dcache_miss_word.read(),
4248                                r_vci_rsp_fifo_dcache.read() );
4249#if DEBUG_DCACHE
4250if ( m_debug_dcache_fsm )
4251{
4252    std::cout << "  <PROC " << name() 
4253              << " DCACHE_MISS_DATA_UPDT> Write one word:"
4254              << " / DATA = "  << r_vci_rsp_fifo_dcache.read()
4255              << " / WAY = "   << std::dec << r_dcache_miss_way.read() 
4256              << " / SET = "   << r_dcache_miss_set.read()
4257              << " / WORD = "  << r_dcache_miss_word.read() << std::endl; 
4258}
4259#endif
4260            vci_rsp_fifo_dcache_get = true;
4261            r_dcache_miss_word = r_dcache_miss_word.read() + 1;
4262               
4263            if ( r_dcache_miss_word.read() == (m_dcache_words-1) ) // last word
4264            {
4265                r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_DIR_UPDT;
4266            }
4267        }
4268        break;
4269    }
4270    //////////////////////////
4271    case DCACHE_MISS_DIR_UPDT:  // Stalled if a victim line has been evicted
4272                                // and the cleanup ack has not been received,
4273                                // as indicated by the r_dcache_miss clack.
4274                                // - If no matching coherence request (r_dcache_inval_miss)
4275                                //   switch directory slot to VALID state.
4276                                // - If matching coherence request, switch directory slot
4277                                //   to ZOMBI state, and send a cleanup request.
4278    { 
4279        if ( m_dreq.valid) m_cost_data_miss_frz++;
4280
4281        // coherence interrupt
4282        if ( r_tgt_dcache_req ) 
4283        {
4284            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm;
4285            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
4286            break;
4287        }
4288
4289        // cleanup ack interrupt
4290        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4291        {
4292            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4293            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4294            break;
4295        }
4296
4297        if ( not r_dcache_miss_clack.read() )  // waiting cleanup acknowledge
4298        {
4299            if ( r_dcache_miss_inval.read() ) // switch slot to ZOMBI state, and new cleanup
4300            {
4301                if ( not r_dcache_cleanup_req.read() )
4302                {
4303                    r_dcache_cleanup_req    = true;
4304                    r_dcache_cleanup_line   = r_dcache_save_paddr.read()/(m_dcache_words<<2);
4305                    r_dcache_cleanup_way    = r_dcache_miss_way.read();
4306                    r_dcache_miss_inval     = false;
4307
4308#ifdef INSTRUMENTATION
4309m_cpt_dcache_dir_write++;
4310#endif
4311                    r_dcache.write_dir( r_dcache_save_paddr.read(),
4312                                        r_dcache_miss_way.read(),
4313                                        r_dcache_miss_set.read(),
4314                                        CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
4315#if DEBUG_DCACHE
4316if ( m_debug_dcache_fsm )
4317{
4318    std::cout << "  <PROC " << name() 
4319              << " DCACHE_MISS_DIR_UPDT> Switch slot to ZOMBI state"
4320              << " PADDR = " << std::hex << r_dcache_save_paddr.read() 
4321              << " / WAY = "   << std::dec << r_dcache_miss_way.read() 
4322              << " / SET = "   << r_dcache_miss_set.read() << std::endl;
4323}
4324#endif
4325                }
4326            }
4327            else                              // switch slot to VALID state
4328            {
4329
4330#ifdef INSTRUMENTATION
4331m_cpt_dcache_dir_write++;
4332#endif
4333                r_dcache.write_dir( r_dcache_save_paddr.read(),
4334                                    r_dcache_miss_way.read(),
4335                                    r_dcache_miss_set.read(),
4336                                    CACHE_SLOT_STATE_VALID );
4337
4338#if DEBUG_DCACHE
4339if ( m_debug_dcache_fsm )
4340{
4341    std::cout << "  <PROC " << name() 
4342              << " DCACHE_MISS_DIR_UPDT> Switch slot to VALID state"
4343              << " PADDR = " << std::hex << r_dcache_save_paddr.read() 
4344              << " / WAY = "   << std::dec << r_dcache_miss_way.read() 
4345              << " / SET = "   << r_dcache_miss_set.read() << std::endl;
4346
4347    r_dcache.printTrace();
4348
4349
4350}
4351#endif
4352                // reset directory extension
4353                size_t way = r_dcache_miss_way.read();
4354                size_t set = r_dcache_miss_set.read();
4355                r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4356                r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
4357            }
4358                   
4359            if      (r_dcache_miss_type.read()==PTE1_MISS) r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_PTE1_GET; 
4360            else if (r_dcache_miss_type.read()==PTE2_MISS) r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_PTE2_GET;
4361            else                                           r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4362        }
4363        break;
4364    }
4365    /////////////////////
4366    case DCACHE_UNC_WAIT:  // waiting a response to an uncacheable read
4367    {
4368        // coherence interrupt
4369        if ( r_tgt_dcache_req.read() ) 
4370        {
4371            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm;
4372            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
4373            break;
4374        }
4375
4376        // cleanup ack interrupt
4377        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4378        {
4379            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4380            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4381            break;
4382        }
4383
4384        if ( r_vci_rsp_data_error.read() )      // bus error
4385        {
4386            r_mmu_detr           = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS; 
4387            r_mmu_dbvar          = m_dreq.addr;
4388            r_vci_rsp_data_error = false;
4389            m_drsp.error         = true;
4390            m_drsp.valid         = true;
4391            r_dcache_fsm         = DCACHE_IDLE;
4392            break;
4393        }
4394            else if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() )     // data available
4395            {
4396            // consume data
4397            vci_rsp_fifo_dcache_get = true;     
4398            r_dcache_fsm            = DCACHE_IDLE;
4399
4400            // acknowledge the processor request if it has not been modified
4401            if ( m_dreq.valid and (m_dreq.addr == r_dcache_save_vaddr.read()) )
4402            {
4403                    m_drsp.valid        = true;
4404                m_drsp.error        = false;
4405                    m_drsp.rdata        = r_vci_rsp_fifo_dcache.read();
4406            }
4407            }   
4408        break;
4409    }
4410    /////////////////////
4411    case DCACHE_LL_WAIT:    // waiting VCI response to a LL transaction
4412    {
4413        // coherence interrupt
4414        if ( r_tgt_dcache_req.read() ) 
4415        {
4416            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm;
4417            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
4418            break;
4419        }
4420
4421        // cleanup ack interrupt
4422        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4423        {
4424            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4425            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4426            break;
4427        }
4428
4429        if ( r_vci_rsp_data_error.read() )      // bus error
4430        {
4431            r_mmu_detr           = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS; 
4432            r_mmu_dbvar          = m_dreq.addr;
4433            r_vci_rsp_data_error = false;
4434            m_drsp.error         = true;
4435            m_drsp.valid         = true;
4436            r_dcache_fsm         = DCACHE_IDLE;
4437            break;
4438        }
4439            else if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() )     // data available
4440            {
4441            // consume data
4442            vci_rsp_fifo_dcache_get = true;
4443
4444            if(r_dcache_ll_rsp_count.read() == 0) // first flit
4445            {
4446                // set key value in llsc reservation buffer
4447                r_dcache_llsc_key     = r_vci_rsp_fifo_dcache.read();
4448                r_dcache_ll_rsp_count = r_dcache_ll_rsp_count.read() + 1 ;
4449            }
4450            else                                  // last flit
4451            {
4452                // acknowledge the processor request if it has not been modified
4453                if ( m_dreq.valid and (m_dreq.addr == r_dcache_save_vaddr.read()) )
4454                {
4455                    m_drsp.valid        = true;
4456                    m_drsp.error        = false;
4457                    m_drsp.rdata        = r_vci_rsp_fifo_dcache.read();
4458                }
4459                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4460            }
4461            }
4462        break;
4463    }
4464    ////////////////////
4465    case DCACHE_SC_WAIT:        // waiting VCI response to a SC transaction
4466    {
4467        // coherence interrupt
4468        if ( r_tgt_dcache_req.read() ) 
4469        {
4470            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm;
4471            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
4472            break;
4473        }
4474
4475        // cleanup ack interrupt
4476        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4477        {
4478            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4479            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4480            break;
4481        }
4482
4483        if ( r_vci_rsp_data_error.read() )              // bus error
4484        {
4485            r_mmu_detr           = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS; 
4486            r_mmu_dbvar          = m_dreq.addr;
4487            r_vci_rsp_data_error = false;
4488            m_drsp.error         = true;
4489            m_drsp.valid         = true;
4490            r_dcache_fsm         = DCACHE_IDLE;
4491            break;
4492        }
4493            else if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() ) // response available
4494            {
4495            // consume response
4496            vci_rsp_fifo_dcache_get = true;
4497            m_drsp.valid            = true;
4498            m_drsp.rdata            = r_vci_rsp_fifo_dcache.read();
4499            r_dcache_fsm            = DCACHE_IDLE;
4500            }   
4501        break;
4502    }
4503    //////////////////////////
4504    case DCACHE_DIRTY_GET_PTE:          // This sub_fsm set the PTE Dirty bit in memory
4505                                    // before handling a processor WRITE or SC request 
4506                                    // Input argument is r_dcache_dirty_paddr
4507                                    // In this first state, we get PTE value in dcache
4508                                    // and post a CAS request to CMD FSM
4509    {
4510        // get PTE in dcache
4511        uint32_t pte;
4512        size_t   way;
4513        size_t   set;
4514        size_t   word;  // unused
4515        int      state;
4516
4517#ifdef INSTRUMENTATION
4518m_cpt_dcache_data_read++;
4519m_cpt_dcache_dir_read++;
4520#endif
4521        r_dcache.read( r_dcache_dirty_paddr.read(),
4522                       &pte,
4523                       &way,
4524                       &set,
4525                       &word,
4526                       &state );
4527
4528        assert( (state == CACHE_SLOT_STATE_VALID) and
4529        "error in DCACHE_DIRTY_TLB_SET: the PTE should be in dcache" );
4530
4531        // request CAS transaction to CMD_FSM
4532        r_dcache_dirty_way  = way; 
4533        r_dcache_dirty_set  = set; 
4534
4535        // check llsc reservation buffer
4536        if (r_dcache_llsc_paddr.read() == r_dcache_dirty_paddr.read() )
4537            r_dcache_llsc_valid = false;
4538
4539        // request a CAS CMD and go to DCACHE_DIRTY_WAIT state
4540        r_dcache_vci_cas_req = true;
4541        r_dcache_vci_paddr   = r_dcache_dirty_paddr.read();
4542        r_dcache_vci_cas_old = pte;
4543        r_dcache_vci_cas_new = pte | PTE_D_MASK;
4544        r_dcache_fsm         = DCACHE_DIRTY_WAIT;
4545
4546#if DEBUG_DCACHE
4547if ( m_debug_dcache_fsm )
4548{
4549    std::cout << "  <PROC " << name() 
4550              << " DCACHE_DIRTY_GET_PTE> CAS request" << std::hex
4551              << " / PTE_PADDR = " << r_dcache_dirty_paddr.read() 
4552              << " / PTE_VALUE = " << pte << std::dec
4553              << " / SET = " << set
4554              << " / WAY = " << way << std::endl;
4555}
4556#endif
4557        break;
4558    }
4559    ///////////////////////
4560    case DCACHE_DIRTY_WAIT:         // wait completion of CAS for PTE Dirty bit,
4561                                    // and return to IDLE state when response is received.
4562                                    // we don't care if the CAS is a failure:
4563                                    // - if the CAS is a success, the coherence mechanism
4564                                    //   updates the local copy.
4565                                    // - if the CAS is a failure, we just retry the write.
4566    {
4567        // coherence interrupt
4568        if ( r_tgt_dcache_req ) 
4569        {
4570            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm;
4571            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CHECK;
4572            break;
4573        }
4574
4575        // cleanup ack interrupt
4576        if ( r_cleanup_dcache_req.read() )
4577        {
4578            r_dcache_fsm_cc_save = r_dcache_fsm.read();
4579            r_dcache_fsm         = DCACHE_CC_CLACK;
4580            break;
4581        }
4582
4583        if ( r_vci_rsp_data_error.read() )      // bus error
4584        {
4585            std::cout << "BUS ERROR in DCACHE_DIRTY_WAIT state" << std::endl;
4586            std::cout << "This should not happen in this state" << std::endl;
4587            exit(0);
4588        }
4589        else if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.rok() ) // response available
4590        {
4591            vci_rsp_fifo_dcache_get = true;
4592            r_dcache_fsm            = DCACHE_IDLE;
4593
4594#if DEBUG_DCACHE
4595if ( m_debug_dcache_fsm )
4596{
4597    std::cout << "  <PROC " << name() 
4598              << " DCACHE_DIRTY_WAIT> CAS completed" << std::endl;
4599}
4600#endif
4601        }
4602        break;
4603    }
4604    /////////////////////
4605    case DCACHE_CC_CLACK:   // This state is the entry point for the sub-FSM
4606                            // handling cleanup ack requests for DCACHE.
4607                            // We switch the directory slot to EMPTY state
4608                            // and reset r_icache_miss_clack if the cleanup ack
4609                            // is matching a pending miss.
4610    {
4611        if ( m_dreq.valid ) m_cost_data_miss_frz++;
4612
4613#ifdef INSTRUMENTATION
4614m_cpt_dcache_dir_write++;
4615#endif
4616        r_dcache.write_dir( 0,
4617                            r_cleanup_dcache_way.read(),
4618                            r_cleanup_dcache_set.read(),
4619                            CACHE_SLOT_STATE_EMPTY);
4620
4621        if ( (r_dcache_miss_set.read() == r_cleanup_dcache_set.read()) and
4622             (r_dcache_miss_way.read() == r_cleanup_dcache_way.read()) )
4623              r_dcache_miss_clack = false;
4624
4625        r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_cc_save.read() ;
4626        r_cleanup_dcache_req = false;
4627#if DEBUG_DCACHE
4628if ( m_debug_dcache_fsm )
4629{
4630    std::cout << "  <PROC " << name()
4631              << " DCACHE_CC_CLACK> Switch slot to EMPTY state"
4632              << " set = " << r_cleanup_dcache_set.read()
4633              << " / way = " << r_cleanup_dcache_way.read() << std::endl;
4634}
4635#endif
4636
4637        break;
4638    }
4639    /////////////////////
4640    case DCACHE_CC_CHECK:   // This state is the entry point for the sub-FSM
4641                            // handling coherence requests for DCACHE.
4642                            // If there is a matching pending miss on the modified cache
4643                            // line this is signaled in the r_dcache_miss inval flip-flop.
4644                            // If the updated (or invalidated) cache line has copies in TLBs
4645                            // these TLB copies are invalidated.
4646                            // The return state is defined in r_dcache_fsm_cc_save
4647    {
4648        paddr_t  paddr = r_tgt_paddr.read();
4649        paddr_t  mask = ~((m_dcache_words<<2)-1);
4650
4651
4652        if( ((r_dcache_fsm_cc_save == DCACHE_MISS_WAIT) or
4653             (r_dcache_fsm_cc_save == DCACHE_MISS_DIR_UPDT)) and
4654            ((r_dcache_vci_paddr.read() & mask) == (paddr & mask)) ) // matching
4655        {
4656            // signaling matching
4657            r_dcache_miss_inval = true;                 
4658
4659            // coherence request completed, CC_ACK required if update
4660            r_tgt_dcache_req      = false;
4661            r_dcache_tgt_need_rsp = (r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_DATA);
4662            r_dcache_fsm          = r_dcache_fsm_cc_save.read();
4663
4664#if DEBUG_DCACHE
4665if ( m_debug_dcache_fsm )
4666{
4667    std::cout << "  <PROC " << name() 
4668              << " DCACHE_CC_CHECK> Coherence request matching a pending miss:"
4669              << " PADDR = " << std::hex << paddr << std::endl;
4670}
4671#endif
4672 
4673        }
4674        else                                                    // no match
4675            {
4676            int        state;
4677            size_t         way;
4678            size_t         set;
4679            size_t         word; 
4680
4681#ifdef INSTRUMENTATION
4682m_cpt_dcache_dir_read++;
4683#endif
4684            r_dcache.read_dir( paddr,
4685                               &state,
4686                               &way, 
4687                               &set,
4688                               &word ); // unused
4689
4690            r_dcache_cc_way = way;
4691            r_dcache_cc_set = set;
4692
4693            if ( state == CACHE_SLOT_STATE_VALID)            // hit 
4694            {
4695                if (r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_DATA)  // hit update
4696                {
4697                    r_dcache_fsm          = DCACHE_CC_UPDT;
4698                    r_dcache_cc_word      = r_tgt_word_min.read();
4699                }
4700                else if (r_tgt_cc_type == CC_TYPE_INVAL_DATA)   // hit inval
4701                {
4702                    r_dcache_fsm          = DCACHE_CC_INVAL;
4703                }
4704                else if ( r_tgt_cc_type == CC_TYPE_BROADCAST)  // hit broadcast
4705                {
4706                    r_dcache_fsm          = DCACHE_CC_BROADCAST;
4707                }
4708            }
4709            else                                      // miss
4710            {
4711                // coherence request completed, CC_ACK required if update only
4712                r_tgt_dcache_req      = false;
4713                r_dcache_tgt_need_rsp = (r_tgt_cc_type.read() == CC_TYPE_UPDT_DATA);
4714                r_dcache_fsm          = r_dcache_fsm_cc_save.read();
4715            }
4716
4717#if DEBUG_DCACHE
4718if ( m_debug_dcache_fsm )
4719{
4720    std::cout << "  <PROC " << name() 
4721              << " DCACHE_CC_CHECK> Coherence request received:"
4722              << " PADDR = " << std::hex << paddr
4723              << " / TYPE = " << std::dec << r_tgt_cc_type.read()
4724              << " / HIT = " << (state == CACHE_SLOT_STATE_VALID) << std::endl;
4725}
4726#endif
4727        }
4728        break;
4729    }
4730    /////////////////////
4731    case DCACHE_CC_INVAL:       // hit inval: switch slot to EMPTY state,
4732                                // after possible invalidation of copies in TLBs
4733    {
4734        size_t   way    = r_dcache_cc_way.read();
4735        size_t   set    = r_dcache_cc_set.read();
4736
4737        if ( r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] )                   // selective TLB inval
4738        {
4739            r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4740            r_dcache_tlb_inval_line  = r_tgt_paddr.read() / (m_dcache_words<<2);
4741            r_dcache_tlb_inval_set   = 0;
4742            r_dcache_fsm_scan_save   = r_dcache_fsm.read();
4743            r_dcache_fsm             = DCACHE_INVAL_TLB_SCAN;
4744        }
4745        else 
4746        {
4747            if ( r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] )         // TLB flush
4748            {
4749                r_itlb.reset();
4750                r_dtlb.reset();
4751                r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
4752
4753#if DEBUG_DCACHE
4754if ( m_debug_dcache_fsm )
4755{
4756    std::cout << "  <PROC " << name() 
4757              << " DCACHE_CC_INVAL> Flush DTLB & ITLB" << std::endl;
4758}
4759#endif
4760            }
4761 
4762            r_dcache.write_dir( 0,
4763                                way, 
4764                                set,
4765                                CACHE_SLOT_STATE_EMPTY );
4766       
4767            // coherence request completed, CC_ACK required if hit inval
4768            r_tgt_dcache_req      = false;
4769            r_dcache_tgt_need_rsp = true;
4770            r_dcache_fsm          = r_dcache_fsm_cc_save.read();
4771
4772#if DEBUG_DCACHE
4773if ( m_debug_dcache_fsm )
4774{
4775    std::cout << "  <PROC " << name() 
4776              << " DCACHE_CC_INVAL> Switch slot to EMPTY state:" << std::dec
4777                  << " / WAY = " << way
4778                  << " / SET = " << set << std::endl;
4779}
4780#endif
4781        }
4782        break;
4783    }
4784    ///////////////////
4785    case DCACHE_CC_UPDT:        // hit update: write one word per cycle, 
4786                                // after possible invalidation of copies in TLBs
4787    {
4788        size_t   word       = r_dcache_cc_word.read();
4789        size_t   way        = r_dcache_cc_way.read();
4790        size_t   set        = r_dcache_cc_set.read();
4791
4792        if ( r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] )                   // selective TLB inval
4793        {
4794            r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4795            r_dcache_tlb_inval_line  = r_tgt_paddr.read() / (m_dcache_words<<2);
4796            r_dcache_tlb_inval_set   = 0;
4797            r_dcache_fsm_scan_save   = r_dcache_fsm.read();
4798            r_dcache_fsm             = DCACHE_INVAL_TLB_SCAN;
4799        }
4800        else 
4801        {
4802            if ( r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] )         // TLB flush
4803            {
4804                r_itlb.reset();
4805                r_dtlb.reset();
4806                r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
4807
4808#if DEBUG_DCACHE
4809if ( m_debug_dcache_fsm )
4810{
4811    std::cout << "  <PROC " << name() 
4812              << " DCACHE_CC_UPDT> Flush DTLB & ITLB" << std::endl;
4813}
4814#endif
4815            } 
4816
4817#ifdef INSTRUMENTATION
4818m_cpt_dcache_data_write++;
4819#endif
4820            r_dcache.write( way,
4821                            set,
4822                            word,
4823                            r_tgt_buf[word],
4824                            r_tgt_be[word] );
4825
4826            r_dcache_cc_word = word + 1;
4827
4828            if ( word == r_tgt_word_max.read() )        // last word
4829            {
4830                r_tgt_dcache_req      = false;
4831                r_dcache_tgt_need_rsp = true;
4832                r_dcache_fsm          = r_dcache_fsm_cc_save.read();
4833            }
4834
4835#if DEBUG_DCACHE
4836if ( m_debug_dcache_fsm )
4837{
4838    std::cout << "  <PROC " << name() 
4839              << " DCACHE_CC_UPDT> Write one word" << std::dec
4840                  << " / WAY = " << way
4841                  << " / SET = " << set
4842              << " / WORD = " << word
4843              << " / VALUE = " << std::hex << r_tgt_buf[word] << std::endl;
4844}
4845#endif
4846        }
4847        break;
4848    }
4849    /////////////////////////
4850    case DCACHE_CC_BROADCAST:   // hit broadcast : switch state to ZOMBI state
4851                                // and request a cleanup, after possible
4852                                // invalidation of copies in TLBs
4853    {
4854        size_t   way   = r_dcache_cc_way.read();
4855        size_t   set   = r_dcache_cc_set.read();
4856        paddr_t  nline = r_tgt_paddr.read() / (m_dcache_words<<2);
4857
4858        if ( r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] )                   // selective TLB inval
4859        {
4860            r_dcache_in_tlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4861            r_dcache_tlb_inval_line  = nline;
4862            r_dcache_tlb_inval_set   = 0;
4863            r_dcache_fsm_scan_save   = r_dcache_fsm.read();
4864            r_dcache_fsm             = DCACHE_INVAL_TLB_SCAN;
4865        }
4866        else                                           
4867        {
4868            if ( r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] )         // TLB flush
4869            {
4870                r_itlb.reset();
4871                r_dtlb.reset();
4872                r_dcache_contains_ptd[way*m_dcache_sets+set] = false;
4873
4874#if DEBUG_DCACHE
4875if ( m_debug_dcache_fsm )
4876{
4877    std::cout << "  <PROC " << name() 
4878              << " DCACHE_CC_BROADCAST> Flush DTLB & ITLB" << std::endl;
4879}
4880#endif
4881            } 
4882
4883#ifdef INSTRUMENTATION
4884m_cpt_dcache_dir_write++;
4885#endif
4886            r_dcache.write_dir( 0,
4887                                way,
4888                                set,
4889                                CACHE_SLOT_STATE_ZOMBI );
4890#if DEBUG_DCACHE
4891if ( m_debug_dcache_fsm )
4892{
4893    std::cout << "  <PROC " << name()
4894              << " DCACHE_CC_BROADCAST > Slot goes to ZOMBI state "
4895              << " SET = " << set
4896              << " / WAY = " << way << std::endl;
4897}
4898#endif
4899
4900            // coherence operation completed, no CC_ACK for hit broadcast
4901            r_dcache_tgt_need_rsp = false;
4902            r_tgt_dcache_req      = false;
4903            r_dcache_cleanup_req  = true;
4904            r_dcache_cleanup_line = nline;
4905            r_dcache_cleanup_way  = way;
4906            r_dcache_fsm          = r_dcache_fsm_cc_save.read();
4907        }
4908        break;
4909    }
4910    ///////////////////////////
4911    case DCACHE_INVAL_TLB_SCAN:         // Scan sequencially all sets for both ITLB & DTLB
4912                                        // It makes assumption: m_itlb_sets == m_dtlb_sets
4913                                        // All ways are handled in parallel.
4914                                        // We enter this state when a DCACHE line is modified,
4915                                        // and there is a copy in itlb or dtlb.
4916                                        // It can be caused by:
4917                                        // - a coherence inval or updt transaction,
4918                                        // - a line inval caused by a cache miss
4919                                        // - a processor XTN inval request,
4920                                        // - a WRITE hit,
4921                                        // - a Dirty bit update
4922                                        // Input arguments are:
4923                                        // - r_dcache_tlb_inval_line
4924                                        // - r_dcache_tlb_inval_set
4925                                        // - r_dcache_fsm_scan_save
4926    {
4927        paddr_t line = r_dcache_tlb_inval_line.read(); 
4928        size_t  set  = r_dcache_tlb_inval_set.read();   
4929        size_t  way;
4930        bool    ok;
4931
4932        for ( way = 0 ; way < m_itlb_ways ; way++ )
4933        {
4934            ok = r_itlb.inval( line, way, set );
4935
4936#if DEBUG_DCACHE
4937if ( m_debug_dcache_fsm and ok )
4938{
4939    std::cout << "  <PROC " << name() 
4940              << ".DCACHE_INVAL_TLB_SCAN> Invalidate ITLB entry:" << std::hex
4941              << " line = " << line << std::dec
4942              << " / set = " << set
4943              << " / way = " << way << std::endl;
4944}
4945#endif
4946        }
4947         
4948        for ( way = 0 ; way < m_dtlb_ways ; way++ )
4949        {
4950            ok = r_dtlb.inval( line, way, set );
4951
4952#if DEBUG_DCACHE
4953if ( m_debug_dcache_fsm and ok )
4954{
4955    std::cout << "  <PROC " << name() 
4956              << ".DCACHE_INVAL_TLB_SCAN> Invalidate DTLB entry:" << std::hex
4957              << " line = " << line << std::dec
4958              << " / set = " << set
4959              << " / way = " << way << std::endl;
4960}
4961#endif
4962        }
4963
4964        // return to the calling state when TLB inval completed
4965        if ( r_dcache_tlb_inval_set.read() == (m_dtlb_sets-1) )
4966        {
4967            r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_scan_save.read();
4968        }
4969        r_dcache_tlb_inval_set = r_dcache_tlb_inval_set.read() + 1;
4970        break;
4971    }   
4972    } // end switch r_dcache_fsm
4973
4974    ///////////////// wbuf update ///////////////////////////////////////////////////////
4975    r_wbuf.update();
4976
4977    ///////////////// llsc update ///////////////////////////////////////////////////////
4978    if (r_dcache_llsc_valid.read()) r_dcache_llsc_count = r_dcache_llsc_count.read() - 1;
4979    if (r_dcache_llsc_count.read() == 1) r_dcache_llsc_valid = false;
4980
4981    //////////////// test processor frozen //////////////////////////////////////////////
4982    // The simulation exit if the number of consecutive frozen cycles
4983    // is larger than the m_max_frozen_cycles (constructor parameter)
4984    if ( (m_ireq.valid and not m_irsp.valid) or (m_dreq.valid and not m_drsp.valid) )       
4985    {
4986        m_cpt_frz_cycles++;             // used for instrumentation
4987        m_cpt_stop_simulation++;        // used for debug
4988        if ( m_cpt_stop_simulation > m_max_frozen_cycles )
4989        {
4990            std::cout << std::dec << "ERROR in CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl
4991                      << " stop at cycle " << m_cpt_total_cycles << std::endl
4992                      << " frozen since cycle " << m_cpt_total_cycles - m_max_frozen_cycles
4993                      << std::endl;
4994                      r_iss.dump();
4995            exit(1);
4996        }
4997    }
4998    else
4999    {
5000        m_cpt_stop_simulation = 0;
5001    }
5002
5003    /////////// execute one iss cycle /////////////////////////////////
5004    {
5005    uint32_t it = 0;
5006    for (size_t i=0; i<(size_t)iss_t::n_irq; i++) if(p_irq[i].read()) it |= (1<<i);
5007    r_iss.executeNCycles(1, m_irsp, m_drsp, it);
5008    }
5009
5010    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5011    // The VCI_CMD FSM controls the following ressources:
5012    // - r_vci_cmd_fsm
5013    // - r_vci_cmd_min
5014    // - r_vci_cmd_max
5015    // - r_vci_cmd_cpt
5016    // - r_vci_cmd_imiss_prio
5017    // - wbuf (reset)
5018    // - r_icache_miss_req (reset)
5019    // - r_icache_unc_req (reset)
5020    // - r_dcache_vci_miss_req (reset)
5021    // - r_dcache_vci_unc_req (reset)
5022    // - r_dcache_vci_ll_req (reset)
5023    // - r_dcache_vci_sc_req (reset in case of local sc fail)
5024    // - r_dcache_vci_cas_req (reset)
5025    //
5026    // This FSM handles requests from both the DCACHE FSM & the ICACHE FSM.
5027    // There are 8 request types, with the following priorities :
5028    // 1 - Data Read Miss         : r_dcache_vci_miss_req and miss in the write buffer
5029    // 2 - Data Read Uncachable   : r_dcache_vci_unc_req 
5030    // 3 - Instruction Miss       : r_icache_miss_req and miss in the write buffer
5031    // 4 - Instruction Uncachable : r_icache_unc_req
5032    // 5 - Data Write             : r_wbuf.rok()     
5033    // 6 - Data Linked Load       : r_dcache_vci_ll_req
5034    // 7 - Data Store Conditionnal: r_dcache_vci_sc_req
5035    // 8 - Compare And Swap       : r_dcache_vci_cas_req
5036    //
5037    // As we want to support several simultaneous VCI transactions, the VCI_CMD_FSM
5038    // and the VCI_RSP_FSM are fully desynchronized.
5039    //
5040    // VCI formats:
5041    // According to the VCI advanced specification, all read requests packets
5042    // (data Uncached, Miss data, instruction Uncached, Miss instruction)
5043    // are one word packets.
5044    // For write burst packets, all words are in the same cache line,
5045    // and addresses must be contiguous (the BE field is 0 in case of "holes").
5046    // The sc command packet implements actually a compare-and-swap mechanism
5047    // and the packet contains two flits.
5048    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5049
5050    switch ( r_vci_cmd_fsm.read() ) 
5051    {
5052        //////////////
5053        case CMD_IDLE:
5054        {
5055            // DDACHE read requests (r_dcache_vci_miss_req or r_dcache_vci_ll_req), and
5056            // ICACHE read requests (r_icache_miss_req) require both a write_buffer access
5057            // to check a possible pending write on the same cache line.
5058            // As there is only one possible access per cycle to write buffer, we implement
5059            // a round-robin priority between DCACHE and ICACHE for this access,
5060            // using the r_vci_cmd_imiss_prio flip-flop.
5061
5062            size_t      wbuf_min;
5063            size_t      wbuf_max;
5064
5065            bool dcache_unc_req = r_dcache_vci_unc_req.read() and
5066                 ( not r_icache_miss_req.read() or not r_vci_cmd_imiss_prio.read() );
5067
5068            bool dcache_miss_req = r_dcache_vci_miss_req.read() and
5069                 ( not r_icache_miss_req.read() or not r_vci_cmd_imiss_prio.read() );
5070
5071            bool dcache_ll_req   = r_dcache_vci_ll_req.read() and
5072                 ( not r_icache_miss_req.read() or not r_vci_cmd_imiss_prio.read() );
5073
5074            bool icache_miss_req = r_icache_miss_req.read() and
5075                 ( not (r_dcache_vci_miss_req.read() or
5076                        r_dcache_vci_ll_req.read() or
5077                        r_dcache_vci_unc_req.read())
5078                     or r_vci_cmd_imiss_prio.read() ) ;
5079
5080            // 1 - Data Read Miss
5081            if ( dcache_miss_req and r_wbuf.miss(r_dcache_vci_paddr.read()) )
5082            {
5083                r_vci_cmd_fsm         = CMD_DATA_MISS;
5084                r_dcache_vci_miss_req = false;
5085                r_vci_cmd_imiss_prio  = true;
5086//                m_cpt_dmiss_transaction++;
5087            }
5088            // 2 - Data Read Uncachable
5089            else if ( dcache_unc_req and r_wbuf.miss(r_dcache_vci_paddr.read()))
5090            {
5091                r_vci_cmd_fsm        = CMD_DATA_UNC;
5092                r_dcache_vci_unc_req = false;
5093//                m_cpt_dunc_transaction++;
5094            }
5095            // 3 - Data Linked Load
5096            else if ( dcache_ll_req and r_wbuf.miss(r_dcache_vci_paddr.read()))
5097            {
5098                r_dcache_vci_ll_req = false;
5099                r_vci_cmd_fsm       = CMD_DATA_LL;
5100//              m_cpt_ll_transaction++;
5101            }
5102            // 4 - Instruction Miss
5103            else if ( icache_miss_req and r_wbuf.miss(r_icache_vci_paddr.read()) )
5104            {
5105                r_vci_cmd_fsm        = CMD_INS_MISS;
5106                r_icache_miss_req    = false;
5107                r_vci_cmd_imiss_prio = false;
5108//                m_cpt_imiss_transaction++;
5109            }
5110            // 5 - Instruction Uncachable
5111            else if ( r_icache_unc_req.read() )
5112            {
5113                r_vci_cmd_fsm    = CMD_INS_UNC;
5114                r_icache_unc_req = false;
5115//                m_cpt_iunc_transaction++;
5116            }
5117            // 6 - Data Write
5118            else if ( r_wbuf.rok(&wbuf_min, &wbuf_max) )
5119            {
5120                r_vci_cmd_fsm       = CMD_DATA_WRITE;
5121                r_vci_cmd_cpt       = wbuf_min;
5122                r_vci_cmd_min       = wbuf_min;
5123                r_vci_cmd_max       = wbuf_max;
5124//                m_cpt_write_transaction++;
5125//                m_length_write_transaction += (wbuf_max-wbuf_min+1);
5126            }
5127            // 7 - Data Store Conditionnal
5128            else if ( r_dcache_vci_sc_req.read() )
5129            {
5130                r_dcache_vci_sc_req = false;
5131                r_vci_cmd_cpt  = 0;
5132                r_vci_cmd_fsm  = CMD_DATA_SC;
5133//              m_cpt_sc_transaction++;
5134            }
5135            // 8 - Compare And Swap
5136            else if ( r_dcache_vci_cas_req.read() )
5137            {
5138                r_vci_cmd_fsm        = CMD_DATA_CAS;
5139                r_dcache_vci_cas_req = false;
5140                r_vci_cmd_cpt        = 0;
5141//              m_cpt_cas_transaction++;
5142            }
5143            break;
5144        }
5145        ////////////////////
5146        case CMD_DATA_WRITE:
5147        {
5148            if ( p_vci_ini_d.cmdack.read() )
5149            {
5150                r_vci_cmd_cpt = r_vci_cmd_cpt + 1;
5151                if (r_vci_cmd_cpt == r_vci_cmd_max) // last flit sent
5152                {
5153                    r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE ;
5154                    r_wbuf.sent() ;
5155                }
5156            }
5157            break;
5158        }
5159        /////////////////
5160        case CMD_DATA_SC:
5161        case CMD_DATA_CAS:
5162        {
5163            // The CAS and SC VCI commands contain two flits
5164            if ( p_vci_ini_d.cmdack.read() )
5165            {
5166               r_vci_cmd_cpt = r_vci_cmd_cpt + 1;
5167               if (r_vci_cmd_cpt == 1) r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE ;
5168            }
5169            break;
5170        }
5171        //////////////////
5172        case CMD_INS_MISS:
5173        case CMD_INS_UNC:
5174        case CMD_DATA_MISS:
5175        case CMD_DATA_UNC:
5176        case CMD_DATA_LL:
5177        {
5178            // all read VCI commands contain one single flit
5179            if ( p_vci_ini_d.cmdack.read() )  r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE;
5180            break;
5181        }
5182
5183    } // end  switch r_vci_cmd_fsm
5184
5185    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5186    // The VCI_RSP FSM controls the following ressources:
5187    // - r_vci_rsp_fsm:
5188    // - r_vci_rsp_fifo_icache (push)
5189    // - r_vci_rsp_fifo_dcache (push)
5190    // - r_vci_rsp_data_error (set)
5191    // - r_vci_rsp_ins_error (set)
5192    // - r_vci_rsp_cpt
5193    // - r_dcache_vci_sc_req (reset when SC response recieved)
5194    //
5195    // As the VCI_RSP and VCI_CMD are fully desynchronized to support several
5196    // simultaneous VCI transactions, this FSM uses the VCI RPKTID field
5197    // to identify the transactions.
5198    //
5199    // VCI vormat:
5200    // This component checks the response packet length and accepts only
5201    // single word packets for write response packets.
5202    //
5203    // Error handling:
5204    // This FSM analyzes the VCI error code and signals directly the Write Bus Error.
5205    // In case of Read Data Error, the VCI_RSP FSM sets the r_vci_rsp_data_error
5206    // flip_flop and the error is signaled by the DCACHE FSM. 
5207    // In case of Instruction Error, the VCI_RSP FSM sets the r_vci_rsp_ins_error
5208    // flip_flop and the error is signaled by the ICACHE FSM. 
5209    // In case of Cleanup Error, the simulation stops with an error message...
5210    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5211
5212    switch ( r_vci_rsp_fsm.read() ) 
5213    {
5214    //////////////
5215    case RSP_IDLE:
5216    {
5217        if ( p_vci_ini_d.rspval.read() )
5218        {
5219            r_vci_rsp_cpt = 0;
5220
5221            if      ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_READ_DATA_UNC  ) 
5222            {
5223                r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_UNC;
5224            }
5225            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_READ_DATA_MISS ) 
5226            {
5227                r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_MISS;
5228            }
5229            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_READ_INS_UNC   ) 
5230            {
5231                r_vci_rsp_fsm = RSP_INS_UNC;
5232            }
5233            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_READ_INS_MISS  ) 
5234            {
5235                r_vci_rsp_fsm = RSP_INS_MISS;
5236            }
5237            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_WRITE          )
5238            {
5239                r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_WRITE; 
5240            }
5241            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_CAS            ) 
5242            {
5243                r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_UNC;
5244            }
5245            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) ==  TYPE_LL             ) 
5246            {
5247                r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_LL;
5248            }
5249            else if ( (p_vci_ini_d.rpktid.read() & 0x7) == TYPE_SC             ) 
5250            {
5251                r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_UNC;
5252            }
5253            else
5254            {
5255                assert(false and "Unexpected VCI response");
5256            }
5257        }
5258        break;
5259    }
5260        //////////////////
5261        case RSP_INS_MISS:
5262        {
5263            if ( p_vci_ini_d.rspval.read() )
5264            {
5265                if ( (p_vci_ini_d.rerror.read()&0x1) != 0 )  // error reported
5266                {
5267                    r_vci_rsp_ins_error = true;
5268                    if ( p_vci_ini_d.reop.read() ) r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5269                }
5270                else                                        // no error reported
5271                {
5272                    if ( r_vci_rsp_fifo_icache.wok() )
5273                    {
5274                        assert( (r_vci_rsp_cpt.read() < m_icache_words) and
5275                        "The VCI response packet for instruction miss is too long" );
5276
5277                        r_vci_rsp_cpt                 = r_vci_rsp_cpt.read() + 1;
5278                        vci_rsp_fifo_icache_put       = true,
5279                        vci_rsp_fifo_icache_data      = p_vci_ini_d.rdata.read();
5280                        if ( p_vci_ini_d.reop.read() )
5281                        {
5282                            assert( (r_vci_rsp_cpt.read() == m_icache_words - 1) and
5283                            "The VCI response packet for instruction miss is too short");
5284
5285                            r_vci_rsp_fsm    = RSP_IDLE;
5286                        }
5287                    }
5288                }
5289            }
5290            break;
5291        }
5292        /////////////////
5293        case RSP_INS_UNC:
5294        {
5295            if (p_vci_ini_d.rspval.read() )
5296            {
5297                assert( p_vci_ini_d.reop.read() and
5298                "illegal VCI response packet for uncachable instruction");
5299
5300                if ( (p_vci_ini_d.rerror.read()&0x1) != 0 )  // error reported
5301                {
5302                    r_vci_rsp_ins_error = true;
5303                    r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5304                }
5305                else                                         // no error reported
5306                {
5307                    if ( r_vci_rsp_fifo_icache.wok())
5308                    {
5309                        vci_rsp_fifo_icache_put       = true;
5310                        vci_rsp_fifo_icache_data      = p_vci_ini_d.rdata.read();
5311                        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5312                    }
5313                }
5314            }
5315            break;
5316        }
5317        ///////////////////
5318        case RSP_DATA_MISS:
5319        {
5320            if ( p_vci_ini_d.rspval.read() )
5321            {
5322                if ( (p_vci_ini_d.rerror.read()&0x1) != 0 )  // error reported
5323                {
5324                    r_vci_rsp_data_error = true;
5325                    if ( p_vci_ini_d.reop.read() ) r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5326                }
5327                else                                        // no error reported
5328                {
5329                    if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.wok() )
5330                    {
5331                        assert( (r_vci_rsp_cpt.read() < m_dcache_words) and
5332                        "The VCI response packet for data miss is too long");
5333
5334                        r_vci_rsp_cpt                 = r_vci_rsp_cpt.read() + 1;
5335                        vci_rsp_fifo_dcache_put       = true,
5336                        vci_rsp_fifo_dcache_data      = p_vci_ini_d.rdata.read();
5337                        if ( p_vci_ini_d.reop.read() )
5338                        {
5339                            assert( (r_vci_rsp_cpt.read() == m_dcache_words - 1) and
5340                            "The VCI response packet for data miss is too short");
5341
5342                            r_vci_rsp_fsm     = RSP_IDLE;
5343                        }
5344                    }
5345                }
5346            }
5347            break;
5348        }
5349        //////////////////
5350        case RSP_DATA_UNC:
5351        {
5352            if (p_vci_ini_d.rspval.read() )
5353            {
5354                assert( p_vci_ini_d.reop.read() and
5355                "illegal VCI response packet for uncachable read data");
5356
5357                if ( (p_vci_ini_d.rerror.read()&0x1) != 0 )  // error reported
5358                {
5359                    r_vci_rsp_data_error = true;
5360                    r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5361                }
5362                else                                         // no error reported
5363                {
5364                    if ( r_vci_rsp_fifo_dcache.wok())
5365                    {
5366                        vci_rsp_fifo_dcache_put       = true;
5367                        vci_rsp_fifo_dcache_data      = p_vci_ini_d.rdata.read();
5368                        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5369                    }
5370                }
5371            }
5372            break;
5373        }
5374        ////////////////////
5375        case RSP_DATA_LL:
5376        {
5377            if ( p_vci_ini_d.rspval.read() )
5378            {
5379                if ( (p_vci_ini_d.rerror.read()&0x1) != 0 )  // error reported
5380                {
5381                    r_vci_rsp_data_error = true;
5382                    r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5383                }
5384                if (r_vci_rsp_cpt.read() == 0) //first flit
5385                {
5386                    if(r_vci_rsp_fifo_dcache.wok())
5387                    {
5388                        assert(!p_vci_ini_d.reop.read() &&
5389                            "illegal VCI response packet for LL");
5390                        vci_rsp_fifo_dcache_put  = true;
5391                        vci_rsp_fifo_dcache_data = p_vci_ini_d.rdata.read();
5392                        r_vci_rsp_cpt            = r_vci_rsp_cpt.read() + 1;
5393                    }
5394                    break;
5395                }
5396                else // last flit
5397                {
5398                    if(r_vci_rsp_fifo_dcache.wok())
5399                    {
5400                        assert(p_vci_ini_d.reop.read() &&
5401                            "illegal VCI response packet for LL");
5402                        vci_rsp_fifo_dcache_put  = true;
5403                        vci_rsp_fifo_dcache_data = p_vci_ini_d.rdata.read();
5404                        r_vci_rsp_fsm            = RSP_IDLE;
5405                    }
5406                    break;
5407                }
5408            }
5409            break;
5410        }
5411        ////////////////////
5412        case RSP_DATA_WRITE:
5413        {
5414            if (p_vci_ini_d.rspval.read())
5415            {
5416                assert( p_vci_ini_d.reop.read() and
5417                "a VCI response packet must contain one flit for a write transaction");
5418
5419                r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5420                uint32_t   wbuf_index = p_vci_ini_d.rtrdid.read();
5421                bool       cacheable  = r_wbuf.completed(wbuf_index);
5422                if ( not cacheable ) r_dcache_pending_unc_write = false;
5423                if ( (p_vci_ini_d.rerror.read()&0x1) != 0 ) r_iss.setWriteBerr();
5424            }
5425            break;
5426        }
5427    } // end switch r_vci_rsp_fsm
5428
5429    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5430    // The CLEANUP_CMD FSM is in charge to send the cleanup commands on the coherence
5431    // network. It has two clients (DCACHE FSM and ICACHE FSM) that are served
5432    // with a round-robin priority. All cleanup commands are registered in the
5433    // r_cleanup_buffer, because we must avoid to send a Read Miss command
5434    // for line (X) if there is a pending cleanup for line (X): the r_cleanup_buffer
5435    // is tested by the ICACHE FSM and DCACHE FSM before posting a miss request.
5436    // The CLEANUP FSM resets the r_*cache_cleanup request flip-flops as soon as
5437    // the request has been sent and registered in the buffer.
5438    // The buffer itself is cleared when the cleanup response is received.
5439    // We use an assocative registration buffer (CAM) in order to support several
5440    // simultaneous cleanup transactions (up to 4 simultaneous clenups).
5441    // The VCI TRDID field is used to distinguish data/instruction cleanups and to
5442    // transmit the way :
5443    // - if data cleanup        : TRDID = 2*way + 0
5444    // - if instruction cleanup : TRDID = 2*way + 1
5445    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5446
5447    switch ( r_cleanup_cmd_fsm.read() ) 
5448    {
5449        ///////////////////////////
5450        case CLEANUP_CMD_DATA_IDLE:     // dcache has highest priority
5451        {
5452            if ( r_dcache_cleanup_req.read() )      // dcache request
5453            {
5454                r_cleanup_cmd_fsm   = CLEANUP_CMD_DATA_GO; 
5455                r_cleanup_cmd_trdid = r_dcache_cleanup_way.read()<<1;
5456            }
5457            else if ( r_icache_cleanup_req.read() ) // icache request
5458            {
5459                r_cleanup_cmd_fsm   = CLEANUP_CMD_INS_GO; 
5460                r_cleanup_cmd_trdid = (r_icache_cleanup_way.read()<<1) + 1;
5461            }
5462            break;
5463        }
5464        //////////////////////////
5465        case CLEANUP_CMD_INS_IDLE:     // icache has highest priority
5466        {
5467            if ( r_icache_cleanup_req.read() )      // icache request
5468            {
5469                r_cleanup_cmd_fsm   = CLEANUP_CMD_INS_GO;
5470                r_cleanup_cmd_trdid = (r_icache_cleanup_way.read()<<1) + 1;
5471            }
5472            else if ( r_dcache_cleanup_req.read() ) // dcache request
5473            {
5474                r_cleanup_cmd_fsm   = CLEANUP_CMD_DATA_GO;
5475                r_cleanup_cmd_trdid = r_dcache_cleanup_way.read()<<1;
5476            }
5477            break;
5478        }
5479        /////////////////////////
5480        case CLEANUP_CMD_DATA_GO:
5481        {
5482            if ( p_vci_ini_c.cmdack.read() )
5483            {
5484                r_cleanup_cmd_fsm    = CLEANUP_CMD_INS_IDLE;
5485                r_dcache_cleanup_req = false;
5486
5487#if DEBUG_CLEANUP
5488if ( m_debug_cleanup_fsm )
5489{
5490    std::cout << "  <PROC " << name() 
5491              << " CLEANUP_CMD_DATA_GO> Cleanup request for icache:" << std::hex
5492              << " PADDR = " << (r_dcache_cleanup_line.read()*m_dcache_words*4)
5493              << " / TRDID = " << std::dec << r_cleanup_cmd_trdid.read() << std::endl;
5494}
5495#endif
5496            }
5497            break;
5498        }
5499        ////////////////////////
5500        case CLEANUP_CMD_INS_GO:
5501        {
5502            if ( p_vci_ini_c.cmdack.read() )
5503            {
5504                r_cleanup_cmd_fsm    = CLEANUP_CMD_DATA_IDLE;
5505                r_icache_cleanup_req = false;
5506
5507#if DEBUG_CLEANUP
5508if ( m_debug_cleanup_fsm )
5509{
5510    std::cout << "  <PROC " << name() 
5511              << " CLEANUP_CMD_INS_GO> Cleanup request for dcache:" << std::hex
5512              << " PADDR = " << (r_icache_cleanup_line.read()*m_icache_words*4)
5513              << " / TRDID = " << std::dec << r_cleanup_cmd_trdid.read() << std::endl;
5514}
5515#endif
5516            }
5517            break;
5518        }
5519    } // end switch CLEANUP FSM
5520
5521    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5522    // The CLEANUP_RSP FSM is in charge to dispatch the cleanup responses to the
5523    // ICACHE and DCACHE FSMs. The response arguments (set and way) are writen
5524    // in dedicated buffers for ICACHE FSM and DCACHE FSM.
5525    // These buffers are protected by two SET/RESET flip-flops, that are set
5526    // by the CLEANUP_RSP FSM, and reset by the selected FSM when the response
5527    // has been processed.
5528    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5529
5530    switch( r_cleanup_rsp_fsm.read() )
5531    {
5532        //////////////////////
5533        case CLEANUP_RSP_IDLE:
5534        {
5535            if ( p_vci_ini_c.rspval.read() )   
5536            {
5537                if((p_vci_ini_c.rtrdid.read() & 0x1) == 0x1)  // ICACHE
5538                {
5539                    r_cleanup_rsp_fsm = CLEANUP_RSP_INS;
5540                }
5541                else                                          // DCACHE
5542                {
5543                    r_cleanup_rsp_fsm = CLEANUP_RSP_DATA;
5544                }
5545            }
5546            break;
5547        }
5548        /////////////////////
5549        case CLEANUP_RSP_INS:
5550        {
5551            if ( not r_cleanup_icache_req.read() )    // buffer empty
5552            {
5553                r_cleanup_icache_req = true;
5554                r_cleanup_icache_way   = p_vci_ini_c.rtrdid.read() >> 1;
5555                r_cleanup_icache_set   = p_vci_ini_c.rdata.read() & (m_icache_sets-1);
5556                r_cleanup_rsp_fsm      = CLEANUP_RSP_IDLE;
5557            }
5558            break;
5559        }
5560        //////////////////////
5561        case CLEANUP_RSP_DATA:
5562        {
5563            if ( not r_cleanup_dcache_req.read() )    // buffer empty
5564            {
5565                r_cleanup_dcache_req = true;
5566                r_cleanup_dcache_way   = p_vci_ini_c.rtrdid.read() >> 1;
5567                r_cleanup_dcache_set   = p_vci_ini_c.rdata.read() & (m_dcache_sets-1);
5568                r_cleanup_rsp_fsm      = CLEANUP_RSP_IDLE;
5569            }
5570            break;
5571        }
5572    } // end switch CLEANUP_RSP
5573
5574
5575    ///////////////// Response FIFOs update  //////////////////////
5576    r_vci_rsp_fifo_icache.update(vci_rsp_fifo_icache_get,
5577                                 vci_rsp_fifo_icache_put,
5578                                 vci_rsp_fifo_icache_data);
5579
5580    r_vci_rsp_fifo_dcache.update(vci_rsp_fifo_dcache_get,
5581                                 vci_rsp_fifo_dcache_put,
5582                                 vci_rsp_fifo_dcache_data);
5583
5584} // end transition()
5585
5586///////////////////////
5587tmpl(void)::genMoore()
5588///////////////////////
5589{
5590    // VCI initiator command on the coherence network (cleanup)
5591    // it depends on the CLEANUP_CMD FSM state
5592
5593    paddr_t  cleanup_nline;
5594    paddr_t  address;
5595
5596    if ( r_cleanup_cmd_fsm.read() == CLEANUP_CMD_DATA_GO )
5597    {
5598        cleanup_nline = r_dcache_cleanup_line.read();
5599        address       = (m_x_width + m_y_width) ? (cleanup_nline * m_dcache_words * 4    ) >>
5600                                                  (vci_param::- m_x_width - m_y_width ) : 0;
5601    }
5602    else if ( r_cleanup_cmd_fsm.read() == CLEANUP_CMD_INS_GO )
5603    {
5604        cleanup_nline = r_icache_cleanup_line.read();
5605        address       = (m_x_width + m_y_width) ? (cleanup_nline * m_icache_words * 4    ) >>
5606                                                  (vci_param::- m_x_width - m_y_width ) : 0;
5607    }
5608    else
5609    {
5610        cleanup_nline = 0;
5611        address       = 0;
5612    }
5613
5614    address           <<= vci_param::S - m_x_width - m_y_width;
5615    address            |= m_memory_cache_local_id;
5616    address           <<= vci_param::N - vci_param::S;
5617
5618    p_vci_ini_c.cmdval  = ( (r_cleanup_cmd_fsm.read() == CLEANUP_CMD_DATA_GO) or
5619                            (r_cleanup_cmd_fsm.read() == CLEANUP_CMD_INS_GO) );
5620    p_vci_ini_c.address = address;
5621    p_vci_ini_c.wdata   = (uint32_t) cleanup_nline;
5622    p_vci_ini_c.be      = (cleanup_nline >> 32) & 0x3;
5623    p_vci_ini_c.plen    = 4;
5624    p_vci_ini_c.cmd     = vci_param::CMD_WRITE;
5625    p_vci_ini_c.trdid   = r_cleanup_cmd_trdid.read();
5626    p_vci_ini_c.pktid   = 0;
5627    p_vci_ini_c.srcid   = m_srcid_c;
5628    p_vci_ini_c.cons    = false;
5629    p_vci_ini_c.wrap    = false;
5630    p_vci_ini_c.contig  = false;
5631    p_vci_ini_c.clen    = 0;
5632    p_vci_ini_c.cfixed  = false;
5633    p_vci_ini_c.eop     = true;
5634
5635    // VCI initiator response on the coherence network (cleanup)
5636    // it depends on the CLEANUP_RSP FSM
5637
5638    if ( r_cleanup_rsp_fsm.read() == CLEANUP_RSP_IDLE )
5639    {
5640        p_vci_ini_c.rspack  = true;
5641    }
5642    else if ( r_cleanup_rsp_fsm.read() == CLEANUP_RSP_DATA )
5643    {
5644        p_vci_ini_c.rspack  = not r_cleanup_dcache_req.read();
5645    }
5646    else if ( r_cleanup_rsp_fsm.read() == CLEANUP_RSP_INS )
5647    {
5648        p_vci_ini_c.rspack  = not r_cleanup_icache_req.read();
5649    }
5650
5651    // VCI initiator command on the direct network
5652    // it depends on the CMD FSM state
5653
5654    p_vci_ini_d.pktid  = 0;
5655    p_vci_ini_d.srcid  = m_srcid_d;
5656    p_vci_ini_d.cons   = (r_vci_cmd_fsm.read() == CMD_DATA_CAS);
5657    p_vci_ini_d.contig = not (r_vci_cmd_fsm.read() == CMD_DATA_CAS);
5658    p_vci_ini_d.wrap   = false;
5659    p_vci_ini_d.clen   = 0;
5660    p_vci_ini_d.cfixed = false;
5661
5662    switch ( r_vci_cmd_fsm.read() ) {
5663
5664    case CMD_IDLE:
5665        p_vci_ini_d.cmdval  = false;
5666        p_vci_ini_d.address = 0;
5667        p_vci_ini_d.wdata   = 0;
5668        p_vci_ini_d.be      = 0;
5669        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5670        p_vci_ini_d.pktid   = 0;
5671        p_vci_ini_d.plen    = 0;
5672        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_NOP;
5673        p_vci_ini_d.eop     = false;
5674        break;
5675
5676    case CMD_INS_MISS:
5677        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5678        p_vci_ini_d.address = r_icache_vci_paddr.read() & m_icache_yzmask;
5679        p_vci_ini_d.wdata   = 0;
5680        p_vci_ini_d.be      = 0xF;
5681        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5682        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_READ_INS_MISS;
5683        p_vci_ini_d.plen    = m_icache_words<<2;
5684        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5685        p_vci_ini_d.eop     = true;
5686        break;
5687
5688    case CMD_INS_UNC:
5689        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5690        p_vci_ini_d.address = r_icache_vci_paddr.read() & ~0x3;
5691        p_vci_ini_d.wdata   = 0;
5692        p_vci_ini_d.be      = 0xF;
5693        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5694        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_READ_INS_UNC;
5695        p_vci_ini_d.plen    = 4;
5696        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5697        p_vci_ini_d.eop     = true;
5698        break;
5699
5700    case CMD_DATA_MISS:
5701        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5702        p_vci_ini_d.address = r_dcache_vci_paddr.read() & m_dcache_yzmask;
5703        p_vci_ini_d.wdata   = 0;
5704        p_vci_ini_d.be      = 0xF;
5705        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5706        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_READ_DATA_MISS;
5707        p_vci_ini_d.plen    = m_dcache_words << 2;
5708        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5709        p_vci_ini_d.eop     = true;
5710        break;
5711
5712    case CMD_DATA_UNC:
5713        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5714        p_vci_ini_d.address = r_dcache_vci_paddr.read() & ~0x3;
5715        p_vci_ini_d.wdata   = 0;
5716        p_vci_ini_d.be      = r_dcache_vci_unc_be.read();
5717        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5718        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_READ_DATA_UNC;
5719        p_vci_ini_d.plen    = 4;
5720        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5721        p_vci_ini_d.eop     = true;
5722        break;
5723
5724    case CMD_DATA_WRITE:
5725        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5726        p_vci_ini_d.address = r_wbuf.getAddress(r_vci_cmd_cpt.read()) & ~0x3;
5727        p_vci_ini_d.wdata   = r_wbuf.getData(r_vci_cmd_cpt.read());
5728        p_vci_ini_d.be      = r_wbuf.getBe(r_vci_cmd_cpt.read());
5729        p_vci_ini_d.trdid   = r_wbuf.getIndex();
5730        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_WRITE;
5731        p_vci_ini_d.plen    = (r_vci_cmd_max.read() - r_vci_cmd_min.read() + 1) << 2;
5732        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_WRITE;
5733        p_vci_ini_d.eop     = (r_vci_cmd_cpt.read() == r_vci_cmd_max.read());
5734        break;
5735
5736    case CMD_DATA_LL:
5737        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5738        p_vci_ini_d.address = r_dcache_vci_paddr.read() & ~0x3;
5739        p_vci_ini_d.wdata   = 0;
5740        p_vci_ini_d.be      = 0xF;
5741        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5742        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_LL;
5743        p_vci_ini_d.plen    = 8;
5744        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_LOCKED_READ;
5745        p_vci_ini_d.eop     = true;
5746        break;
5747
5748    case CMD_DATA_SC:
5749        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5750        p_vci_ini_d.address = r_dcache_vci_paddr.read() & ~0x3;
5751        if ( r_vci_cmd_cpt.read() == 0 ) p_vci_ini_d.wdata = r_dcache_llsc_key.read();
5752        else                             p_vci_ini_d.wdata = r_dcache_vci_sc_data.read();
5753        p_vci_ini_d.be      = 0xF;
5754        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5755        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_SC;
5756        p_vci_ini_d.plen    = 8;
5757        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_NOP;
5758        p_vci_ini_d.eop     = (r_vci_cmd_cpt.read() == 1);
5759        break;     
5760
5761    case CMD_DATA_CAS:
5762        p_vci_ini_d.cmdval  = true;
5763        p_vci_ini_d.address = r_dcache_vci_paddr.read() & ~0x3;
5764        if ( r_vci_cmd_cpt.read() == 0 ) p_vci_ini_d.wdata = r_dcache_vci_cas_old.read();
5765        else                             p_vci_ini_d.wdata = r_dcache_vci_cas_new.read();
5766        p_vci_ini_d.be      = 0xF;
5767        p_vci_ini_d.trdid   = 0;
5768        p_vci_ini_d.pktid   = TYPE_CAS;
5769        p_vci_ini_d.plen    = 8;
5770        p_vci_ini_d.cmd     = vci_param::CMD_NOP;
5771        p_vci_ini_d.eop     = (r_vci_cmd_cpt.read() == 1);
5772        break;     
5773    } // end switch r_vci_cmd_fsm
5774
5775    // VCI initiator response on the direct network
5776    // it depends on the VCI RSP state
5777
5778    switch (r_vci_rsp_fsm.read() )
5779    {
5780        case RSP_DATA_WRITE : p_vci_ini_d.rspack = true; break;
5781        case RSP_INS_MISS   : p_vci_ini_d.rspack = r_vci_rsp_fifo_icache.wok(); break;
5782        case RSP_INS_UNC    : p_vci_ini_d.rspack = r_vci_rsp_fifo_icache.wok(); break;
5783        case RSP_DATA_MISS  : p_vci_ini_d.rspack = r_vci_rsp_fifo_dcache.wok(); break;
5784        case RSP_DATA_UNC   : p_vci_ini_d.rspack = r_vci_rsp_fifo_dcache.wok(); break;
5785        case RSP_DATA_LL    : p_vci_ini_d.rspack = r_vci_rsp_fifo_dcache.wok(); break;
5786        case RSP_IDLE       : p_vci_ini_d.rspack = false; break;
5787    } // end switch r_vci_rsp_fsm
5788
5789    // VCI target command and response on the coherence network
5790    switch ( r_tgt_fsm.read() ) 
5791    {
5792    case TGT_IDLE:
5793    case TGT_UPDT_WORD:
5794    case TGT_UPDT_DATA:
5795        p_vci_tgt_c.cmdack  = true;
5796        p_vci_tgt_c.rspval  = false;
5797        break;
5798
5799    case TGT_RSP_ICACHE:
5800        p_vci_tgt_c.cmdack  = false;
5801        p_vci_tgt_c.rspval  = not r_tgt_icache_req.read() and r_icache_tgt_need_rsp.read();
5802        p_vci_tgt_c.rsrcid  = r_tgt_srcid.read();
5803        p_vci_tgt_c.rpktid  = r_tgt_pktid.read();
5804        p_vci_tgt_c.rtrdid  = r_tgt_trdid.read();
5805        p_vci_tgt_c.rdata   = 0;
5806        p_vci_tgt_c.rerror  = 0;
5807        p_vci_tgt_c.reop    = true;
5808        break;
5809
5810    case TGT_RSP_DCACHE:
5811        p_vci_tgt_c.cmdack  = false;
5812        p_vci_tgt_c.rspval  = not r_tgt_dcache_req.read() and r_dcache_tgt_need_rsp.read();
5813        p_vci_tgt_c.rsrcid  = r_tgt_srcid.read();
5814        p_vci_tgt_c.rpktid  = r_tgt_pktid.read();
5815        p_vci_tgt_c.rtrdid  = r_tgt_trdid.read();
5816        p_vci_tgt_c.rdata   = 0;
5817        p_vci_tgt_c.rerror  = 0;
5818        p_vci_tgt_c.reop    = true;
5819        break;
5820
5821    case TGT_RSP_BROADCAST:     // no response for broadcast...
5822    case TGT_REQ_BROADCAST:
5823    case TGT_REQ_ICACHE:
5824    case TGT_REQ_DCACHE:
5825        p_vci_tgt_c.cmdack  = false;
5826        p_vci_tgt_c.rspval  = false;
5827        break;
5828
5829    } // end switch TGT_FSM
5830} // end genMoore
5831
5832}}
5833
5834// Local Variables:
5835// tab-width: 4
5836// c-basic-offset: 4
5837// c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0))
5838// indent-tabs-mode: nil
5839// End:
5840
5841// vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.