source: trunk/modules/vci_cc_vcache_wrapper2_v1/caba/source/src/vci_cc_vcache_wrapper2_v1.cpp @ 71

Last change on this file since 71 was 71, checked in by bouyer, 14 years ago

When updating PTE bits, don't write back to the dcache locally, the
ll/sc will update the cache for us.
Avoids potential coherence issues between the L1 cache and ram.

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to "Author Date Id Rev URL Revision"
  • Property svn:mime-type set to text/plain
File size: 210.4 KB
Line 
1/* -*- c++ -*-
2 * File : vci_cc_vcache_wrapper2_v1.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
27#include <cassert>
28#include "arithmetics.h"
29#include "../include/vci_cc_vcache_wrapper2_v1.h"
30
31namespace soclib {
32namespace caba {
33
34//#define SOCLIB_MODULE_DEBUG
35#ifdef SOCLIB_MODULE_DEBUG
36namespace {
37const char *icache_fsm_state_str[] = {
38        "ICACHE_IDLE",
39        "ICACHE_BIS",       
40        "ICACHE_TLB1_READ", 
41        "ICACHE_TLB1_WRITE", 
42        "ICACHE_TLB1_UPDT", 
43        "ICACHE_TLB2_READ", 
44        "ICACHE_TLB2_WRITE", 
45        "ICACHE_TLB2_UPDT", 
46        "ICACHE_SW_FLUSH",
47        "ICACHE_TLB_FLUSH",
48        "ICACHE_CACHE_FLUSH",
49        "ICACHE_TLB_INVAL", 
50        "ICACHE_CACHE_INVAL",
51        "ICACHE_CACHE_INVAL_PA",
52        "ICACHE_MISS_WAIT",
53        "ICACHE_UNC_WAIT", 
54        "ICACHE_MISS_UPDT", 
55        "ICACHE_ERROR",
56        "ICACHE_CC_INVAL",
57        "ICACHE_TLB_CC_INVAL",       
58    };
59const char *dcache_fsm_state_str[] = {
60        "DCACHE_IDLE",       
61        "DCACHE_BIS",   
62        "DCACHE_DTLB1_READ_CACHE",
63        "DCACHE_TLB1_LL_WAIT",
64        "DCACHE_TLB1_SC_WAIT",   
65        "DCACHE_TLB1_READ",
66        "DCACHE_TLB1_READ_UPDT", 
67        "DCACHE_TLB1_UPDT",
68        "DCACHE_DTLB2_READ_CACHE",
69        "DCACHE_TLB2_LL_WAIT",
70        "DCACHE_TLB2_SC_WAIT",   
71        "DCACHE_TLB2_READ",
72        "DCACHE_TLB2_READ_UPDT", 
73        "DCACHE_TLB2_UPDT",   
74        "DCACHE_CTXT_SWITCH",   
75        "DCACHE_ICACHE_FLUSH",
76        "DCACHE_DCACHE_FLUSH",
77        "DCACHE_ITLB_INVAL",
78        "DCACHE_DTLB_INVAL",
79        "DCACHE_ICACHE_INVAL",
80        "DCACHE_DCACHE_INVAL",
81        "DCACHE_ICACHE_INVAL_PA",
82        "DCACHE_DCACHE_INVAL_PA",
83        "DCACHE_DCACHE_SYNC",
84        "DCACHE_LL_DIRTY_WAIT",
85        "DCACHE_SC_DIRTY_WAIT",
86        "DCACHE_WRITE_UPDT",
87        "DCACHE_WRITE_REQ", 
88        "DCACHE_MISS_WAIT", 
89        "DCACHE_MISS_UPDT", 
90        "DCACHE_UNC_WAIT",   
91        "DCACHE_ERROR",
92        "DCACHE_ITLB_READ",
93        "DCACHE_ITLB_UPDT",
94        "DCACHE_ITLB_LL_WAIT",       
95        "DCACHE_ITLB_SC_WAIT",       
96        "DCACHE_CC_CHECK",
97        "DCACHE_CC_INVAL",
98        "DCACHE_CC_UPDT",
99        "DCACHE_CC_NOP",
100        "DCACHE_TLB_CC_INVAL",
101        "DCACHE_ITLB_CLEANUP",
102    };
103const char *cmd_fsm_state_str[] = {
104        "CMD_IDLE",           
105        "CMD_ITLB_READ",
106        "CMD_ITLB_ACC_LL",               
107        "CMD_ITLB_ACC_SC",               
108        "CMD_INS_MISS",     
109        "CMD_INS_UNC",     
110        "CMD_DTLB_READ",   
111        "CMD_DTLB_ACC_LL",           
112        "CMD_DTLB_ACC_SC",           
113        "CMD_DTLB_DIRTY_LL",         
114        "CMD_DTLB_DIRTY_SC",         
115        "CMD_DATA_UNC",     
116        "CMD_DATA_MISS",   
117        "CMD_DATA_WRITE",
118        "CMD_INS_CLEANUP",   
119        "CMD_DATA_CLEANUP",     
120    };
121const char *rsp_fsm_state_str[] = {
122        "RSP_IDLE",                 
123        "RSP_ITLB_READ",             
124        "RSP_ITLB_ACC_LL",               
125        "RSP_ITLB_ACC_SC",               
126        "RSP_INS_MISS",   
127        "RSP_INS_UNC",           
128        "RSP_DTLB_READ",           
129        "RSP_DTLB_ACC_LL",           
130        "RSP_DTLB_ACC_SC",           
131        "RSP_DTLB_DIRTY_LL",         
132        "RSP_DTLB_DIRTY_SC",         
133        "RSP_DATA_MISS",             
134        "RSP_DATA_UNC",             
135        "RSP_DATA_WRITE",     
136        "RSP_INS_CLEANUP",   
137        "RSP_DATA_CLEANUP",       
138    };
139const char *tgt_fsm_state_str[] = {
140        "TGT_IDLE",
141        "TGT_UPDT_WORD",
142        "TGT_UPDT_DATA",
143        "TGT_REQ_BROADCAST",
144        "TGT_REQ_ICACHE",
145        "TGT_REQ_DCACHE",
146        "TGT_RSP_BROADCAST",
147        "TGT_RSP_ICACHE",
148        "TGT_RSP_DCACHE",
149    }; 
150const char *inval_itlb_fsm_state_str[] = {
151        "INVAL_ITLB_IDLE",       
152        "INVAL_ITLB_CHECK"  ,
153        "INVAL_ITLB_INVAL",     
154        "INVAL_ITLB_CLEAR",           
155    };
156const char *inval_dtlb_fsm_state_str[] = {
157        "INVAL_DTLB_IDLE",       
158        "INVAL_DTLB_CHECK",
159        "INVAL_DTLB_INVAL",   
160        "INVAL_DTLB_CLEAR",         
161    };
162}
163#endif
164
165#define tmpl(...)  template<typename vci_param, typename iss_t> __VA_ARGS__ VciCcVCacheWrapper2V1<vci_param, iss_t>
166
167using soclib::common::uint32_log2;
168
169/***********************************************/
170tmpl(/**/)::VciCcVCacheWrapper2V1(
171    sc_module_name name,
172    int proc_id,
173    const soclib::common::MappingTable &mtp,
174    const soclib::common::MappingTable &mtc,
175    const soclib::common::IntTab &initiator_index_rw,
176    const soclib::common::IntTab &initiator_index_c,
177    const soclib::common::IntTab &target_index,
178    size_t itlb_ways,
179    size_t itlb_sets,
180    size_t dtlb_ways,
181    size_t dtlb_sets,
182    size_t icache_ways,
183    size_t icache_sets,
184    size_t icache_words,
185    size_t dcache_ways,
186    size_t dcache_sets,
187    size_t dcache_words,
188    size_t write_buf_size )
189/***********************************************/
190    : soclib::caba::BaseModule(name),
191
192      p_clk("clk"),
193      p_resetn("resetn"),
194      p_vci_ini_rw("vci_ini_rw"),
195      p_vci_ini_c("vci_ini_c"),
196      p_vci_tgt("vci_tgt"),
197
198      m_cacheability_table(mtp.getCacheabilityTable()),
199      m_segment(mtc.getSegment(target_index)),
200      m_iss(this->name(), proc_id),
201      m_srcid_rw(mtp.indexForId(initiator_index_rw)),
202      m_srcid_c(mtp.indexForId(initiator_index_c)),
203
204      m_itlb_ways(itlb_ways),
205      m_itlb_sets(itlb_sets),
206
207      m_dtlb_ways(dtlb_ways),
208      m_dtlb_sets(dtlb_sets),
209
210      m_icache_ways(icache_ways),
211      m_icache_sets(icache_sets),
212      m_icache_yzmask((~0)<<(uint32_log2(icache_words) + 2)),
213      m_icache_words(icache_words),
214
215      m_dcache_ways(dcache_ways),
216      m_dcache_sets(dcache_sets),
217      m_dcache_yzmask((~0)<<(uint32_log2(dcache_words) + 2)),
218      m_dcache_words(dcache_words),
219
220      m_write_buf_size(write_buf_size),
221      m_paddr_nbits(vci_param::N),
222
223      icache_tlb(itlb_ways,itlb_sets,vci_param::N),
224      dcache_tlb(dtlb_ways,dtlb_sets,vci_param::N),
225
226      r_dcache_fsm("r_dcache_fsm"),
227      r_dcache_paddr_save("r_dcache_paddr_save"),
228      r_dcache_wdata_save("r_dcache_wdata_save"),
229      r_dcache_rdata_save("r_dcache_rdata_save"),
230      r_dcache_type_save("r_dcache_type_save"),
231      r_dcache_be_save("r_dcache_be_save"),
232      r_dcache_cached_save("r_dcache_cached_save"),
233      r_dcache_tlb_paddr("r_dcache_tlb_paddr"),
234      r_dcache_miss_req("r_dcache_miss_req"),
235      r_dcache_unc_req("r_dcache_unc_req"),
236      r_dcache_write_req("r_dcache_write_req"),
237      r_dcache_tlb_read_req("r_dcache_tlb_read_req"),
238
239      r_dcache_tlb_ll_acc_req("r_dcache_tlb_ll_acc_req"),       
240      r_dcache_tlb_sc_acc_req("r_dcache_tlb_sc_acc_req"),       
241      r_dcache_tlb_ll_dirty_req("r_dcache_tlb_ll_dirty_req"),   
242      r_dcache_tlb_sc_dirty_req("r_dcache_tlb_sc_dirty_req"),
243      r_dcache_tlb_ptba_read("r_dcache_tlb_ptba_read"),
244      r_dcache_xtn_req("r_dcache_xtn_req"),
245
246      r_dcache_fsm_save("r_dcache_fsm_save"),
247      r_dcache_cleanup_req("r_dcache_cleanup_req"),
248      r_dcache_inval_rsp("r_dcache_inval_rsp"),
249
250      r_icache_fsm("r_icache_fsm"),
251      r_icache_paddr_save("r_icache_paddr_save"),
252      r_icache_miss_req("r_icache_miss_req"),
253      r_icache_unc_req("r_icache_unc_req"),
254      r_dcache_itlb_read_req("r_dcache_itlb_read_req"),
255      r_dcache_itlb_ll_acc_req("r_dcache_itlb_ll_acc_req"),     
256      r_dcache_itlb_sc_acc_req("r_dcache_itlb_sc_acc_req"),
257
258      r_itlb_read_dcache_req("r_itlb_read_dcache_req"),
259      r_itlb_k_read_dcache("r_itlb_k_read_dcache"),
260      r_itlb_acc_dcache_req("r_itlb_acc_dcache_req"),
261      r_dcache_rsp_itlb_error("r_dcache_rsp_itlb_error"),
262
263      r_icache_fsm_save("r_icache_fsm_save"),
264      r_icache_cleanup_req("r_icache_cleanup_req"),
265      r_icache_inval_rsp("r_icache_inval_rsp"),
266
267      r_vci_cmd_fsm("r_vci_cmd_fsm"),
268      r_vci_cmd_min("r_vci_cmd_min"),
269      r_vci_cmd_max("r_vci_cmd_max"),
270      r_vci_cmd_cpt("r_vci_cmd_cpt"),
271
272      r_vci_rsp_fsm("r_vci_rsp_fsm"),
273      r_vci_rsp_cpt("r_vci_rsp_cpt"),
274      r_vci_rsp_ins_error("r_vci_rsp_ins_error"),
275      r_vci_rsp_data_error("r_vci_rsp_data_error"),
276      r_dcache_tlb_sc_fail("r_dcache_tlb_sc_fail"),
277
278      r_vci_tgt_fsm("r_vci_tgt_fsm"),
279      r_tgt_addr("r_tgt_addr"),
280      r_tgt_word("r_tgt_word"),
281      r_tgt_update("r_tgt_update"),
282      r_tgt_srcid("r_tgt_srcid"),
283      r_tgt_pktid("r_tgt_pktid"),
284      r_tgt_trdid("r_tgt_trdid"),
285      r_tgt_icache_req("r_tgt_icache_req"),
286      r_tgt_dcache_req("r_tgt_dcache_req"),
287
288      r_inval_itlb_fsm("r_inval_itlb_fsm"),         
289      r_dcache_itlb_inval_req("r_dcache_itlb_inval_req"),
290      r_dcache_itlb_inval_line("r_dcache_itlb_inval_line"),
291      r_itlb_cc_check_end("r_itlb_cc_check_end"),
292      r_ccinval_itlb_way("r_ccinval_itlb_way"),
293      r_ccinval_itlb_set("r_ccinval_itlb_set"),
294      r_icache_inval_tlb_rsp("r_icache_inval_tlb_rsp"),
295      r_icache_tlb_nline("r_icache_tlb_nline"),
296
297      r_inval_dtlb_fsm("r_inval_dtlb_fsm"),         
298      r_dcache_dtlb_inval_req("r_dcache_dtlb_inval_req"),
299      r_dcache_dtlb_inval_line("r_dcache_dtlb_inval_line"),
300      r_dtlb_cc_check_end("r_dtlb_cc_check_end"),
301      r_ccinval_dtlb_way("r_ccinval_dtlb_way"),
302      r_ccinval_dtlb_set("r_ccinval_dtlb_set"),
303      r_dcache_inval_tlb_rsp("r_dcache_inval_tlb_rsp"),
304      r_dcache_tlb_nline("r_dcache_tlb_nline"),
305
306      r_dcache_itlb_cleanup_req("r_dcache_itlb_cleanup_req"),
307      r_dcache_itlb_cleanup_line("r_dcache_itlb_cleanup_line"),
308
309      r_dcache_dtlb_cleanup_req("r_dcache_dtlb_cleanup_req"),
310      r_dcache_dtlb_cleanup_line("r_dcache_dtlb_cleanup_line"),
311
312      r_wbuf("wbuf", write_buf_size ),
313      r_icache("icache", icache_ways, icache_sets, icache_words),
314      r_dcache("dcache", dcache_ways, dcache_sets, dcache_words)
315{
316    r_icache_miss_buf = new data_t[icache_words];
317    r_dcache_miss_buf = new data_t[dcache_words];
318    r_tgt_buf         = new data_t[dcache_words];
319    r_tgt_val         = new bool[dcache_words];
320    r_dcache_in_itlb  = new bool[dcache_ways*dcache_sets];           
321    r_dcache_in_dtlb  = new bool[dcache_ways*dcache_sets];         
322
323    SC_METHOD(transition);
324    dont_initialize();
325    sensitive << p_clk.pos();
326 
327    SC_METHOD(genMoore);
328    dont_initialize();
329    sensitive << p_clk.neg();
330
331    typename iss_t::CacheInfo cache_info;
332    cache_info.has_mmu = true;
333    cache_info.icache_line_size = icache_words*sizeof(data_t);
334    cache_info.icache_assoc = icache_ways;
335    cache_info.icache_n_lines = icache_sets;
336    cache_info.dcache_line_size = dcache_words*sizeof(data_t);
337    cache_info.dcache_assoc = dcache_ways;
338    cache_info.dcache_n_lines = dcache_sets;
339    m_iss.setCacheInfo(cache_info);
340}
341
342/////////////////////////////////////
343tmpl(/**/)::~VciCcVCacheWrapper2V1()
344/////////////////////////////////////
345{
346    delete [] r_icache_miss_buf;
347    delete [] r_dcache_miss_buf;
348    delete [] r_tgt_val;
349    delete [] r_tgt_buf;
350    delete [] r_dcache_in_itlb;           
351    delete [] r_dcache_in_dtlb;         
352}
353
354////////////////////////
355tmpl(void)::print_cpi()
356////////////////////////
357{
358    std::cout << name() << " CPI = "
359        << (float)m_cpt_total_cycles/(m_cpt_total_cycles - m_cpt_frz_cycles) << std::endl ;
360}
361
362////////////////////////
363tmpl(void)::print_stats()
364////////////////////////
365{
366    float run_cycles = (float)(m_cpt_total_cycles - m_cpt_frz_cycles);
367    std::cout << name() << std::endl
368        << "- CPI                    = " << (float)m_cpt_total_cycles/run_cycles << std::endl
369        << "- READ RATE              = " << (float)m_cpt_read/run_cycles << std::endl
370        << "- WRITE RATE             = " << (float)m_cpt_write/run_cycles << std::endl
371        << "- IMISS_RATE             = " << (float)m_cpt_ins_miss/m_cpt_ins_read << std::endl
372        << "- DMISS RATE             = " << (float)m_cpt_data_miss/(m_cpt_read-m_cpt_unc_read) << std::endl 
373        << "- INS MISS COST          = " << (float)m_cost_ins_miss_frz/m_cpt_ins_miss << std::endl     
374        << "- DATA MISS COST         = " << (float)m_cost_data_miss_frz/m_cpt_data_miss << std::endl
375        << "- WRITE COST             = " << (float)m_cost_write_frz/m_cpt_write << std::endl       
376        << "- UNC COST               = " << (float)m_cost_unc_read_frz/m_cpt_unc_read << std::endl
377        << "- UNCACHED READ RATE     = " << (float)m_cpt_unc_read/m_cpt_read << std::endl
378        << "- CACHED WRITE RATE      = " << (float)m_cpt_write_cached/m_cpt_write << std::endl
379        << "- INS TLB MISS RATE      = " << (float)m_cpt_ins_tlb_miss/m_cpt_ins_tlb_read << std::endl
380        << "- DATA TLB MISS RATE     = " << (float)m_cpt_data_tlb_miss/m_cpt_data_tlb_read << std::endl
381        << "- ITLB MISS COST         = " << (float)m_cost_ins_tlb_miss_frz/m_cpt_ins_tlb_miss << std::endl
382        << "- DTLB MISS COST         = " << (float)m_cost_data_tlb_miss_frz/m_cpt_data_tlb_miss << std::endl   
383        << "- ITLB UPDATE ACC COST   = " << (float)m_cost_ins_tlb_update_acc_frz/m_cpt_ins_tlb_update_acc << std::endl
384        << "- DTLB UPDATE ACC COST   = " << (float)m_cost_data_tlb_update_acc_frz/m_cpt_data_tlb_update_acc << std::endl
385        << "- DTLB UPDATE DIRTY COST = " << (float)m_cost_data_tlb_update_dirty_frz/m_cpt_data_tlb_update_dirty << std::endl
386        << "- ITLB HIT IN DCACHE RATE= " << (float)m_cpt_ins_tlb_hit_dcache/m_cpt_ins_tlb_miss << std::endl
387        << "- DTLB HIT IN DCACHE RATE= " << (float)m_cpt_data_tlb_hit_dcache/m_cpt_data_tlb_miss << std::endl
388        << "- DCACHE FROZEN BY TLB OP= " << (float)(m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz+m_cost_data_tlb_occup_cache_frz)/m_cpt_dcache_frz_cycles << std::endl
389        << "- DCACHE FOR TLB %       = " << (float)m_cpt_tlb_occup_dcache/(m_dcache_ways*m_dcache_sets) << std::endl
390        << "- NB CC BROADCAST        = " << m_cpt_cc_broadcast << std::endl
391        << "- NB CC UPDATE DATA      = " << m_cpt_cc_update_data << std::endl
392        << "- NB CC INVAL DATA       = " << m_cpt_cc_inval_data << std::endl
393        << "- NB CC INVAL INS        = " << m_cpt_cc_inval_ins << std::endl
394        << "- NB CC CLEANUP DATA     = " << m_cpt_cc_cleanup_data << std::endl
395        << "- NB CC CLEANUP INS      = " << m_cpt_cc_cleanup_ins << std::endl
396        << "- IMISS TRANSACTION      = " << (float)m_cost_imiss_transaction/m_cpt_imiss_transaction << std::endl
397        << "- DMISS TRANSACTION      = " << (float)m_cost_dmiss_transaction/m_cpt_dmiss_transaction << std::endl
398        << "- UNC TRANSACTION        = " << (float)m_cost_unc_transaction/m_cpt_unc_transaction << std::endl
399        << "- WRITE TRANSACTION      = " << (float)m_cost_write_transaction/m_cpt_write_transaction << std::endl
400        << "- WRITE LENGTH           = " << (float)m_length_write_transaction/m_cpt_write_transaction << std::endl
401        << "- ITLB MISS TRANSACTION  = " << (float)m_cost_itlbmiss_transaction/m_cpt_itlbmiss_transaction << std::endl
402        << "- DTLB MISS TRANSACTION  = " << (float)m_cost_dtlbmiss_transaction/m_cpt_dtlbmiss_transaction << std::endl;
403}
404
405/*************************************************/
406tmpl(void)::transition()
407/*************************************************/
408{
409    if ( ! p_resetn.read() )
410    {
411        m_iss.reset();
412
413        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
414        r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
415        r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE;
416        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
417        r_vci_tgt_fsm = TGT_IDLE;
418        r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_IDLE;         
419        r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_IDLE;         
420
421        // write buffer & caches
422        r_wbuf.reset();
423        r_icache.reset();
424        r_dcache.reset();
425
426        icache_tlb.reset();   
427        dcache_tlb.reset();   
428
429        std::memset(r_dcache_in_itlb, 0, sizeof(*r_dcache_in_itlb)*m_icache_ways*m_icache_sets);
430        std::memset(r_dcache_in_dtlb, 0, sizeof(*r_dcache_in_dtlb)*m_dcache_ways*m_dcache_sets);
431
432        //r_mmu_mode = ALL_DEACTIVE;
433        r_mmu_mode = 0x3;
434        r_mmu_params = (uint32_log2(m_dtlb_ways) << 29)   | (uint32_log2(m_dtlb_sets) << 25)   |
435                       (uint32_log2(m_dcache_ways) << 22) | (uint32_log2(m_dcache_sets) << 18) |
436                       (uint32_log2(m_itlb_ways) << 15)   | (uint32_log2(m_itlb_sets) << 11)   |
437                       (uint32_log2(m_icache_ways) << 8)  | (uint32_log2(m_icache_sets) << 4)  |
438                       (uint32_log2(m_icache_words * 4));
439        r_mmu_release = (uint32_t)(1 << 16) | 0x1;
440
441        r_icache_miss_req         = false;
442        r_icache_unc_req          = false;
443        r_dcache_itlb_read_req    = false;
444
445        r_itlb_read_dcache_req    = false;     
446        r_itlb_k_read_dcache      = false;     
447        r_itlb_acc_dcache_req     = false;   
448        r_dcache_rsp_itlb_error   = false;
449 
450        r_dcache_miss_req         = false;
451        r_dcache_unc_req          = false;
452        r_dcache_write_req        = false;
453        r_dcache_tlb_read_req     = false;
454        r_dcache_tlb_ptba_read    = false;
455        r_dcache_xtn_req          = false;
456        r_dcache_llsc_reserved    = false;
457
458        r_dcache_tlb_ll_acc_req   = false;   
459        r_dcache_tlb_sc_acc_req   = false;   
460        r_dcache_tlb_ll_dirty_req = false;   
461        r_dcache_tlb_sc_dirty_req = false;   
462        r_dcache_itlb_ll_acc_req  = false;   
463        r_dcache_itlb_sc_acc_req  = false;   
464
465        r_icache_cleanup_req      = false;
466        r_dcache_cleanup_req      = false;
467
468        r_tgt_icache_req          = false;
469        r_tgt_dcache_req          = false;
470
471        r_icache_inval_rsp        = false;
472        r_dcache_inval_rsp        = false;
473
474        r_dcache_dirty_save       = false;
475        r_dcache_hit_p_save       = false;
476        r_dcache_cached_save      = false;
477
478        r_icache_buf_unc_valid    = false;
479        r_dcache_buf_unc_valid    = false;
480
481        r_vci_rsp_ins_error       = false;
482        r_vci_rsp_data_error      = false;
483
484        r_icache_id1_save         = 0;
485        r_icache_ppn_save         = 0;
486        r_icache_vpn_save         = 0;
487        r_itlb_translation_valid  = false;
488
489        r_dcache_id1_save         = 0;
490        r_dcache_ppn_save         = 0;
491        r_dcache_vpn_save         = 0;
492        r_dtlb_translation_valid  = false;
493
494        r_icache_ptba_ok          = false;
495        r_dcache_ptba_ok          = false;
496
497        r_icache_error_type       = MMU_NONE;
498        r_dcache_error_type       = MMU_NONE;
499
500        // coherence registers
501        r_icache_way              = 0;
502        r_icache_set              = 0;
503        r_icache_cleanup_req      = false;
504        r_icache_inval_rsp        = false;
505
506        r_dcache_way              = 0;
507        r_dcache_set              = 0;
508        r_dcache_cleanup_req      = false;
509        r_dcache_inval_rsp        = false;
510
511        r_itlb_inval_req          = false;
512        r_dcache_itlb_inval_req   = false;
513        r_itlb_cc_check_end       = false;
514        r_ccinval_itlb_way        = 0;
515        r_ccinval_itlb_set        = 0;
516        r_icache_inval_tlb_rsp    = false;
517
518        r_dcache_dtlb_inval_req   = false;
519        r_dtlb_cc_check_end       = false;
520        r_ccinval_dtlb_way        = 0;
521        r_ccinval_dtlb_set        = 0;
522        r_dcache_inval_tlb_rsp    = false;
523
524        r_dcache_itlb_cleanup_req = false;
525        r_dcache_dtlb_cleanup_req = false;
526
527        r_dcache_cc_check         = false;
528        r_dcache_tlb_sc_fail      = false;
529
530        // activity counters
531        m_cpt_dcache_data_read  = 0;
532        m_cpt_dcache_data_write = 0;
533        m_cpt_dcache_dir_read   = 0;
534        m_cpt_dcache_dir_write  = 0;
535        m_cpt_icache_data_read  = 0;
536        m_cpt_icache_data_write = 0;
537        m_cpt_icache_dir_read   = 0;
538        m_cpt_icache_dir_write  = 0;
539
540        m_cpt_frz_cycles        = 0;
541        m_cpt_dcache_frz_cycles = 0;
542        m_cpt_total_cycles      = 0;
543
544        m_cpt_read         = 0;
545        m_cpt_write        = 0;
546        m_cpt_data_miss    = 0;
547        m_cpt_ins_miss     = 0;
548        m_cpt_unc_read     = 0;
549        m_cpt_write_cached = 0;
550        m_cpt_ins_read     = 0;
551
552        m_cost_write_frz     = 0;
553        m_cost_data_miss_frz = 0;
554        m_cost_unc_read_frz  = 0;
555        m_cost_ins_miss_frz  = 0;
556
557        m_cpt_imiss_transaction      = 0;
558        m_cpt_dmiss_transaction      = 0;
559        m_cpt_unc_transaction        = 0;
560        m_cpt_write_transaction      = 0;
561        m_cpt_icache_unc_transaction = 0;       
562
563        m_cost_imiss_transaction      = 0;
564        m_cost_dmiss_transaction      = 0;
565        m_cost_unc_transaction        = 0;
566        m_cost_write_transaction      = 0;
567        m_cost_icache_unc_transaction = 0;
568        m_length_write_transaction    = 0;
569
570        m_cpt_ins_tlb_read       = 0;             
571        m_cpt_ins_tlb_miss       = 0;             
572        m_cpt_ins_tlb_update_acc = 0;         
573
574        m_cpt_data_tlb_read         = 0;           
575        m_cpt_data_tlb_miss         = 0;           
576        m_cpt_data_tlb_update_acc   = 0;       
577        m_cpt_data_tlb_update_dirty = 0;   
578        m_cpt_ins_tlb_hit_dcache    = 0;
579        m_cpt_data_tlb_hit_dcache   = 0;
580        m_cpt_ins_tlb_occup_cache   = 0;
581        m_cpt_data_tlb_occup_cache  = 0;
582
583        m_cost_ins_tlb_miss_frz          = 0;     
584        m_cost_data_tlb_miss_frz         = 0;     
585        m_cost_ins_tlb_update_acc_frz    = 0;
586        m_cost_data_tlb_update_acc_frz   = 0;
587        m_cost_data_tlb_update_dirty_frz = 0;
588        m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz   = 0;
589        m_cost_data_tlb_occup_cache_frz  = 0;
590
591        m_cpt_itlbmiss_transaction      = 0;   
592        m_cpt_itlb_ll_transaction       = 0; 
593        m_cpt_itlb_sc_transaction       = 0; 
594        m_cpt_dtlbmiss_transaction      = 0; 
595        m_cpt_dtlb_ll_transaction       = 0; 
596        m_cpt_dtlb_sc_transaction       = 0; 
597        m_cpt_dtlb_ll_dirty_transaction = 0; 
598        m_cpt_dtlb_sc_dirty_transaction = 0; 
599 
600        m_cost_itlbmiss_transaction      = 0;   
601        m_cost_itlb_ll_transaction       = 0; 
602        m_cost_itlb_sc_transaction       = 0; 
603        m_cost_dtlbmiss_transaction      = 0;   
604        m_cost_dtlb_ll_transaction       = 0;   
605        m_cost_dtlb_sc_transaction       = 0;   
606        m_cost_dtlb_ll_dirty_transaction = 0;   
607        m_cost_dtlb_sc_dirty_transaction = 0;   
608        return;
609    }
610
611#ifdef SOCLIB_MODULE_DEBUG
612std::cout << name() << " cycle = " << std::dec << m_cpt_total_cycles 
613          << " tgt fsm: " << tgt_fsm_state_str[r_vci_tgt_fsm]
614          << " dcache fsm: " << dcache_fsm_state_str[r_dcache_fsm]
615          << " icache fsm: " << icache_fsm_state_str[r_icache_fsm]
616          << " cmd fsm: " << cmd_fsm_state_str[r_vci_cmd_fsm]
617          << " rsp fsm: " << rsp_fsm_state_str[r_vci_rsp_fsm]
618          << " inval itlb fsm: " << inval_itlb_fsm_state_str[r_inval_itlb_fsm]
619          << " inval dtlb fsm: " << inval_dtlb_fsm_state_str[r_inval_dtlb_fsm] << std::endl;
620#endif
621
622    m_cpt_total_cycles++;
623
624    typename iss_t::InstructionRequest ireq = ISS_IREQ_INITIALIZER;
625    typename iss_t::InstructionResponse irsp = ISS_IRSP_INITIALIZER;
626
627    typename iss_t::DataRequest dreq = ISS_DREQ_INITIALIZER;
628    typename iss_t::DataResponse drsp = ISS_DRSP_INITIALIZER;
629
630    m_iss.getRequests( ireq, dreq );
631
632#ifdef SOCLIB_MODULE_DEBUG
633    std::cout << name() << " Instruction Request: " << ireq << std::endl;
634    std::cout << name() << " Data Request: " << dreq << std::endl;
635#endif
636
637    /////////////////////////////////////////////////////////////////////
638    // The TGT_FSM controls the following ressources:
639    // - r_vci_tgt_fsm
640    // - r_tgt_buf[nwords]
641    // - r_tgt_val[nwords]
642    // - r_tgt_update
643    // - r_tgt_word
644    // - r_tgt_addr
645    // - r_tgt_srcid
646    // - r_tgt_trdid
647    // - r_tgt_pktid
648    // All VCI commands must be CMD_WRITE.
649    // If the VCI address offset is null, the command is an invalidate
650    // request. It is an update request otherwise.
651    // The VCI_TGT FSM stores the external request arguments in the
652    // IDLE, UPDT_WORD & UPDT_DATA states. It sets the r_tgt_icache_req
653    // & r_tgt_dcache_req flip-flops to signal the external request to
654    // the ICACHE & DCACHE FSMs in the REQ state. It waits the completion
655    // of the update or invalidate request in the RSP state.
656    // -  for an invalidate request the VCI packet length is 1 word.
657    // The WDATA field contains the line index (i.e. the Z & Y fields).
658    // -  for an update request the VCI packet length is (n+2) words.
659    // The WDATA field of the first VCI word contains the line number.
660    // The WDATA field of the second VCI word contains the word index.
661    // The WDATA field of the n following words contains the values.
662    // -  for both invalidate & update requests, the VCI response
663    // is one single word.
664    // In case of errors in the VCI command packet, the simulation
665    // is stopped with an error message.
666    /////////////////////////////////////////////////////////////////////
667   
668    switch(r_vci_tgt_fsm) {
669    //////////////
670    case TGT_IDLE:
671    {
672        if ( p_vci_tgt.cmdval.read() )
673        {
674            paddr_t address = p_vci_tgt.address.read();
675
676            if ( p_vci_tgt.cmd.read() != vci_param::CMD_WRITE)
677            {
678                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
679                std::cout << "the received VCI command is not a write" << std::endl;
680                exit(0);
681            }
682
683            // multi-update or multi-invalidate for data type
684            if ( ( address != 0x3 ) && ( ! m_segment.contains(address)) )
685            {
686                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
687                std::cout << "out of segment VCI command received for a multi-updt or multi-inval request" << std::endl;
688                exit(0);
689            }
690
691            r_tgt_srcid = p_vci_tgt.srcid.read();
692            r_tgt_trdid = p_vci_tgt.trdid.read();
693            r_tgt_pktid = p_vci_tgt.pktid.read();
694            r_tgt_plen  = p_vci_tgt.plen.read(); // todo: wait L2 modification
695            r_tgt_addr  = (paddr_t)(p_vci_tgt.be.read() & 0x3) << 32 |
696                          (paddr_t)p_vci_tgt.wdata.read() * m_dcache_words * 4;
697
698            if ( address == 0x3 ) // broadcast invalidate for data or instruction type
699            {
700                if ( ! p_vci_tgt.eop.read() )
701                {
702                    std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
703                    std::cout << "the BROADCAST INVALIDATE command length must be one word" << std::endl;
704                    exit(0);
705                }
706                r_tgt_update = false;
707                r_vci_tgt_fsm = TGT_REQ_BROADCAST;
708                m_cpt_cc_broadcast++;
709            }
710            else                // multi-update or multi-invalidate for data type
711            {
712                paddr_t cell = address - m_segment.baseAddress();   
713
714                if (cell == 0)                      // invalidate   
715                {                         
716                    if ( ! p_vci_tgt.eop.read() )
717                    {
718                        std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
719                        std::cout << "the MULTI-INVALIDATE command length must be one word" << std::endl;
720                        exit(0);
721                    }
722                    r_tgt_update = false;
723                    r_vci_tgt_fsm = TGT_REQ_DCACHE;
724                    m_cpt_cc_inval_data++ ;
725                }
726                else if (cell == 4)                // update
727                {                               
728                    if ( p_vci_tgt.eop.read() )
729                    {
730                        std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
731                        std::cout << "the MULTI-UPDATE command length must be N+2 words" << std::endl;
732                        exit(0);
733                    }
734                    r_tgt_update = true;
735                    r_vci_tgt_fsm = TGT_UPDT_WORD;
736                    m_cpt_cc_update_data++ ;
737                }     
738                else if (cell == 8)
739                {
740                    if ( ! p_vci_tgt.eop.read() )
741                    {
742                        std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
743                        std::cout << "the MULTI-INVALIDATE command length must be one word" << std::endl;
744                        exit(0);
745                    }
746                    r_tgt_update = false;
747                    r_vci_tgt_fsm = TGT_REQ_ICACHE;
748                    m_cpt_cc_inval_ins++ ;
749
750                }
751            } // end if address   
752        } // end if cmdval
753        break;
754    }
755    ///////////////////
756    case TGT_UPDT_WORD:
757    {
758        if (p_vci_tgt.cmdval.read())
759        {
760            if ( p_vci_tgt.eop.read() )
761            {
762                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
763                std::cout << "the MULTI-UPDATE command length must be N+2 words" << std::endl;
764                exit(0);
765            }
766            for ( size_t i=0 ; i<m_dcache_words ; i++ ) r_tgt_val[i] = false;
767            r_tgt_word = p_vci_tgt.wdata.read(); // the first modified word index
768            r_vci_tgt_fsm = TGT_UPDT_DATA;
769        }
770        break;
771    }
772    ///////////////////
773    case TGT_UPDT_DATA:
774    {
775        if (p_vci_tgt.cmdval.read())
776        {
777            size_t word = r_tgt_word.read();
778            if (word >= m_dcache_words)
779            {
780                std::cout << "error in component VCI_CC_VCACHE_WRAPPER " << name() << std::endl;
781                std::cout << "the reveived MULTI-UPDATE command length is wrong" << std::endl;
782                exit(0);
783            }
784            r_tgt_buf[word] = p_vci_tgt.wdata.read();
785            if(p_vci_tgt.be.read())    r_tgt_val[word] = true;
786            r_tgt_word = word + 1;
787            if (p_vci_tgt.eop.read())  r_vci_tgt_fsm = TGT_REQ_DCACHE;
788        }
789        break;
790    }
791    ////////////////////////
792    case TGT_REQ_BROADCAST:
793    {
794        if ( !r_tgt_icache_req.read() && !r_tgt_dcache_req.read() )
795        {
796            r_vci_tgt_fsm = TGT_RSP_BROADCAST;
797            r_tgt_icache_req = true;
798            r_tgt_dcache_req = true;
799        }
800        break;
801    }
802    /////////////////////
803    case TGT_REQ_ICACHE:
804    {
805        if ( !r_tgt_icache_req.read() )
806        {
807            r_vci_tgt_fsm = TGT_RSP_ICACHE;
808            r_tgt_icache_req = true;
809        }
810        break;
811    }
812    /////////////////////
813    case TGT_REQ_DCACHE:
814    {
815        if ( !r_tgt_dcache_req.read() )
816        {
817            r_vci_tgt_fsm = TGT_RSP_DCACHE;
818            r_tgt_dcache_req = true;
819        }
820        break;
821    }
822    ///////////////////////
823    case TGT_RSP_BROADCAST:
824    {
825        // no response
826        if ( !r_tgt_icache_rsp.read() && !r_tgt_dcache_rsp.read() && !r_tgt_icache_req.read() && !r_tgt_dcache_req.read() )
827        {
828            r_vci_tgt_fsm = TGT_IDLE;
829            break;
830        }
831
832        if ( p_vci_tgt.rspack.read() && !r_tgt_icache_req.read() && !r_tgt_dcache_req.read() )
833        {
834            // one response
835            if ( !r_tgt_icache_rsp || !r_tgt_dcache_rsp )
836            {
837                r_vci_tgt_fsm = TGT_IDLE;
838                r_tgt_icache_rsp = false;
839                r_tgt_dcache_rsp = false;
840            }
841
842            // if data and instruction have the inval line, need two responses 
843            if ( r_tgt_icache_rsp && r_tgt_dcache_rsp )
844            {
845                r_tgt_icache_rsp = false; // only reset one for respond the second time
846            }
847        }
848        break;
849    }
850    /////////////////////
851    case TGT_RSP_ICACHE:
852    {
853        if ( (p_vci_tgt.rspack.read() || !r_tgt_icache_rsp.read()) && !r_tgt_icache_req.read() )
854        {
855            r_vci_tgt_fsm = TGT_IDLE;
856            r_tgt_icache_rsp = false;
857        }
858        break;
859    }
860    /////////////////////
861    case TGT_RSP_DCACHE:
862    {
863        if ( (p_vci_tgt.rspack.read() || !r_tgt_dcache_rsp.read()) && !r_tgt_dcache_req.read() )
864        {
865            r_vci_tgt_fsm = TGT_IDLE;
866            r_tgt_dcache_rsp = false;
867        }
868        break;
869    }
870    } // end switch TGT_FSM
871
872    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
873    //      ICACHE_FSM
874    //
875    // There is 9 mutually exclusive conditions to exit the IDLE state.
876    // Four configurations corresponding to an XTN request from processor,
877    // - Flush TLB (in case of Context switch) => TLB_FLUSH state
878    // - Flush cache => CACHE_FLUSH state
879    // - Invalidate a TLB entry => TLB_INVAL state
880    // - Invalidate a cache line => CACHE_INVAL state
881    // Five configurations corresponding to various TLB or cache MISS :
882    // - TLB miss(in case hit_p miss) => TLB1_READ state
883    // - TLB miss(in case hit_p hit) => TLB2_READ state
884    // - Hit in TLB but VPN changed => BIS state
885    // - Cached read miss => MISS_REQ state
886    // - Uncache read miss => UNC_REQ state
887    //
888    // In case of MISS, the controller writes a request in the r_icache_paddr_save register
889    // and sets the corresponding request flip-flop : r_dcache_itlb_read_req, r_icache_miss_req
890    // or r_icache_unc_req. These request flip-flops are reset by the VCI_RSP controller
891    // when the response is ready in the ICACHE buffer.
892    //
893    // The DCACHE FSM signals XTN processor requests using the r_dcache_xtn_req flip-flop.
894    // The request opcod and the address to be invalidated are transmitted
895    // in the r_dcache_paddr_save & r_dcache_wdata_save registers respectively.
896    // The request flip-flop is reset by the ICACHE_FSM when the operation is completed.
897    //
898    // The r_vci_rsp_ins_error flip-flop is set by the VCI_RSP FSM and reset
899    // by the ICACHE-FSM in the ICACHE_ERROR state.
900    //
901    //-----------------------------------------------------------------------------------
902    // Instruction TLB:
903    // 
904    // - int        ET          (00: unmapped; 01: unused or PTD)
905    //                          (10: PTE new;  11: PTE old      )
906    // - bool       cachable    (cached bit)
907    // - bool       writable    (** not used alwayse false)
908    // - bool       executable  (executable bit)
909    // - bool       user        (access in user mode allowed)
910    // - bool       global      (PTE not invalidated by a TLB flush)
911    // - bool       dirty       (** not used alwayse false)
912    // - uint32_t   vpn         (virtual page number)
913    // - uint32_t   ppn         (physical page number)
914    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
915
916    switch(r_icache_fsm) {
917
918    ////////////////
919    case ICACHE_IDLE:
920    {
921        pte_info_t  icache_pte_info;
922        paddr_t     tlb_ipaddr       = 0;       // physical address obtained from TLB                         
923        paddr_t     spc_ipaddr       = 0;       // physical adress obtained from PPN_save (speculative)       
924        data_t      icache_ins       = 0;       // read instruction
925        bool        icache_hit_c     = false;   // Cache hit
926        bool        icache_cached    = false;   // cacheable access (read)
927        bool        icache_hit_t     = false;   // hit on TLB
928        bool        icache_hit_x     = false;   // VPN unmodified (can use spc_dpaddr)
929        bool        icache_hit_p     = false;   // PTP unmodified (can skip first level page table walk)
930        size_t      icache_tlb_way   = 0;       // selected way (in case of cache hit)
931        size_t      icache_tlb_set   = 0;       // selected set (Y field in address)
932        paddr_t     icache_tlb_nline = 0;       // TLB NLINE
933
934        // Decoding processor XTN requests
935        // They are sent by DCACHE FSM 
936
937        if (r_dcache_xtn_req)
938        {
939            if ((int)r_dcache_type_save == (int)iss_t::XTN_PTPR ) 
940            {
941                r_icache_way = 0;
942                r_icache_set = 0;
943                r_icache_fsm = ICACHE_SW_FLUSH;   
944                break;
945            }
946            if ((int)r_dcache_type_save == (int)iss_t::XTN_ICACHE_FLUSH)
947            {
948                r_icache_way = 0;
949                r_icache_set = 0;
950                r_icache_fsm = ICACHE_CACHE_FLUSH;   
951                break;
952            }
953            if ((int)r_dcache_type_save == (int)iss_t::XTN_ITLB_INVAL)
954            {
955                r_icache_fsm = ICACHE_TLB_INVAL;   
956                break;
957            }
958            if ((int)r_dcache_type_save == (int)iss_t::XTN_ICACHE_INVAL)
959            {
960                r_icache_fsm = ICACHE_CACHE_INVAL;   
961                break;
962            }
963            if ((int)r_dcache_type_save == (int)iss_t::XTN_MMU_ICACHE_PA_INV)
964            {
965                r_icache_fsm = ICACHE_CACHE_INVAL_PA;   
966                break;
967            }
968            if ((int)r_dcache_type_save == (int)iss_t::XTN_DCACHE_FLUSH ) 
969            {
970                // special for ins tlb miss via data cache
971                r_icache_fsm = ICACHE_TLB_FLUSH;   
972                break;
973            }
974        } // end if xtn_req
975
976        // external cache invalidate request
977        if ( r_tgt_icache_req )
978        {
979            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
980            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
981            break;
982        }
983
984        // external tlb invalidate request
985        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
986        {
987            r_itlb_inval_req = true;
988            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
989            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
990            break;
991        }
992
993        // icache_hit_t_m, icache_hit_t_k, icache_hit_x, icache_hit_p
994        // icache_pte_info, icache_tlb_way, icache_tlb_set & ipaddr & cacheability
995        // - If MMU activated : cacheability is defined by the cachable bit in the TLB
996        // - If MMU not activated : cacheability is defined by the segment table.
997
998        if ( !(r_mmu_mode.read() & INS_TLB_MASK) )   // MMU not activated
999        {
1000            icache_hit_t  = true;         
1001            icache_hit_x  = true;         
1002            icache_hit_p  = true;         
1003            tlb_ipaddr    = ireq.addr;
1004            spc_ipaddr    = ireq.addr;
1005            icache_cached = m_cacheability_table[ireq.addr];
1006        }
1007        else                                                                // MMU activated
1008        {
1009            m_cpt_ins_tlb_read++;
1010            icache_hit_t  = icache_tlb.cctranslate(ireq.addr, &tlb_ipaddr, &icache_pte_info,
1011                                                   &icache_tlb_nline, &icache_tlb_way, &icache_tlb_set);
1012            icache_hit_x  = (((vaddr_t)r_icache_vpn_save << PAGE_K_NBITS) == (ireq.addr & ~PAGE_K_MASK)) && r_itlb_translation_valid;
1013            icache_hit_p  = (((ireq.addr >> PAGE_M_NBITS) == r_icache_id1_save) && r_icache_ptba_ok);
1014            spc_ipaddr    = ((paddr_t)r_icache_ppn_save << PAGE_K_NBITS) | (paddr_t)(ireq.addr & PAGE_K_MASK);
1015            icache_cached = icache_pte_info.c;
1016        }
1017
1018        if ( !(r_mmu_mode.read() & INS_CACHE_MASK) )   // cache not actived
1019        {
1020            icache_cached = false;
1021        }
1022
1023        if ( ireq.valid )
1024        {
1025            m_cpt_icache_dir_read += m_icache_ways;
1026            m_cpt_icache_data_read += m_icache_ways;
1027
1028            // icache_hit_c & icache_ins
1029            if ( icache_cached )    // using speculative physical address for cached access
1030            {
1031                icache_hit_c = r_icache.read(spc_ipaddr, &icache_ins);
1032            }
1033            else                    // using actual physical address for uncached access
1034            {
1035                icache_hit_c = ( r_icache_buf_unc_valid && (tlb_ipaddr == (paddr_t)r_icache_paddr_save) );
1036                icache_ins = r_icache_miss_buf[0];
1037            }
1038
1039            if ( r_mmu_mode.read() & INS_TLB_MASK )
1040            {
1041                if ( icache_hit_t )
1042                {
1043                    // check access rights
1044                    if ( !icache_pte_info.u && (ireq.mode == iss_t::MODE_USER))
1045                    {
1046                        r_icache_error_type = MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION; 
1047                        r_icache_bad_vaddr = ireq.addr;
1048                        irsp.valid = true;
1049                        irsp.error = true;
1050                        irsp.instruction = 0;
1051                        break;
1052                    }
1053                    if ( !icache_pte_info.x )
1054                    {
1055                        r_icache_error_type = MMU_READ_EXEC_VIOLATION; 
1056                        r_icache_bad_vaddr = ireq.addr;
1057                        irsp.valid = true;
1058                        irsp.error = true;
1059                        irsp.instruction = 0;
1060                        break;
1061                    }
1062                }
1063
1064                // update LRU, save ppn, vpn and page type
1065                if ( icache_hit_t )
1066                { 
1067                    icache_tlb.setlru(icache_tlb_way,icache_tlb_set);     
1068                    r_icache_ppn_save = tlb_ipaddr >> PAGE_K_NBITS;
1069                    r_icache_vpn_save = ireq.addr >> PAGE_K_NBITS;
1070                    r_icache_tlb_nline = icache_tlb_nline;
1071                    r_itlb_translation_valid = true;
1072                }
1073                else
1074                {
1075                    r_itlb_translation_valid = false;
1076                }
1077
1078            } // end if MMU activated
1079
1080            // compute next state
1081            if ( !icache_hit_t && !icache_hit_p )      // TLB miss
1082            {
1083                // walk page table  level 1
1084                r_icache_paddr_save = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((ireq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
1085                r_itlb_read_dcache_req = true;
1086                r_icache_vaddr_req = ireq.addr;
1087                r_icache_fsm = ICACHE_TLB1_READ;
1088                m_cpt_ins_tlb_miss++;
1089                m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1090            }
1091            else if ( !icache_hit_t && icache_hit_p )  // TLB Miss with possibility of bypass first level page
1092            {
1093                // walk page table level 2
1094                r_icache_paddr_save = (paddr_t)r_icache_ptba_save |
1095                                      (paddr_t)(((ireq.addr&PTD_ID2_MASK)>>PAGE_K_NBITS) << 3);
1096                r_itlb_read_dcache_req = true;
1097                r_icache_vaddr_req = ireq.addr;
1098                r_itlb_k_read_dcache   = true;
1099                r_icache_fsm = ICACHE_TLB2_READ;
1100                m_cpt_ins_tlb_miss++;
1101                m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1102            }
1103            else if ( icache_hit_t && !icache_hit_x && icache_cached ) // cached access with an ucorrect speculative physical address
1104            {
1105                r_icache_paddr_save = tlb_ipaddr;   // save actual physical address for BIS
1106                r_icache_vaddr_req = ireq.addr;
1107                r_icache_fsm = ICACHE_BIS;
1108                m_cost_ins_miss_frz++;
1109            }
1110            else    // cached or uncached access with a correct speculative physical address
1111            {       
1112                m_cpt_ins_read++;
1113                if ( !icache_hit_c )
1114                {
1115                    m_cpt_ins_miss++;
1116                    m_cost_ins_miss_frz++;
1117                    if ( icache_cached )
1118                    {
1119                        r_icache_miss_req = true;
1120                        r_icache_paddr_save = spc_ipaddr;
1121                        r_icache_vaddr_req = ireq.addr;
1122                        r_icache_fsm = ICACHE_MISS_WAIT;
1123                    }
1124                    else
1125                    {
1126                        r_icache_unc_req = true;
1127                        r_icache_buf_unc_valid = false;
1128                        r_icache_paddr_save = tlb_ipaddr;
1129                        r_icache_vaddr_req = ireq.addr;
1130                        r_icache_fsm = ICACHE_UNC_WAIT;
1131                    }
1132                }
1133                else
1134                {
1135                    r_icache_buf_unc_valid = false;
1136                    r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1137                }
1138                irsp.valid = icache_hit_c;
1139                irsp.instruction = icache_ins;
1140            } // end if next states
1141           
1142        } // end if ireq.valid
1143        break;
1144    }
1145    ////////////////
1146    case ICACHE_BIS:
1147    {
1148        // external cache invalidate request
1149        if ( r_tgt_icache_req )
1150        {
1151            if ( ireq.valid ) m_cost_ins_miss_frz++;
1152            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1153            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1154            break;
1155        }
1156
1157        // external tlb invalidate request
1158        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1159        {
1160            if ( ireq.valid ) m_cost_ins_miss_frz++;
1161            r_itlb_inval_req = true;
1162            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1163            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1164            break;
1165        }
1166     
1167        // using page is invalidated
1168        if ( r_icache_inval_tlb_rsp )
1169        {
1170            if ( ireq.valid ) m_cost_ins_miss_frz++;
1171            r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1172            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1173            break;
1174        }
1175 
1176        data_t  icache_ins = 0;
1177        bool    icache_hit_c = false;
1178        bool    icache_hit_t = false;
1179        paddr_t tlb_ipaddr = 0;
1180
1181        icache_hit_t = icache_tlb.translate(ireq.addr, &tlb_ipaddr);
1182
1183        if ( (tlb_ipaddr == r_icache_paddr_save.read()) && ireq.valid && icache_hit_t )         // unmodified & valid
1184        {
1185            m_cpt_ins_read++;
1186
1187            // acces is always cached in this state
1188            icache_hit_c = r_icache.read(r_icache_paddr_save, &icache_ins);
1189
1190            if ( !icache_hit_c )
1191            {
1192                r_icache_miss_req = true;
1193                r_icache_fsm = ICACHE_MISS_WAIT;
1194                m_cpt_ins_miss++;
1195                m_cost_ins_miss_frz++;
1196            }
1197            else
1198            {
1199                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1200            }
1201            irsp.valid = icache_hit_c;
1202            if (irsp.valid)
1203              assert((r_icache_vaddr_req.read() == ireq.addr) &&
1204                  "vaddress should not be modified while ICACHE_BIS");
1205            irsp.error = false;
1206            irsp.instruction = icache_ins;
1207        }
1208        else    // modified or invalid
1209        {
1210            irsp.valid = false;
1211            irsp.error = false;
1212            irsp.instruction = 0;
1213            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1214        }
1215        break;
1216    }
1217    //////////////////////
1218    case ICACHE_TLB1_READ:
1219    {
1220        if ( ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1221
1222        // external cache invalidate request
1223        if ( r_tgt_icache_req )
1224        {
1225            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1226            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1227            break;
1228        }
1229
1230        // external tlb invalidate request
1231        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1232        {
1233            r_itlb_inval_req = true;
1234            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1235            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1236            break;
1237        }
1238
1239        if ( !r_itlb_read_dcache_req )
1240        {
1241            if (r_icache_vaddr_req.read() != ireq.addr || !ireq.valid)
1242            {
1243                /* request modified, drop response and restart */
1244                r_icache_ptba_ok = false;
1245                if ( r_icache_inval_tlb_rsp )   r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1246                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )  r_dcache_rsp_itlb_error = false;
1247                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1248                break;
1249            }
1250
1251            if ( !r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB miss read response and no invalidation
1252            {
1253                if ( !r_dcache_rsp_itlb_error ) // vci response ok
1254                { 
1255                    if ( !(r_dcache_rsp_itlb_miss >> PTE_V_SHIFT) ) // unmapped
1256                    {
1257                        r_icache_ptba_ok    = false;   
1258                        r_icache_error_type = MMU_READ_PT1_UNMAPPED; 
1259                        r_icache_bad_vaddr  = r_icache_vaddr_req.read();
1260                        r_icache_fsm        = ICACHE_ERROR;
1261                    }
1262                    else if ( (r_dcache_rsp_itlb_miss & PTE_T_MASK ) >> PTE_T_SHIFT ) // PTD
1263                    {
1264                        r_icache_ptba_ok       = true; 
1265                        r_icache_ptba_save     = (paddr_t)(r_dcache_rsp_itlb_miss & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS;
1266                        r_icache_id1_save      = r_icache_vaddr_req.read() >> PAGE_M_NBITS;
1267                        r_icache_paddr_save    = (paddr_t)(r_dcache_rsp_itlb_miss & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS |
1268                                                 (paddr_t)(((r_icache_vaddr_req.read() & PTD_ID2_MASK) >> PAGE_K_NBITS) << 3);
1269                        r_itlb_read_dcache_req = true;
1270                        r_itlb_k_read_dcache   = true;
1271                        r_icache_fsm           = ICACHE_TLB2_READ;
1272                    }   
1273                    else
1274                    {
1275                        r_icache_ptba_ok = false;
1276           
1277                        if ( (m_srcid_rw >> 4) == ((r_dcache_rsp_itlb_miss & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS))-1)) >> (m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS -10)) ) // local
1278                        {
1279                            if ( (r_dcache_rsp_itlb_miss & PTE_L_MASK ) >> PTE_L_SHIFT ) // L bit is set
1280                            {
1281                                r_icache_pte_update = r_dcache_rsp_itlb_miss;
1282                                r_icache_fsm        = ICACHE_TLB1_UPDT;
1283                            }
1284                            else
1285                            {
1286                                r_icache_pte_update   = r_dcache_rsp_itlb_miss | PTE_L_MASK;
1287                                r_itlb_acc_dcache_req = true;
1288                                r_icache_fsm          = ICACHE_TLB1_WRITE;
1289                                m_cpt_ins_tlb_update_acc++;
1290                                m_cost_ins_tlb_update_acc_frz++;
1291                            }
1292                        }
1293                        else // remotely
1294                        {
1295                            if ( (r_dcache_rsp_itlb_miss & PTE_R_MASK ) >> PTE_R_SHIFT ) // R bit is set
1296                            {
1297                                r_icache_pte_update = r_dcache_rsp_itlb_miss;
1298                                r_icache_fsm        = ICACHE_TLB1_UPDT;
1299                            }
1300                            else
1301                            {
1302                                r_icache_pte_update   = r_dcache_rsp_itlb_miss | PTE_R_MASK;
1303                                r_itlb_acc_dcache_req = true;
1304                                r_icache_fsm          = ICACHE_TLB1_WRITE;
1305                                m_cpt_ins_tlb_update_acc++;
1306                                m_cost_ins_tlb_update_acc_frz++;
1307                            }
1308                        }
1309                    }
1310                }
1311                else                        // vci response error
1312                { 
1313                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1314                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;   
1315                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1316                }
1317            }
1318
1319            if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB miss read response and invalidation
1320            {
1321                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )
1322                {
1323                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1324                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;   
1325                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1326                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1327                }
1328                else
1329                {
1330                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1331                    r_icache_fsm = ICACHE_IDLE; 
1332                }
1333            }
1334        }
1335        break;
1336    }
1337    ///////////////////////
1338    case ICACHE_TLB1_WRITE: 
1339    {
1340        if ( ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1341        m_cost_ins_tlb_update_acc_frz++;
1342
1343        // external cache invalidate request
1344        if ( r_tgt_icache_req )
1345        {
1346            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1347            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1348            break;
1349        }
1350        // external tlb invalidate request
1351        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1352        {
1353            r_itlb_inval_req = true;
1354            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1355            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1356            break;
1357        }
1358
1359        if ( !r_itlb_acc_dcache_req ) // TLB access bits write response
1360        {       
1361            if ( !r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB access bits write response and no invalidation       
1362            {
1363                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )
1364                {
1365                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS; 
1366                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1367                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1368                }
1369                else 
1370                {
1371                    r_icache_fsm = ICACHE_TLB1_UPDT; 
1372                }
1373            }
1374
1375            if ( r_icache_inval_tlb_rsp) // TLB ET write response and invalidation     
1376            {   
1377                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )
1378                {
1379                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1380                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS; 
1381                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1382                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1383                }
1384                else 
1385                {
1386                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1387                    r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;   
1388                }
1389            }
1390        }
1391        break;
1392    }
1393    //////////////////////
1394    case ICACHE_TLB1_UPDT:
1395    {
1396        if ( ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1397
1398        // external cache invalidate request
1399        if ( r_tgt_icache_req )
1400        {
1401            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1402            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1403            break;
1404        }
1405
1406        // external tlb invalidate request
1407        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1408        {
1409            r_itlb_inval_req = true;
1410            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1411            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1412            break;
1413        }
1414
1415        // TLB update and invalidate different PTE
1416        if ( !r_dcache_itlb_cleanup_req && !r_icache_inval_tlb_rsp ) 
1417        {
1418            paddr_t victim_index = 0;
1419            r_dcache_itlb_cleanup_req = icache_tlb.update(r_icache_pte_update,r_icache_vaddr_req.read(),(r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2)),&victim_index);
1420            r_dcache_itlb_cleanup_line = victim_index;
1421            m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1422            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1423        }
1424
1425        // TLB update and invalidate same PTE
1426        if ( r_icache_inval_tlb_rsp )                                 
1427        {
1428            r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1429            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1430        }
1431        break;
1432    }
1433    /////////////////////
1434    case ICACHE_TLB2_READ:
1435    {
1436        if ( ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1437
1438        // external cache invalidate request
1439        if ( r_tgt_icache_req )
1440        {
1441            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1442            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1443            break;
1444        }
1445
1446        // external tlb invalidate request
1447        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1448        {
1449            r_itlb_inval_req = true;
1450            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1451            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1452            break;
1453        }
1454
1455        if ( !r_itlb_read_dcache_req  ) // TLB miss read response
1456        {
1457            if (r_icache_vaddr_req.read() != ireq.addr || !ireq.valid)
1458            {
1459                /* request modified, drop response and restart */
1460                r_icache_ptba_ok = false;
1461                if ( r_icache_inval_tlb_rsp )   r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1462                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )  r_dcache_rsp_itlb_error = false;
1463                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1464                break;
1465            }
1466
1467            if ( !r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB miss read response
1468            {
1469                if ( !r_dcache_rsp_itlb_error ) // VCI response ok       
1470                {
1471                    if ( !(r_dcache_rsp_itlb_miss >> PTE_V_SHIFT) ) // unmapped
1472                    {
1473                        r_icache_error_type = MMU_READ_PT2_UNMAPPED; 
1474                        r_icache_bad_vaddr  = r_icache_vaddr_req.read();
1475                        r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1476                    }
1477                    else
1478                    {
1479                        if ( (m_srcid_rw >> 4) == ((r_dcache_rsp_itlb_miss & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS))-1)) >> (m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS -10)) ) // local
1480                        {
1481                            if ( (r_dcache_rsp_itlb_miss & PTE_L_MASK ) >> PTE_L_SHIFT ) // L bit is set
1482                            {
1483                                r_icache_fsm        = ICACHE_TLB2_UPDT;
1484                                r_icache_pte_update = r_dcache_rsp_itlb_miss;
1485                            }
1486                            else
1487                            {
1488                                r_icache_pte_update   = r_dcache_rsp_itlb_miss | PTE_L_MASK;
1489                                r_itlb_acc_dcache_req = true;
1490                                r_icache_fsm          = ICACHE_TLB2_WRITE;
1491                                m_cpt_ins_tlb_update_acc++;
1492                                m_cost_ins_tlb_update_acc_frz++;
1493                            }
1494                        }
1495                        else // remotely
1496                        {
1497                            if ( (r_dcache_rsp_itlb_miss & PTE_R_MASK ) >> PTE_R_SHIFT ) // R bit is set
1498                            {
1499                                r_icache_fsm        = ICACHE_TLB2_UPDT;
1500                                r_icache_pte_update = r_dcache_rsp_itlb_miss;
1501                            }
1502                            else
1503                            {
1504                                r_icache_pte_update   = r_dcache_rsp_itlb_miss | PTE_R_MASK;
1505                                r_itlb_acc_dcache_req = true;
1506                                r_icache_fsm          = ICACHE_TLB2_WRITE;
1507                                m_cpt_ins_tlb_update_acc++;
1508                                m_cost_ins_tlb_update_acc_frz++;
1509                            }
1510                        }
1511                    }
1512                }
1513                else                            // VCI response error       
1514                {
1515                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
1516                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1517                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1518                }
1519            }
1520           
1521            if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB miss read response and invalidation
1522            {
1523                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )
1524                {
1525                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1526                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;   
1527                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1528                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1529                }
1530                else
1531                {
1532                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1533                    r_icache_fsm = ICACHE_IDLE; 
1534                }
1535            }
1536        }
1537        break;
1538    }
1539    /////////////////////////
1540    case ICACHE_TLB2_WRITE:
1541    { 
1542        if ( ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1543        m_cost_ins_tlb_update_acc_frz++;
1544
1545        // external cache invalidate request
1546        if ( r_tgt_icache_req )
1547        {
1548            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1549            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1550            break;
1551        }
1552        // external tlb invalidate request
1553        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1554        {
1555            r_itlb_inval_req = true;
1556            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1557            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1558            break;
1559        }
1560
1561        if ( !r_itlb_acc_dcache_req ) // TLB access bits write response         
1562        {
1563            if ( !r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB access bits write response         
1564            {
1565                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )             
1566                {
1567                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS; 
1568                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1569                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1570                }
1571                else 
1572                {
1573                    r_icache_fsm = ICACHE_TLB2_UPDT; 
1574                }
1575            }
1576 
1577            if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) // TLB ET write response and invalidation     
1578            {   
1579                if ( r_dcache_rsp_itlb_error )
1580                {
1581                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1582                    r_icache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS; 
1583                    r_icache_bad_vaddr = r_icache_vaddr_req.read();
1584                    r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1585                }
1586                else 
1587                {
1588                    r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1589                    r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;   
1590                }
1591            }
1592        }
1593        break;
1594    }
1595    /////////////////////
1596    case ICACHE_TLB2_UPDT:
1597    {
1598        if ( ireq.valid ) m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1599
1600        // external cache invalidate request
1601        if ( r_tgt_icache_req )
1602        {
1603            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1604            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1605            break;
1606        }
1607
1608        // external tlb invalidate request
1609        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1610        {
1611            r_itlb_inval_req = true;
1612            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1613            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1614            break;
1615        }
1616
1617        // TLB update and invalidate different PTE
1618        if ( !r_dcache_itlb_cleanup_req && !r_icache_inval_tlb_rsp )
1619        {
1620            paddr_t victim_index = 0;
1621            r_dcache_itlb_cleanup_req = icache_tlb.update(r_icache_pte_update,r_dcache_rsp_itlb_ppn,r_icache_vaddr_req.read(),(r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2)),&victim_index);
1622            r_dcache_itlb_cleanup_line = victim_index;
1623            m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1624            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1625        }
1626        // TLB update and invalidate same PTE
1627        if ( r_icache_inval_tlb_rsp )                           
1628        {
1629            r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1630            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1631        }
1632        break;
1633    }
1634    /////////////////////////////
1635    case ICACHE_SW_FLUSH:
1636    {
1637        size_t way = r_icache_way;
1638        size_t set = r_icache_set;
1639        bool clean = false;
1640
1641        // 4K page size TLB flush leads to cleanup req to data cache
1642        if ( !r_dcache_itlb_cleanup_req )    // last cleanup finish
1643        {
1644            paddr_t victim_index = 0;
1645            for ( ; way < m_itlb_ways; way++)
1646            {
1647                for ( ; set < m_itlb_sets; set++)
1648                {
1649                    if(icache_tlb.checkcleanup(way, set, &victim_index))
1650                    {
1651                        clean = true;
1652                        r_dcache_itlb_cleanup_req = true;
1653                        r_dcache_itlb_cleanup_line = victim_index;
1654                        r_icache_way = way + ((set+1)/m_itlb_sets);
1655                        r_icache_set = (set+1) % m_itlb_sets;
1656                        break;
1657                    }
1658                }
1659                if (clean) break;
1660            }
1661
1662            if (way == m_itlb_ways)
1663            {
1664                r_dcache_xtn_req = false;
1665                r_itlb_translation_valid = false;
1666                r_icache_ptba_ok = false;
1667                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1668                break;
1669            }
1670        }
1671        break;
1672    }
1673    /////////////////////
1674    case ICACHE_TLB_FLUSH:
1675    {   
1676        // data cache flush leads to ins tlb flush, flush all tlb entry
1677        icache_tlb.flush(true);    // global entries are invalidated
1678        r_dcache_xtn_req = false;
1679        r_itlb_translation_valid = false;
1680        r_icache_ptba_ok = false;
1681        r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1682        break;
1683    }
1684    ////////////////////////
1685    case ICACHE_CACHE_FLUSH:
1686    {
1687        // external cache invalidate request
1688        if ( r_tgt_icache_req )
1689        {
1690            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1691            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1692            break;
1693        }
1694
1695        size_t way = r_icache_way;
1696        size_t set = r_icache_set;
1697        bool clean = false;
1698
1699        // cache flush and send cleanup to external
1700        if ( !r_icache_cleanup_req )
1701        {
1702            paddr_t victim_index = 0;
1703            for ( ; way < m_icache_ways; way++ )
1704            {   
1705                for ( ; set < m_icache_sets; set++ )
1706                {   
1707                    if ( r_icache.flush(way, set, &victim_index) )
1708                    {
1709                        clean = true;
1710                        r_icache_cleanup_req = true;
1711                        r_icache_cleanup_line = victim_index;
1712                        m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1713                        r_icache_way = way + ((set+1)/m_icache_sets);
1714                        r_icache_set = (set+1) % m_icache_sets;
1715                        break;
1716                    }
1717                }
1718                if (clean) break;
1719            }
1720            if (way == m_icache_ways)
1721            {
1722                r_dcache_xtn_req = false;
1723                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1724                break;
1725            }
1726        }
1727        break;
1728    }
1729    /////////////////////
1730    case ICACHE_TLB_INVAL: 
1731    {
1732        paddr_t victim_index = 0;
1733
1734        if ( !r_dcache_itlb_cleanup_req )
1735        {
1736            r_dcache_itlb_cleanup_req = icache_tlb.inval(r_dcache_wdata_save, &victim_index);
1737            r_dcache_itlb_cleanup_line = victim_index;
1738            m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1739            r_dcache_xtn_req = false;
1740            r_itlb_translation_valid = false;
1741            r_icache_ptba_ok = false;
1742            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1743        }
1744        break;
1745    }
1746    ////////////////////////
1747    case ICACHE_CACHE_INVAL:
1748    {   
1749        // external cache invalidate request
1750        if ( r_tgt_icache_req )
1751        {
1752            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1753            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1754            break;
1755        }
1756
1757        paddr_t ipaddr = 0;                     
1758        bool    icache_hit_t = false;
1759
1760        if ( !r_icache_cleanup_req )
1761        {   
1762            if ( r_mmu_mode.read() & INS_TLB_MASK )
1763            {
1764                icache_hit_t = icache_tlb.translate(r_dcache_wdata_save, &ipaddr);
1765            }
1766            else
1767            {
1768                ipaddr = (paddr_t)r_dcache_wdata_save;
1769                icache_hit_t = true;
1770            }
1771            if ( icache_hit_t )
1772            {
1773                // invalidate and cleanup if necessary
1774                r_icache_cleanup_req = r_icache.inval(ipaddr);
1775                r_icache_cleanup_line = ipaddr >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2); 
1776                m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1777            }
1778            r_dcache_xtn_req = false;
1779            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1780        }
1781        break;
1782    }
1783    ////////////////////////
1784    case ICACHE_CACHE_INVAL_PA:
1785    {
1786        // external cache invalidate request
1787        if ( r_tgt_icache_req )
1788        {
1789            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1790            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1791            break;
1792        }
1793       
1794        paddr_t ipaddr = (paddr_t)r_mmu_word_hi.read() << 32 | r_mmu_word_lo.read();
1795
1796        if ( !r_icache_cleanup_req )
1797        {   
1798            // invalidate and cleanup if necessary
1799            r_icache_cleanup_req = r_icache.inval(ipaddr);
1800            r_icache_cleanup_line = ipaddr >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2); 
1801            m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1802            r_dcache_xtn_req = false;
1803            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1804        }
1805        break;
1806    }
1807    ///////////////////////
1808    case ICACHE_MISS_WAIT:
1809    {
1810        m_cost_ins_miss_frz++;
1811
1812        // external cache invalidate request
1813        if ( r_tgt_icache_req )     
1814        {
1815            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1816            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1817            break;
1818        }
1819
1820        // external tlb invalidate request
1821        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1822        {
1823            r_itlb_inval_req = true;
1824            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1825            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1826            break;
1827        }
1828       
1829        if ( !r_icache_miss_req )
1830        {
1831            if ( r_vci_rsp_ins_error )
1832            {
1833                r_icache_error_type = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS;
1834                r_icache_bad_vaddr = ireq.addr;
1835                r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1836
1837                if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1838                if ( r_icache_inval_rsp ) r_icache_inval_rsp = false;
1839                break;
1840            }
1841
1842            if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) // Miss read response and tlb invalidation
1843            {
1844                if ( r_icache_cleanup_req ) break;
1845                r_icache_cleanup_req = true;
1846                r_icache_cleanup_line = r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2);
1847                m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1848                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1849                r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1850                if ( r_icache_inval_rsp ) r_icache_inval_rsp = false;
1851                break;
1852            }
1853       
1854            if ( r_icache_inval_rsp ) // Miss read response and tlb invalidation
1855            {
1856                if ( r_icache_cleanup_req ) break;
1857                r_icache_cleanup_req = true;
1858                r_icache_cleanup_line = r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2); 
1859                m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1860                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1861                r_icache_inval_rsp = false;
1862                break;
1863            }
1864            r_icache_fsm = ICACHE_MISS_UPDT; 
1865        }       
1866        break;
1867    }
1868    ////////////////////
1869    case ICACHE_UNC_WAIT:
1870    {
1871        // external cache invalidate request
1872        if ( r_tgt_icache_req )
1873        {
1874            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1875            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1876            break;
1877        }
1878
1879        // external tlb invalidate request
1880        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1881        {
1882            r_itlb_inval_req = true;
1883            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1884            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1885            break;
1886        }
1887
1888        if ( !r_icache_unc_req )
1889        {
1890            if ( r_vci_rsp_ins_error )
1891            {
1892                r_icache_error_type = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS;   
1893                r_icache_bad_vaddr = ireq.addr;
1894                r_icache_fsm = ICACHE_ERROR;
1895
1896                if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1897                //if ( r_icache_inval_rsp ) r_icache_inval_rsp = false;
1898                break;
1899            }
1900
1901            if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) // Miss read response and tlb invalidation
1902            {
1903                r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1904                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1905                break;
1906            }
1907
1908            // Miss read response and no invalidation
1909            r_icache_buf_unc_valid = true;
1910            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1911        }       
1912        break;
1913    }
1914    //////////////////////
1915    case ICACHE_MISS_UPDT:
1916    {
1917        m_cost_ins_miss_frz++;
1918
1919        // external cache invalidate request
1920        if ( r_tgt_icache_req )   
1921        {
1922            r_icache_fsm = ICACHE_CC_INVAL;
1923            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1924            break;
1925        }
1926
1927        // external tlb invalidate request
1928        if ( r_dcache_itlb_inval_req )
1929        {
1930            r_itlb_inval_req = true;
1931            r_icache_fsm = ICACHE_TLB_CC_INVAL;
1932            r_icache_fsm_save = r_icache_fsm;
1933            break;
1934        }
1935
1936        if ( r_icache_inval_tlb_rsp ) // tlb invalidation
1937        {
1938            if ( r_icache_cleanup_req ) break;
1939            r_icache_cleanup_req = true;
1940            r_icache_cleanup_line = r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2);
1941            m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1942            r_icache_inval_tlb_rsp = false;
1943            if ( r_icache_inval_rsp ) r_icache_inval_rsp = false;
1944            r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1945            break;
1946        }
1947
1948        if ( !r_icache_cleanup_req ) // Miss update and no invalidation
1949        {
1950            if ( r_icache_inval_rsp ) // invalidation
1951            {
1952                r_icache_cleanup_req = true;
1953                r_icache_cleanup_line = r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2);
1954                m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1955                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1956                r_icache_inval_rsp = false;
1957            }
1958            else
1959            {
1960                data_t* buf = r_icache_miss_buf;
1961                paddr_t  victim_index = 0;
1962                m_cpt_icache_dir_write++;
1963                m_cpt_icache_data_write++;
1964
1965                r_icache_cleanup_req = r_icache.update(r_icache_paddr_save.read(), buf, &victim_index);
1966                r_icache_cleanup_line = victim_index;                        m_cpt_cc_cleanup_ins++;
1967                r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1968            }
1969        }
1970        break;
1971    }
1972    ///////////////////
1973    case ICACHE_ERROR:
1974    {
1975        r_vci_rsp_ins_error = false;
1976        r_dcache_rsp_itlb_error = false;
1977        irsp.valid = true;
1978        irsp.error = true;
1979        irsp.instruction = 0;
1980        r_icache_fsm = ICACHE_IDLE;
1981        break;
1982    }
1983    /////////////////////
1984    case ICACHE_CC_INVAL: 
1985    {                       
1986        m_cpt_icache_dir_read += m_icache_ways;
1987        /* activity counter */
1988        if ( (( r_icache_fsm_save == ICACHE_BIS ) ||( r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_WAIT ) || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_UPDT ) ) && ( ireq.valid ) )       
1989        {
1990            m_cost_ins_miss_frz++;
1991        }
1992        if( (( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_READ )   || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_READ )    ||
1993             ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_WRITE )  || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_WRITE ) ||
1994             ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_UPDT )   || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_UPDT ))   && (ireq.valid) )
1995        {
1996            m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
1997        }
1998
1999        // invalidate cache
2000        if( (( r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_WAIT ) || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_UPDT ) /*||
2001             ( r_icache_fsm_save == ICACHE_UNC_WAIT )*/ ) &&
2002            ((r_icache_paddr_save.read() & ~((m_icache_words<<2)-1)) == (r_tgt_addr.read() & ~((m_icache_words<<2)-1))) )
2003        {
2004            r_icache_inval_rsp = true;
2005            r_tgt_icache_rsp = false;
2006        }
2007        else
2008        {
2009            r_tgt_icache_rsp = r_icache.inval(r_tgt_addr.read());
2010        }
2011        r_tgt_icache_req = false;
2012        r_icache_fsm = r_icache_fsm_save;
2013        break;
2014    }
2015    /////////////////////////
2016    case ICACHE_TLB_CC_INVAL:
2017    {
2018        /* activity counter */
2019        if ( (( r_icache_fsm_save == ICACHE_BIS ) ||( r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_WAIT ) || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_UPDT ) ) && ( ireq.valid ) )       
2020        {
2021            m_cost_ins_miss_frz++;
2022        }
2023        if( (( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_READ )   || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_READ )    ||
2024             ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_WRITE )  || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_WRITE ) ||
2025             ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_UPDT )   || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_UPDT ))   && (ireq.valid) )
2026        {
2027            m_cost_ins_tlb_miss_frz++;
2028        }
2029
2030        if ( r_itlb_inval_req ) break;
2031        // invalidate cache
2032        if( (( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_READ ) || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_READ )  ||
2033          /* ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_WRITE )|| ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_WRITE ) ||*/
2034             ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB1_UPDT ) || ( r_icache_fsm_save == ICACHE_TLB2_UPDT )) &&
2035            (((r_icache_paddr_save.read() & ~((m_icache_words<<2)-1)) >> (uint32_log2(m_icache_words) + 2) ) == r_dcache_itlb_inval_line.read()) )
2036        {
2037            r_icache_inval_tlb_rsp = true;
2038        }
2039        else if (((r_icache_fsm_save == ICACHE_BIS)||(r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_WAIT) ||
2040               /* (r_icache_fsm_save == ICACHE_UNC_WAIT)||*/(r_icache_fsm_save == ICACHE_MISS_UPDT)) &&
2041                (r_icache_tlb_nline.read() == r_dcache_itlb_inval_line.read()))
2042        {
2043            r_icache_inval_tlb_rsp = true;
2044        }
2045        r_dcache_itlb_inval_req = false;
2046        r_itlb_translation_valid = false;
2047        r_icache_ptba_ok = false;
2048        r_icache_fsm = r_icache_fsm_save;
2049        break;
2050    }
2051    } // end switch r_icache_fsm
2052
2053#ifdef SOCLIB_MODULE_DEBUG
2054    std::cout << name() << " Instruction Response: " << irsp << std::endl;
2055#endif
2056
2057    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2058    //      INVAL ITLB CHECK FSM
2059    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2060    switch(r_inval_itlb_fsm) {
2061    /////////////////////
2062    case INVAL_ITLB_IDLE:
2063    {
2064        if ( r_itlb_inval_req )
2065        {
2066            r_ccinval_itlb_way = 0;
2067            r_ccinval_itlb_set = 0;
2068            r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_CHECK;   
2069            m_cost_ins_tlb_inval_frz++;
2070        }   
2071        break;
2072    }
2073    ////////////////////////////
2074    case INVAL_ITLB_CHECK:
2075    {
2076        m_cost_ins_tlb_inval_frz++;
2077
2078        size_t way = r_ccinval_itlb_way;
2079        size_t set = r_ccinval_itlb_set;
2080        bool end = false;       
2081        bool tlb_hit = icache_tlb.cccheck(r_dcache_itlb_inval_line.read(), way, set, &way, &set, &end);
2082   
2083        if ( tlb_hit )
2084        {
2085            r_ccinval_itlb_way = way;
2086            r_ccinval_itlb_set = set;
2087            r_itlb_cc_check_end = end;
2088            r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_INVAL;
2089            m_cpt_ins_tlb_inval++;   
2090        }       
2091        else
2092        {
2093            r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_CLEAR;   
2094        }
2095        break;
2096    }
2097    /////////////////////////
2098    case INVAL_ITLB_INVAL:
2099    {
2100        m_cost_ins_tlb_inval_frz++;
2101 
2102        icache_tlb.ccinval(r_ccinval_itlb_way, r_ccinval_itlb_set);
2103
2104        if ( !r_itlb_cc_check_end )
2105        {
2106            r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_CHECK;
2107        }
2108        else
2109        {
2110            r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_CLEAR;   
2111        }
2112        break;
2113    }
2114    ////////////////////
2115    case INVAL_ITLB_CLEAR:
2116    {
2117        r_itlb_inval_req = false;
2118        r_itlb_cc_check_end = false;
2119        r_ccinval_itlb_way = 0;
2120        r_ccinval_itlb_set = 0;
2121        r_inval_itlb_fsm = INVAL_ITLB_IDLE;   
2122        m_cost_ins_tlb_inval_frz++;
2123        break;
2124    }
2125    } // end switch r_inval_itlb_fsm
2126
2127    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2128    //      DCACHE FSM
2129    //
2130    // Both the Cacheability Table, and the MMU cached bit are used to define
2131    // the cacheability.
2132    //
2133    // There is 14 mutually exclusive conditions to exit the IDLE state.
2134    // Seven configurations corresponding to an XTN request from processor:
2135    // - Context switch => CTXT_SWITCH state
2136    // - Flush dcache => DCACHE_FLUSH state
2137    // - Flush icache => ICACHE_FLUSH state
2138    // - Invalidate a dtlb entry => DTLB_INVAL state
2139    // - Invalidate a itlb entry => ITLB_INVAL state
2140    // - Invalidate a dcache line => DCACHE_INVAL state
2141    // - Invalidate a icache line => ICACHE_INVAL state
2142    // Seven configurations corresponding to various read miss or write requests:
2143    // - TLB miss(in case hit_p miss) => TLB1_READ state
2144    // - TLB miss(in case hit_p hit) => TLB2_READ state
2145    // - Hit in TLB but VPN changed => BIS state
2146    // - Cached read miss => MISS_REQ state
2147    // - Uncache read miss => UNC_REQ state
2148    // - Write hit => WRITE_UPDT state
2149    // - Write miss => WRITE_REQ
2150    //
2151    // The r_vci_rsp_data_error flip-flop is set by the VCI_RSP controller and reset
2152    // by DCACHE-FSM when its state is in DCACHE_ERROR.
2153    //---------------------------------------------------------------------
2154    // Data TLB:
2155    // 
2156    // - int        ET          (00: unmapped; 01: unused or PTD)
2157    //                          (10: PTE new;  11: PTE old      )
2158    // - bool       cachable    (cached bit)
2159    // - bool       writable    (writable bit)
2160    // - bool       executable  (** not used alwayse false)
2161    // - bool       user        (access in user mode allowed)
2162    // - bool       global      (PTE not invalidated by a TLB flush)
2163    // - bool       dirty       (page has been modified)
2164    // - uint32_t   vpn         (virtual page number)
2165    // - uint32_t   ppn         (physical page number)
2166    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2167
2168    switch (r_dcache_fsm) {
2169    //////////////////////
2170    case DCACHE_WRITE_REQ:
2171    {
2172        // external cache invalidate request
2173        if ( r_tgt_dcache_req )
2174        {
2175            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
2176            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
2177            break;
2178        }
2179
2180        // try to post the write request in the write buffer
2181        if ( !r_dcache_write_req )     // no previous write transaction     
2182        {
2183            if ( r_wbuf.wok(r_dcache_paddr_save) )   // write request in the same cache line
2184            {   
2185                r_wbuf.write(r_dcache_paddr_save.read(), r_dcache_be_save.read(), r_dcache_wdata_save);
2186                // closing the write packet if uncached
2187                if ( !r_dcache_cached_save )
2188                {
2189                    r_dcache_write_req = true;
2190                }
2191            }
2192            else
2193            {    // close the write packet if write request not in the same cache line
2194                r_dcache_write_req = true;
2195                m_cost_write_frz++;
2196                break;  //  posting not possible : stay in DCACHE_WRITEREQ state
2197            }
2198        }
2199        else     //  previous write transaction not completed
2200        {
2201            m_cost_write_frz++;
2202            break;  //  posting not possible : stay in DCACHE_WRITEREQ state
2203        }
2204
2205        // close the write packet if the next processor request is not a write
2206        if ( !dreq.valid || (dreq.type != iss_t::DATA_WRITE))
2207        {
2208            r_dcache_write_req = true;
2209        }
2210       
2211        // The next state and the processor request parameters are computed
2212        // as in the DCACHE_IDLE state (see below ...)
2213    }
2214    /////////////////
2215    case DCACHE_IDLE:
2216    {
2217        // external cache invalidate request
2218        if ( r_tgt_dcache_req )   
2219        {
2220            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
2221            r_dcache_fsm_save = DCACHE_IDLE;
2222            break;
2223        }       
2224
2225        // ins tlb cleanup
2226        if ( r_dcache_itlb_cleanup_req )
2227        {
2228            r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_CLEANUP;
2229            break;
2230        }   
2231        // ins tlb miss
2232        if ( r_itlb_read_dcache_req )
2233        {
2234            if ( dreq.valid ) m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz++;         
2235            data_t rsp_itlb_miss;
2236            data_t rsp_itlb_ppn;
2237
2238            bool itlb_hit_dcache = r_dcache.read(r_icache_paddr_save, &rsp_itlb_miss);
2239            if ( r_itlb_k_read_dcache && itlb_hit_dcache )
2240            {   
2241                r_itlb_k_read_dcache = false;
2242                bool itlb_hit_ppn = r_dcache.read(r_icache_paddr_save.read()+4, &rsp_itlb_ppn);
2243                assert(itlb_hit_ppn && "Address of pte[64-32] and pte[31-0] should be successive");
2244            }
2245
2246            m_cpt_dcache_data_read += m_dcache_ways;
2247            m_cpt_dcache_dir_read += m_dcache_ways;
2248
2249            if ( itlb_hit_dcache )  // ins TLB request hits in data cache
2250            {
2251                if (!((rsp_itlb_miss & PTE_T_MASK ) >> PTE_T_SHIFT)) m_cpt_ins_tlb_hit_dcache++;                   
2252                r_dcache_rsp_itlb_miss = rsp_itlb_miss;
2253                r_dcache_rsp_itlb_ppn = rsp_itlb_ppn;
2254                r_itlb_read_dcache_req = false;
2255                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2256               
2257                // set TLB bit if it's a PTE
2258                if ( !((rsp_itlb_miss & PTE_T_MASK ) >> PTE_T_SHIFT) )
2259                {
2260                    r_dcache.setinbit(r_icache_paddr_save, r_dcache_in_itlb, true);
2261                }
2262            }
2263            else                    // ins TLB request miss in data cache
2264            {
2265                r_dcache_itlb_read_req = true;
2266                r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_READ;
2267            }
2268        }
2269        else if ( r_itlb_acc_dcache_req ) // ins tlb write access bit
2270        {
2271            r_dcache_itlb_ll_acc_req = true;
2272            r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_LL_WAIT;         
2273            m_cpt_dcache_data_write++;     
2274        }
2275        else if (dreq.valid)
2276        {
2277            pte_info_t  dcache_pte_info;
2278            int         xtn_opcod        = (int)dreq.addr/4;
2279            paddr_t     tlb_dpaddr       = 0;        // physical address obtained from TLB
2280            paddr_t     spc_dpaddr       = 0;        // physical adress obtained from PPN_save (speculative)
2281            bool        dcache_hit_t     = false;    // hit on 4Kilo TLB
2282            bool        dcache_hit_x     = false;    // VPN unmodified (can use spc_dpaddr)
2283            bool        dcache_hit_p     = false;    // PTP unmodified (can skip first level page table walk)
2284            bool        dcache_hit_c     = false;    // Cache hit
2285            bool        dcache_cached    = false;    // cacheable access (read or write)
2286            size_t      dcache_tlb_way   = 0;        // selected way (in case of cache hit)
2287            size_t      dcache_tlb_set   = 0;        // selected set (Y field in address)
2288            data_t      dcache_rdata     = 0;        // read data
2289            paddr_t     dcache_tlb_nline = 0;       // TLB NLINE
2290
2291            m_cpt_dcache_data_read += m_dcache_ways;
2292            m_cpt_dcache_dir_read += m_dcache_ways;
2293
2294            // Decoding READ XTN requests from processor
2295            // They are executed in this DCACHE_IDLE state
2296
2297            if (dreq.type == iss_t::XTN_READ)
2298            {
2299                switch(xtn_opcod) {
2300                case iss_t::XTN_INS_ERROR_TYPE:
2301                    drsp.rdata = (uint32_t)r_icache_error_type;
2302                    r_icache_error_type = MMU_NONE;
2303                    drsp.valid = true;
2304                    drsp.error = false;
2305                    break;
2306                case iss_t::XTN_DATA_ERROR_TYPE:
2307                    drsp.rdata = (uint32_t)r_dcache_error_type;
2308                    r_dcache_error_type = MMU_NONE;
2309                    drsp.valid = true;
2310                    drsp.error = false;
2311                    break;
2312                case iss_t::XTN_INS_BAD_VADDR:
2313                    drsp.rdata = (uint32_t)r_icache_bad_vaddr;       
2314                    drsp.valid = true;
2315                    drsp.error = false;
2316                    break;
2317                case iss_t::XTN_DATA_BAD_VADDR:
2318                    drsp.rdata = (uint32_t)r_dcache_bad_vaddr;       
2319                    drsp.valid = true;
2320                    drsp.error = false;
2321                    break;
2322                case iss_t::XTN_PTPR:
2323                    drsp.rdata = (uint32_t)r_mmu_ptpr;
2324                    drsp.valid = true;
2325                    drsp.error = false;
2326                    break;
2327                case iss_t::XTN_TLB_MODE:
2328                    drsp.rdata = (uint32_t)r_mmu_mode;
2329                    drsp.valid = true;
2330                    drsp.error = false;
2331                    break;
2332                case iss_t::XTN_MMU_PARAMS:
2333                    drsp.rdata = (uint32_t)r_mmu_params;
2334                    drsp.valid = true;
2335                    drsp.error = false;
2336                    break;
2337                case iss_t::XTN_MMU_RELEASE:
2338                    drsp.rdata = (uint32_t)r_mmu_release;
2339                    drsp.valid = true;
2340                    drsp.error = false;
2341                    break;
2342                case iss_t::XTN_MMU_WORD_LO:
2343                    drsp.rdata = (uint32_t)r_mmu_word_lo;
2344                    drsp.valid = true;
2345                    drsp.error = false;
2346                    break;
2347                case iss_t::XTN_MMU_WORD_HI:
2348                    drsp.rdata = (uint32_t)r_mmu_word_hi;
2349                    drsp.valid = true;
2350                    drsp.error = false;
2351                    break;
2352                default:
2353                    r_dcache_error_type = MMU_READ_UNDEFINED_XTN;
2354                    r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2355                    drsp.valid = true;
2356                    drsp.error = true;
2357                    break;
2358                }
2359                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2360                break;
2361            }
2362
2363            // Decoding WRITE XTN requests from processor
2364            // If there is no privilege violation, they are not executed in this DCACHE_IDLE state,
2365            // but in the next state, because they generally require access to the caches or the TLBs
2366
2367            if (dreq.type == iss_t::XTN_WRITE)
2368            {
2369                drsp.valid = false;
2370                drsp.error = false;
2371                drsp.rdata = 0;
2372                r_dcache_wdata_save = dreq.wdata;   
2373                switch(xtn_opcod) {     
2374
2375                case iss_t::XTN_PTPR:       // context switch : checking the kernel mode
2376                                            // both instruction & data TLBs must be flushed
2377                    if ((dreq.mode == iss_t::MODE_HYPER) || (dreq.mode == iss_t::MODE_KERNEL))
2378                    {
2379                        r_mmu_ptpr = dreq.wdata;
2380                        r_icache_error_type = MMU_NONE;
2381                        r_dcache_error_type = MMU_NONE;
2382                        r_dcache_type_save = dreq.addr/4;
2383                        r_dcache_xtn_req = true;
2384                        r_dcache_fsm = DCACHE_CTXT_SWITCH;
2385                    }
2386                    else
2387                    {
2388                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2389                        r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2390                        drsp.valid = true;
2391                        drsp.error = true;
2392                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2393                    }
2394                    break;
2395
2396                case iss_t::XTN_TLB_MODE:     // modifying TLBs mode : checking the kernel mode
2397                    if ((dreq.mode == iss_t::MODE_HYPER) || (dreq.mode == iss_t::MODE_KERNEL))
2398                    {
2399                        r_mmu_mode = (int)dreq.wdata;
2400                        drsp.valid = true;
2401                    }
2402                    else
2403                    {
2404                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2405                        r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2406                        drsp.valid = true;
2407                        drsp.error = true;
2408                    }
2409                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2410                    break;
2411
2412                case iss_t::XTN_DTLB_INVAL:     //  checking the kernel mode
2413                    if ((dreq.mode == iss_t::MODE_HYPER) || (dreq.mode == iss_t::MODE_KERNEL))
2414                    {
2415                        r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB_INVAL; 
2416                    }
2417                    else
2418                    {
2419                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2420                        r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2421                        drsp.valid = true;
2422                        drsp.error = true;
2423                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2424                    }
2425                    break;
2426
2427                case iss_t::XTN_ITLB_INVAL:     //  checking the kernel mode
2428                    if ((dreq.mode == iss_t::MODE_HYPER) || (dreq.mode == iss_t::MODE_KERNEL))
2429                    {
2430                        r_dcache_xtn_req = true;
2431                        r_dcache_type_save = dreq.addr/4;
2432                        r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_INVAL; 
2433                    }
2434                    else
2435                    {
2436                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2437                        r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2438                        drsp.valid = true;
2439                        drsp.error = true;
2440                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2441                    }
2442                    break;
2443
2444                case iss_t::XTN_DCACHE_INVAL:   // cache inval can be executed in user mode.
2445                    r_dcache_fsm = DCACHE_DCACHE_INVAL;
2446                    break;
2447
2448                case iss_t::XTN_MMU_DCACHE_PA_INV:   // cache inval can be executed in user mode.
2449                    r_dcache_fsm = DCACHE_DCACHE_INVAL_PA;
2450                    break;
2451
2452                case iss_t::XTN_DCACHE_FLUSH:   // cache flush can be executed in user mode.
2453                    r_dcache_type_save = dreq.addr/4;
2454                    r_dcache_xtn_req = true;
2455                    r_dcache_way = 0;
2456                    r_dcache_set = 0;
2457                    r_dcache_fsm = DCACHE_DCACHE_FLUSH;
2458                    break;
2459
2460                case iss_t::XTN_ICACHE_INVAL:   // cache inval can be executed in user mode.
2461                    r_dcache_type_save = dreq.addr/4;
2462                    r_dcache_xtn_req = true;
2463                    r_dcache_fsm = DCACHE_ICACHE_INVAL;
2464                    break;
2465
2466                case iss_t::XTN_MMU_ICACHE_PA_INV:   // cache inval can be executed in user mode.
2467                    r_dcache_type_save = dreq.addr/4;
2468                    r_dcache_xtn_req = true;
2469                    r_dcache_fsm = DCACHE_ICACHE_INVAL_PA;
2470                    break;
2471
2472                case iss_t::XTN_ICACHE_FLUSH:   // cache flush can be executed in user mode.
2473                    r_dcache_type_save = dreq.addr/4;
2474                    r_dcache_xtn_req = true;
2475                    r_dcache_fsm = DCACHE_ICACHE_FLUSH;
2476                    break;
2477
2478                case iss_t::XTN_SYNC:           // cache synchronization can be executed in user mode.
2479                    if (r_wbuf.rok())
2480                    {
2481                        r_dcache_fsm = DCACHE_DCACHE_SYNC;
2482                    }
2483                    else
2484                    {
2485                        drsp.valid = true;
2486                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2487                    }
2488                    break;
2489
2490                case iss_t::XTN_MMU_WORD_LO: // modifying MMU misc registers
2491                    if ((dreq.mode == iss_t::MODE_HYPER) || (dreq.mode == iss_t::MODE_KERNEL))
2492                    {
2493                        r_mmu_word_lo = (int)dreq.wdata;
2494                        drsp.valid = true;
2495                    }
2496                    else
2497                    {
2498                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2499                        r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2500                        drsp.valid = true;
2501                        drsp.error = true;
2502                    }
2503                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2504                    break;
2505
2506                case iss_t::XTN_MMU_WORD_HI: // modifying MMU misc registers
2507                    if ((dreq.mode == iss_t::MODE_HYPER) || (dreq.mode == iss_t::MODE_KERNEL))
2508                    {
2509                        r_mmu_word_hi = (int)dreq.wdata;
2510                        drsp.valid = true;
2511                    }
2512                    else
2513                    {
2514                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2515                        r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2516                        drsp.valid = true;
2517                        drsp.error = true;
2518                    }
2519                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2520                    break;
2521
2522                  case iss_t::XTN_ICACHE_PREFETCH:
2523                  case iss_t::XTN_DCACHE_PREFETCH:
2524                    drsp.valid = true;
2525                    drsp.error = false;
2526                    break;
2527       
2528                default:
2529                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_UNDEFINED_XTN;
2530                    r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
2531                    drsp.valid = true;
2532                    drsp.error = true;
2533                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2534                    break;
2535                } // end switch xtn_opcod
2536
2537                break;
2538            } // end if XTN_WRITE
2539
2540            // Evaluating dcache_hit_t, dcache_hit_x, dcache_hit_p, dcache_hit_c,
2541            // dcache_pte_info, dcache_tlb_way, dcache_tlb_set & dpaddr & cacheability
2542            // - If MMU activated : cacheability is defined by the cachable bit in the TLB
2543            // - If MMU not activated : cacheability is defined by the segment table.
2544
2545            if ( !(r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK) ) // MMU not activated
2546            {
2547                dcache_hit_t  = true;       
2548                dcache_hit_x  = true;   
2549                dcache_hit_p  = true; 
2550                tlb_dpaddr    = dreq.addr;
2551                spc_dpaddr    = dreq.addr;   
2552                dcache_cached = m_cacheability_table[dreq.addr] &&
2553                                ((dreq.type != iss_t::DATA_LL)  && (dreq.type != iss_t::DATA_SC) &&
2554                                 (dreq.type != iss_t::XTN_READ) && (dreq.type != iss_t::XTN_WRITE));     
2555            }
2556            else                                                            // MMU activated
2557            {
2558                m_cpt_data_tlb_read++;
2559                dcache_hit_t  = dcache_tlb.cctranslate(dreq.addr, &tlb_dpaddr, &dcache_pte_info,
2560                                                       &dcache_tlb_nline, &dcache_tlb_way, &dcache_tlb_set);                 
2561                dcache_hit_x  = (((vaddr_t)r_dcache_vpn_save << PAGE_K_NBITS) == (dreq.addr & ~PAGE_K_MASK)) && r_dtlb_translation_valid;
2562                dcache_hit_p  = (((dreq.addr >> PAGE_M_NBITS) == r_dcache_id1_save) && r_dcache_ptba_ok );
2563                spc_dpaddr    = ((paddr_t)r_dcache_ppn_save << PAGE_K_NBITS) | (paddr_t)((dreq.addr & PAGE_K_MASK));
2564                dcache_cached = dcache_pte_info.c &&
2565                                ((dreq.type != iss_t::DATA_LL)  && (dreq.type != iss_t::DATA_SC) &&
2566                                 (dreq.type != iss_t::XTN_READ) && (dreq.type != iss_t::XTN_WRITE));   
2567            }
2568
2569            if ( !(r_mmu_mode.read() & DATA_CACHE_MASK) )   // cache not actived
2570            {
2571                dcache_cached = false;
2572            }
2573
2574            // dcache_hit_c & dcache_rdata
2575            if ( dcache_cached )    // using speculative physical address for cached access
2576            {
2577                dcache_hit_c = r_dcache.read(spc_dpaddr, &dcache_rdata);
2578            }
2579            else                    // using actual physical address for uncached access
2580            {
2581                dcache_hit_c = false;
2582            }
2583
2584            if ( r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK )
2585            {
2586                // Checking access rights
2587                if ( dcache_hit_t )
2588                {
2589                    if (!dcache_pte_info.u && (dreq.mode == iss_t::MODE_USER))
2590                    {
2591                        if ((dreq.type == iss_t::DATA_READ)||(dreq.type == iss_t::DATA_LL))
2592                        {
2593                            r_dcache_error_type = MMU_READ_PRIVILEGE_VIOLATION;
2594                        }
2595                        else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
2596                        {
2597                            r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PRIVILEGE_VIOLATION;
2598                        } 
2599                        r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
2600                        drsp.valid = true;
2601                        drsp.error = true;
2602                        drsp.rdata = 0;
2603                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2604                        break;
2605                    }
2606                    if (!dcache_pte_info.w && ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC)))
2607                    {
2608                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_ACCES_VIOLATION; 
2609                        r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
2610                        drsp.valid = true;
2611                        drsp.error = true;
2612                        drsp.rdata = 0;
2613                        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2614                        break;
2615                    }
2616                }
2617
2618                // update LRU, save ppn, vpn and page type
2619                if ( dcache_hit_t ) {
2620                    dcache_tlb.setlru(dcache_tlb_way,dcache_tlb_set);
2621                    r_dcache_ppn_save = tlb_dpaddr >> PAGE_K_NBITS;
2622                    r_dcache_vpn_save = dreq.addr >> PAGE_K_NBITS;
2623                    r_dcache_tlb_nline = dcache_tlb_nline;
2624                    r_dtlb_translation_valid = true;
2625                }
2626                else
2627                {
2628                    r_dtlb_translation_valid = false;
2629                }
2630
2631            } // end if MMU activated
2632
2633            // compute next state
2634            if ( !dcache_hit_p && !dcache_hit_t )  // TLB miss
2635            {
2636                r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2637                r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB1_READ_CACHE;
2638                m_cpt_data_tlb_miss++;
2639                m_cost_data_tlb_miss_frz++;
2640            }
2641            else if ( dcache_hit_p && !dcache_hit_t )  // TLB Miss with possibility of bypass first level page
2642            {
2643                // walk page table level 2
2644                r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_dcache_ptba_save |
2645                                     (paddr_t)(((dreq.addr&PTD_ID2_MASK)>>PAGE_K_NBITS) << 3);
2646                r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB2_READ_CACHE;
2647                m_cpt_data_tlb_miss++;
2648                m_cost_data_tlb_miss_frz++;
2649            }
2650            else if ( dcache_hit_t && !dcache_hit_x && dcache_cached )// cached access with an ucorrect speculative physical address
2651            {
2652                r_dcache_hit_p_save = dcache_hit_p;
2653                r_dcache_fsm = DCACHE_BIS;
2654                m_cost_data_tlb_miss_frz++;
2655            }
2656            else  // cached or uncached access with a correct speculative physical address
2657            {
2658                switch( dreq.type ) {
2659                    case iss_t::DATA_READ:
2660                    case iss_t::DATA_LL:
2661                    case iss_t::DATA_SC:
2662                        m_cpt_read++;
2663                        if ( dcache_hit_c )
2664                        {
2665                            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2666                            drsp.valid = true;
2667                            drsp.rdata = dcache_rdata;
2668                        }
2669                        else
2670                        {
2671                            if ( dcache_cached )
2672                            {
2673                                r_dcache_miss_req = true;
2674                                r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_WAIT;
2675                                m_cpt_data_miss++;
2676                                m_cost_data_miss_frz++;
2677                            }
2678                            else
2679                            {
2680                                if (dreq.type == iss_t::DATA_SC &&
2681                                    (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK) &&
2682                                    !dcache_pte_info.d)
2683                                {
2684                                    /* dirty bit update */
2685                                    m_cpt_data_tlb_update_dirty++;
2686                                    m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;
2687                                    if ( dcache_tlb.getpagesize(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) )       // 2M page size, one level page table
2688                                    {
2689                                        r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) | PTE_D_MASK;
2690                                        r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2691                                        r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
2692                                        r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
2693                                    }
2694                                    else        // 4k page size, two levels page table
2695                                    {   
2696                                        if (dcache_hit_p)
2697                                        {
2698                                            r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) | PTE_D_MASK;
2699                                            r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_dcache_ptba_save | (paddr_t)(((dreq.addr&PTD_ID2_MASK)>>PAGE_K_NBITS) << 3);
2700                                            r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
2701                                            r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
2702                                        }
2703                                        else    // get PTBA to calculate the physical address of PTE
2704                                        {
2705                                            r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) | PTE_D_MASK;
2706                                            r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2707                                            r_dcache_tlb_ptba_read = true;
2708                                            r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB1_READ_CACHE;
2709                                        }
2710                                    }
2711                                }
2712                                else
2713                                {
2714                                    r_dcache_unc_req = true;
2715                                    r_dcache_fsm = DCACHE_UNC_WAIT;
2716                                    m_cpt_unc_read++;
2717                                    m_cost_unc_read_frz++;
2718                                }
2719                            }
2720                        }
2721                        break;
2722/*
2723                    case iss_t::DATA_READ:
2724                        m_cpt_read++;
2725                        if ( dcache_hit_c )
2726                        {
2727                            r_dcache_buf_unc_valid = false;
2728                            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2729                            drsp.valid = true;
2730                            drsp.rdata = dcache_rdata;
2731                        }
2732                        else
2733                        {
2734                            if ( dcache_cached )
2735                            {
2736                                r_dcache_miss_req = true;
2737                                r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_WAIT;
2738                                m_cpt_data_miss++;
2739                                m_cost_data_miss_frz++;
2740                            }
2741                            else
2742                            {
2743                                r_dcache_unc_req = true;
2744                                r_dcache_fsm = DCACHE_UNC_WAIT;
2745                                m_cpt_unc_read++;
2746                                m_cost_unc_read_frz++;
2747                            }
2748                        }
2749                        break;
2750                    case iss_t::DATA_LL:
2751                        if (r_dcache_llsc_reserved && (r_dcache_llsc_addr_save == tlb_dpaddr) && r_dcache_buf_unc_valid)
2752                        {
2753                            r_dcache_buf_unc_valid = false;
2754                            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2755                            drsp.valid = true;
2756                            drsp.rdata = dcache_rdata;
2757                        }
2758                        else
2759                        {
2760                            r_dcache_llsc_reserved = true;
2761                            r_dcache_llsc_addr_save = tlb_dpaddr;
2762                            r_dcache_unc_req = true;
2763                            r_dcache_fsm = DCACHE_UNC_WAIT;
2764                        }
2765                        break;
2766                    case iss_t::DATA_SC:
2767                        if (r_dcache_llsc_reserved && (r_dcache_llsc_addr_save == tlb_dpaddr))
2768                        {
2769                            r_dcache_llsc_reserved = false;
2770                            r_dcache_unc_req = true;
2771                            r_dcache_fsm = DCACHE_UNC_WAIT;
2772                        }
2773                        else
2774                        {   
2775                            if ( r_dcache_buf_unc_valid )
2776                            {                         
2777                                r_dcache_llsc_reserved = false;
2778                                r_dcache_buf_unc_valid = false;
2779                                drsp.valid = true;
2780                                drsp.rdata = dcache_rdata;
2781                            }
2782                            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2783                        }                       
2784                        break;
2785*/
2786                    case iss_t::DATA_WRITE:
2787                        m_cpt_write++;
2788                        if ( dcache_cached ) m_cpt_write_cached++;
2789                        m_cost_write_frz++;
2790                        if ( dcache_hit_c && dcache_cached )    // cache update required
2791                        {
2792                            r_dcache_fsm = DCACHE_WRITE_UPDT;
2793                        }
2794                        else if ( !dcache_pte_info.d && (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK) )   // dirty bit update required
2795                        {
2796                            m_cpt_data_tlb_update_dirty++;
2797                            m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;
2798                            if ( dcache_tlb.getpagesize(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) )       // 2M page size, one level page table
2799                            {
2800                                r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) | PTE_D_MASK;
2801                                r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2802                                r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
2803                                r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
2804                            }
2805                            else        // 4k page size, two levels page table
2806                            {   
2807                                if (dcache_hit_p)
2808                                {
2809                                    r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) | PTE_D_MASK;
2810                                    r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_dcache_ptba_save | (paddr_t)(((dreq.addr&PTD_ID2_MASK)>>PAGE_K_NBITS) << 3);
2811                                    r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
2812                                    r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
2813                                }
2814                                else    // get PTBA to calculate the physical address of PTE
2815                                {
2816                                    r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(dcache_tlb_way, dcache_tlb_set) | PTE_D_MASK;
2817                                    r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2818                                    r_dcache_tlb_ptba_read = true;
2819                                    r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB1_READ_CACHE;
2820                                }
2821                            }
2822                        }
2823                        else                                    // no cache update, not dirty bit update
2824                        {
2825                            r_dcache_fsm = DCACHE_WRITE_REQ;
2826                            drsp.valid = true;
2827                            drsp.rdata = 0;
2828                        }
2829                        break;
2830                    default:
2831                        break;
2832                } // end switch dreq.type
2833            } // end if next states
2834
2835            // save values for the next states
2836            r_dcache_paddr_save   = tlb_dpaddr;
2837            r_dcache_type_save    = dreq.type;
2838            r_dcache_wdata_save   = dreq.wdata;
2839            r_dcache_be_save      = dreq.be;
2840            r_dcache_rdata_save   = dcache_rdata;
2841            r_dcache_cached_save  = dcache_cached;
2842            r_dcache_dirty_save   = dcache_pte_info.d;
2843            r_dcache_tlb_set_save = dcache_tlb_set;
2844            r_dcache_tlb_way_save = dcache_tlb_way;
2845
2846        } // end if dreq.valid
2847        else
2848        {   
2849            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2850        }
2851
2852        // processor request are not accepted in the WRITE_REQ state
2853        // when the write buffer is not writeable
2854
2855        if ((r_dcache_fsm == DCACHE_WRITE_REQ) &&
2856            (r_dcache_write_req || !r_wbuf.wok(r_dcache_paddr_save)))
2857        {
2858            drsp.valid = false;
2859        }
2860        break;
2861    }
2862    /////////////////
2863    case DCACHE_BIS:
2864    {
2865        // external cache invalidate request
2866        if ( r_tgt_dcache_req )   
2867        {
2868            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
2869            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
2870            if ( dreq.valid ) m_cost_data_miss_frz++;
2871            break;
2872        }
2873
2874        // Using tlb entry is invalidated
2875        if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
2876        {
2877            r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
2878            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2879            if ( dreq.valid ) m_cost_data_miss_frz++;
2880            break;
2881        }
2882
2883        data_t  dcache_rdata = 0;
2884        bool    dcache_hit_c = false;
2885        bool    dcache_hit_t = false;
2886        paddr_t tlb_dpaddr   = 0;
2887
2888        dcache_hit_t = dcache_tlb.translate(dreq.addr, &tlb_dpaddr);
2889
2890        if ( (tlb_dpaddr == r_dcache_paddr_save.read()) && dreq.valid && dcache_hit_t )
2891        {
2892            // acces always cached in this state
2893            dcache_hit_c = r_dcache.read(r_dcache_paddr_save, &dcache_rdata);
2894           
2895            if ( dreq.type == iss_t::DATA_READ )  // cached read
2896            {
2897                m_cpt_read++;
2898                if ( !dcache_hit_c )
2899                {
2900                    r_dcache_miss_req = true;
2901                    r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_WAIT;
2902                    m_cpt_data_miss++;
2903                    m_cost_data_miss_frz++;
2904                }
2905                else
2906                {
2907                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2908                }
2909                drsp.valid = dcache_hit_c;
2910                drsp.error = false;
2911                drsp.rdata = dcache_rdata;
2912            }
2913            else    // cached write
2914            {
2915                m_cpt_write++;
2916                m_cpt_write_cached++;
2917                if ( dcache_hit_c )    // cache update required
2918                {
2919                    r_dcache_rdata_save = dcache_rdata;
2920                    r_dcache_fsm = DCACHE_WRITE_UPDT;
2921                }
2922                else if (!r_dcache_dirty_save && (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK))   // dirty bit update required
2923                {
2924                    m_cpt_data_tlb_update_dirty++;
2925                    m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;                         
2926                    if (dcache_tlb.getpagesize(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save))
2927                    {
2928                        r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) | PTE_D_MASK;
2929                        r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2930                        r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
2931                        r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
2932                    }
2933                    else
2934                    {   
2935                        if (r_dcache_hit_p_save)
2936                        {
2937                            r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) | PTE_D_MASK;
2938                            r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_dcache_ptba_save|(paddr_t)(((dreq.addr&PTD_ID2_MASK)>>PAGE_K_NBITS) << 3);
2939                            r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
2940                            r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
2941                        }
2942                        else
2943                        {
2944                            r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) | PTE_D_MASK;
2945                            r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
2946                            r_dcache_tlb_ptba_read = true;
2947                            r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB1_READ_CACHE;
2948                        }
2949                    }
2950                }
2951                else                                    // no cache update, not dirty bit update
2952                {
2953                    r_dcache_fsm = DCACHE_WRITE_REQ;
2954                    drsp.valid = true;
2955                    drsp.rdata = 0;
2956                }
2957            }
2958        }
2959        else
2960        {
2961            drsp.valid = false;
2962            drsp.error = false;
2963            drsp.rdata = 0;
2964            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
2965        }
2966        break;
2967    }
2968    //////////////////////////
2969    case DCACHE_LL_DIRTY_WAIT:
2970    {
2971        m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;
2972
2973        // external cache invalidate request
2974        if ( r_tgt_dcache_req )   
2975        {
2976            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
2977            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
2978            break;
2979        }
2980
2981        if (!r_dcache_tlb_ll_dirty_req)
2982        {
2983            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
2984            {
2985                if (dcache_tlb.getpagesize(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save))
2986                {
2987                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS;     
2988                }
2989                else
2990                {
2991                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS;     
2992                }
2993                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
2994                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
2995
2996                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
2997                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
2998            }
2999            else
3000            {
3001                if ( !(r_dcache_miss_buf[0] >> PTE_V_SHIFT) )   // unmapped
3002                {
3003                    if (dcache_tlb.getpagesize(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save))
3004                    {
3005                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_UNMAPPED;       
3006                    }
3007                    else
3008                    {
3009                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_UNMAPPED;       
3010                    }
3011                    r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3012                    r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3013
3014                    if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3015                    if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
3016                }
3017                else if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3018                {
3019                    r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3020                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3021                }
3022                else if ( r_dcache_inval_rsp )
3023                {
3024                    r_dcache_inval_rsp = false;
3025                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3026                }
3027                else
3028                {
3029                    r_dcache_tlb_sc_dirty_req = true;
3030                    r_dcache_pte_update = r_dcache_miss_buf[0] | r_dcache_pte_update.read();
3031                    r_dcache_fsm = DCACHE_SC_DIRTY_WAIT;
3032                }
3033            }
3034        }
3035        break;
3036    }
3037    //////////////////////////
3038    case DCACHE_SC_DIRTY_WAIT:
3039    {
3040        m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;         
3041        // external cache invalidate request
3042        if ( r_tgt_dcache_req )   
3043        {
3044            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3045            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3046            break;
3047        }
3048
3049        if ( !r_dcache_tlb_sc_dirty_req )
3050        {
3051            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3052            {
3053                if (dcache_tlb.getpagesize(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save))
3054                {
3055                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS;   
3056                }
3057                else
3058                {
3059                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS;   
3060                }
3061                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3062                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3063
3064                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3065                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;                         
3066            }
3067            else
3068            {
3069                // Using tlb entry is invalidated
3070                if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3071                {
3072                    r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3073                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3074                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3075                }
3076                else if ( r_dcache_inval_rsp )
3077                {
3078                    r_dcache_inval_rsp = false;
3079                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3080                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3081                }
3082                else if ( r_dcache_tlb_sc_fail )
3083                {
3084                    r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
3085                    r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3086                    r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
3087                    m_cpt_data_tlb_update_dirty++;
3088                }
3089                else
3090                {
3091                    /*
3092                     * SC succeeded, but has updated the cache and
3093                     * invalidated the TLB entry. Redo the translation
3094                     */
3095                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3096                }
3097            }
3098        }
3099        break;
3100    }
3101    ////////////////////////////
3102    case DCACHE_DTLB1_READ_CACHE:
3103    {
3104        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3105
3106        // external cache invalidate request
3107        if ( r_tgt_dcache_req )   
3108        {
3109            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3110            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3111            break;
3112        }       
3113
3114        // Using tlb entry is invalidated
3115        if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3116        {
3117            r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3118            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3119            break;
3120        }
3121
3122        data_t tlb_data = 0;
3123        bool write_hit = false;
3124        bool tlb_hit_cache = r_dcache.read(r_dcache_tlb_paddr, &tlb_data);
3125
3126        // DTLB request hit in cache
3127        if ( tlb_hit_cache )
3128        {
3129            if ( !(tlb_data >> PTE_V_SHIFT) )   // unmapped
3130            {
3131                r_dcache_ptba_ok    = false;
3132                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3133                {
3134                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT1_UNMAPPED;
3135                }
3136                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3137                {
3138                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_UNMAPPED;
3139                } 
3140                r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
3141                r_dcache_fsm        = DCACHE_ERROR;
3142            }
3143            else if ( (tlb_data & PTE_T_MASK) >> PTE_T_SHIFT )  // PTD
3144            {
3145                r_dcache_ptba_ok   = true;
3146                r_dcache_ptba_save = (paddr_t)(tlb_data & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS; 
3147                r_dcache_id1_save  = dreq.addr >> PAGE_M_NBITS;
3148                r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)(tlb_data & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS |
3149                                     (paddr_t)(((dreq.addr & PTD_ID2_MASK) >> PAGE_K_NBITS) << 3);
3150                if ( r_dcache_tlb_ptba_read )
3151                {
3152                    r_dcache_tlb_ptba_read = false;
3153                    r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
3154                    r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
3155                    m_cpt_dcache_data_write++;
3156                    m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;
3157                }
3158                else
3159                {
3160                    r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB2_READ_CACHE;
3161                }
3162            }
3163            else        // PTE
3164            {
3165                m_cpt_data_tlb_hit_dcache++;
3166                r_dcache_ptba_ok = false;
3167                if ( (m_srcid_rw >> 4) == ((r_dcache_tlb_paddr.read() & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS))-1)) >> (m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS -10)) ) // local
3168                {
3169                    if ( (tlb_data & PTE_L_MASK ) >> PTE_L_SHIFT ) // L bit is set
3170                    {
3171                        r_dcache_pte_update = tlb_data;
3172                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_UPDT;
3173                    }
3174                    else
3175                    {
3176                        r_dcache_pte_update = tlb_data | PTE_L_MASK;
3177                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3178                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_LL_WAIT;
3179                        m_cpt_dcache_data_write++;
3180                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3181                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3182                    }
3183                }
3184                else // remotely
3185                {
3186                    if ( (tlb_data & PTE_R_MASK ) >> PTE_R_SHIFT ) // R bit is set
3187                    {
3188                        r_dcache_pte_update = tlb_data;
3189                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_UPDT;
3190                    }
3191                    else
3192                    {
3193                        r_dcache_pte_update = tlb_data | PTE_R_MASK;
3194                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3195                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_LL_WAIT;
3196                        m_cpt_dcache_data_write++;
3197                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3198                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3199                    }
3200                }
3201            }
3202        }
3203        else
3204        {
3205            // DTLB request miss in cache and walk page table level 1
3206            r_dcache_tlb_read_req = true;
3207            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_READ;
3208        }
3209        break;
3210    }
3211    ///////////////////////
3212    case DCACHE_TLB1_LL_WAIT:
3213    {
3214        if ( dreq.valid ) m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3215        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;           
3216        // external cache invalidate request
3217        if ( r_tgt_dcache_req )   
3218        {
3219            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3220            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3221            break;
3222        }
3223
3224        if (!r_dcache_tlb_ll_acc_req)
3225        {
3226            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3227            {
3228                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3229                {
3230                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
3231                }
3232                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3233                {
3234                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
3235                }
3236                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3237                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3238
3239                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3240                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;             
3241            }
3242            else
3243            {
3244                if ( !(r_dcache_miss_buf[0] >> PTE_V_SHIFT) )   // unmapped
3245                {
3246                    if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3247                    {
3248                        r_dcache_error_type = MMU_READ_PT1_UNMAPPED;
3249                    }
3250                    else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3251                    {
3252                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_UNMAPPED;
3253                    } 
3254                    r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
3255                    r_dcache_fsm        = DCACHE_ERROR;
3256
3257                    if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3258                    if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
3259                }
3260                else if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3261                {
3262                    r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3263                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3264                }
3265                else if ( r_dcache_inval_rsp )
3266                {
3267                    r_dcache_inval_rsp = false;
3268                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3269                }
3270                else
3271                {
3272                    r_dcache_tlb_sc_acc_req = true;
3273                    r_dcache_pte_update = r_dcache_miss_buf[0] | r_dcache_pte_update.read();
3274                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_SC_WAIT;
3275                }
3276            }
3277        }
3278        break;
3279    }
3280    ///////////////////////
3281    case DCACHE_TLB1_SC_WAIT:
3282    {
3283        if ( dreq.valid ) m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3284        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;           
3285        // external cache invalidate request
3286        if ( r_tgt_dcache_req )   
3287        {
3288            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3289            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3290            break;
3291        }
3292
3293        if ( !r_dcache_tlb_sc_acc_req )
3294        {
3295            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3296            {
3297                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3298                {
3299                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
3300                }
3301                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3302                {
3303                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
3304                }
3305                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3306                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3307
3308                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3309                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;     
3310            }
3311            else
3312            {
3313                // Using tlb entry is invalidated
3314                if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3315                {
3316                    r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3317                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3318                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3319                }
3320                else if ( r_dcache_inval_rsp )
3321                {
3322                    r_dcache_inval_rsp = false;
3323                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3324                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3325                }
3326                else if ( r_dcache_tlb_sc_fail )
3327                {
3328                    r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3329                    r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3330                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_LL_WAIT;
3331                    m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3332                }
3333                else
3334                {
3335                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_UPDT;
3336                }
3337            }
3338        }
3339        break;
3340    }
3341    //////////////////////
3342    case DCACHE_TLB1_READ:
3343    {
3344        if ( dreq.valid ) m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3345
3346        // external cache invalidate request
3347        if ( r_tgt_dcache_req )   
3348        {
3349            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3350            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3351            break;
3352        }       
3353
3354        if ( !r_dcache_tlb_read_req )
3355        {       
3356            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3357            {
3358                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3359                {
3360                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
3361                }
3362                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3363                {
3364                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_ILLEGAL_ACCESS;
3365                }
3366                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3367                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3368
3369                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3370                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;     
3371                break;
3372            }
3373
3374            if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )  // TLB miss response and invalidation
3375            {
3376                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3377                r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3378                break;
3379            }
3380
3381            if ( r_dcache_inval_rsp ) // TLB miss response and cache invalidation
3382            {
3383                if ( r_dcache_cleanup_req ) break;
3384                r_dcache_cleanup_req = true;
3385                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
3386                m_cpt_cc_cleanup_data++;
3387                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3388                r_dcache_inval_rsp = false;
3389                break;
3390            }
3391
3392            // TLB miss response and no invalidation
3393            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB1_READ_UPDT;
3394        }
3395        break;
3396    }
3397    //////////////////////////
3398    case DCACHE_TLB1_READ_UPDT:
3399    {
3400        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3401
3402        // external cache invalidate request
3403        if ( r_tgt_dcache_req )   
3404        {
3405            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3406            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3407            break;
3408        }       
3409
3410        // Using tlb entry is invalidated
3411        if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3412        {
3413            r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3414            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3415            break;
3416        }
3417
3418        if ( !r_dcache_cleanup_req ) // Miss update and no invalidation
3419        {
3420            // update dcache
3421            data_t   rsp_dtlb_miss = 0;
3422            paddr_t  victim_index = 0;
3423            bool write_hit = false;
3424            size_t way = 0;
3425            size_t set = 0;
3426
3427            // Using tlb entry is in the invalidated cache line 
3428            if ( r_dcache_inval_rsp )
3429            {
3430                r_dcache_cleanup_req = true;
3431                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2);
3432                m_cpt_cc_cleanup_data++;       
3433                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3434                r_dcache_inval_rsp = false;
3435                break;
3436            }
3437
3438            bool cleanup_req = r_dcache.find(r_dcache_tlb_paddr, r_dcache_in_itlb, r_dcache_in_dtlb, &way, &set, &victim_index);
3439           
3440            if ( cleanup_req )
3441            {       
3442                // ins tlb invalidate verification   
3443                r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set];
3444                r_dcache_itlb_inval_line = victim_index;
3445                r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
3446
3447                // data tlb invalidate verification
3448                r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set];
3449                r_dcache_dtlb_inval_line = victim_index;
3450                r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
3451
3452                r_dcache_cleanup_req = true;
3453                r_dcache_cleanup_line = victim_index;
3454                m_cpt_cc_cleanup_data++;
3455                r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
3456                r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3457                break;
3458            }
3459
3460            r_dcache.update(r_dcache_tlb_paddr, way, set, r_dcache_miss_buf);
3461            r_dcache.read(r_dcache_tlb_paddr, &rsp_dtlb_miss); 
3462            m_cpt_data_tlb_occup_cache++;
3463
3464            if ( !(rsp_dtlb_miss >> PTE_V_SHIFT) )      // unmapped
3465            {
3466                r_dcache_ptba_ok    = false;
3467                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3468                {
3469                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT1_UNMAPPED;
3470                }
3471                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3472                {
3473                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT1_UNMAPPED;
3474                }
3475                r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
3476                r_dcache_fsm        = DCACHE_ERROR;
3477            }
3478            else if ( (rsp_dtlb_miss & PTE_T_MASK) >> PTE_T_SHIFT ) // PTD
3479            {
3480                r_dcache_ptba_ok   = true;
3481                r_dcache_ptba_save = (paddr_t)(rsp_dtlb_miss & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS; 
3482                r_dcache_id1_save  = dreq.addr >> PAGE_M_NBITS;
3483                r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)(rsp_dtlb_miss & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_K_NBITS))-1)) << PAGE_K_NBITS |
3484                                     (paddr_t)(((dreq.addr & PTD_ID2_MASK) >> PAGE_K_NBITS) << 3);
3485                if ( r_dcache_tlb_ptba_read )
3486                {
3487                    r_dcache_tlb_ptba_read = false;
3488                    r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
3489                    r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
3490                    m_cpt_dcache_data_write++;
3491                    m_cpt_data_tlb_update_dirty++;
3492                    m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;
3493                }
3494                else
3495                {
3496                    r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB2_READ_CACHE;
3497                }
3498            }
3499            else        // PTE
3500            {
3501                r_dcache_ptba_ok = false;
3502                if ( (m_srcid_rw >> 4) == ((r_dcache_tlb_paddr.read() & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS))-1)) >> (m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS -10)) ) // local
3503                {
3504                    if ( (rsp_dtlb_miss & PTE_L_MASK ) >> PTE_L_SHIFT ) // L bit is set
3505                    {
3506                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss;
3507                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB1_UPDT;
3508                    }
3509                    else
3510                    {
3511                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss | PTE_L_MASK;
3512                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3513                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB1_LL_WAIT;
3514                        m_cpt_dcache_data_write++;
3515                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3516                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3517                    }
3518                }
3519                else // remotely
3520                {
3521                    if ( (rsp_dtlb_miss & PTE_R_MASK ) >> PTE_R_SHIFT ) // R bit is set
3522                    {
3523                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss;
3524                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB1_UPDT;
3525                    }
3526                    else
3527                    {
3528                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss | PTE_R_MASK;
3529                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3530                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB1_LL_WAIT;
3531                        m_cpt_dcache_data_write++;
3532                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3533                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3534                    }
3535                }
3536            }
3537        }
3538        break;
3539    }
3540    //////////////////////
3541    case DCACHE_TLB1_UPDT:
3542    {
3543        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3544
3545        // external cache invalidate request
3546        if ( r_tgt_dcache_req )   
3547        {
3548            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3549            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3550            break;
3551        }       
3552
3553        if ( !r_dcache_inval_tlb_rsp && !r_dcache_inval_rsp )
3554        {
3555            paddr_t victim_index = 0;
3556            if (dcache_tlb.update(r_dcache_pte_update,dreq.addr,(r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2)),&victim_index))
3557            {
3558                r_dcache.setinbit((paddr_t)victim_index*m_dcache_words*2, r_dcache_in_dtlb, false);
3559            }
3560            r_dcache.setinbit(r_dcache_tlb_paddr, r_dcache_in_dtlb, true);
3561            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3562        }
3563        else 
3564        {
3565            if ( r_dcache_inval_tlb_rsp ) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3566            if ( r_dcache_inval_rsp ) r_dcache_inval_rsp = false;
3567            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3568        }
3569        break;
3570    }
3571    /////////////////////////////
3572    case DCACHE_DTLB2_READ_CACHE:
3573    {
3574        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3575
3576        // external cache invalidate request
3577        if ( r_tgt_dcache_req )   
3578        {
3579            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3580            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3581            break;
3582        }       
3583
3584        // Using tlb entry is invalidated
3585        if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3586        {
3587            r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3588            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3589            break;
3590        }
3591
3592        data_t tlb_data = 0;
3593        data_t tlb_data_ppn = 0;
3594        bool write_hit = false;
3595        bool tlb_hit_cache = r_dcache.read(r_dcache_tlb_paddr, &tlb_data);
3596
3597        if ( tlb_hit_cache )
3598        {
3599            bool tlb_hit_ppn = r_dcache.read(r_dcache_tlb_paddr.read()+4, &tlb_data_ppn);
3600            assert(tlb_hit_ppn && "Address of pte[64-32] and pte[31-0] should be successive");
3601        }
3602
3603        // DTLB request hit in cache
3604        if ( tlb_hit_cache )
3605        {
3606            if ( !(tlb_data >> PTE_V_SHIFT) )   // unmapped
3607            {
3608                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3609                {
3610                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT2_UNMAPPED;
3611                }
3612                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3613                {
3614                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_UNMAPPED;
3615                }
3616                r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
3617                r_dcache_fsm        = DCACHE_ERROR;
3618            }
3619            else if ( (tlb_data & PTE_T_MASK) >> PTE_T_SHIFT ) //PTD
3620            {
3621                r_dcache_pte_update = tlb_data;
3622                r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3623                r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_UPDT;
3624            }
3625            else
3626            {
3627                m_cpt_data_tlb_hit_dcache++;
3628                if ( (m_srcid_rw >> 4) == ((r_dcache_tlb_paddr.read() & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS))-1)) >> (m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS -10)) ) // local
3629                {
3630                    if ( (tlb_data & PTE_L_MASK ) >> PTE_L_SHIFT ) // L bit is set
3631                    {
3632                        r_dcache_pte_update = tlb_data;
3633                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3634                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB2_UPDT;
3635                    }
3636                    else
3637                    {
3638                        r_dcache_pte_update = tlb_data | PTE_L_MASK;
3639                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3640                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3641                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_LL_WAIT;
3642                        m_cpt_dcache_data_write++;
3643                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3644                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3645                    }
3646                }
3647                else // remotely
3648                {
3649                    if ( (tlb_data & PTE_R_MASK ) >> PTE_R_SHIFT ) // R bit is set
3650                    {
3651                        r_dcache_pte_update = tlb_data;
3652                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3653                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB2_UPDT;
3654                    }
3655                    else
3656                    {
3657                        r_dcache_pte_update = tlb_data | PTE_R_MASK;
3658                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3659                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3660                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_LL_WAIT;
3661                        m_cpt_dcache_data_write++;
3662                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3663                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3664                    }
3665                }
3666            }
3667        }
3668        else
3669        {
3670            // DTLB request miss in cache and walk page table level 2
3671            r_dcache_tlb_read_req = true;
3672            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_READ;
3673        }
3674        break;
3675    }
3676    ///////////////////////
3677    case DCACHE_TLB2_LL_WAIT:
3678    {
3679        if ( dreq.valid ) m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3680        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3681
3682        // external cache invalidate request
3683        if ( r_tgt_dcache_req )   
3684        {
3685            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3686            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3687            break;
3688        }
3689
3690        if (!r_dcache_tlb_ll_acc_req)
3691        {
3692            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3693            {
3694                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3695                {
3696                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
3697                }
3698                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3699                {
3700                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
3701                }
3702                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3703                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3704
3705                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3706                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
3707            }
3708            else
3709            {
3710                if ( !(r_dcache_miss_buf[0] >> PTE_V_SHIFT) )   // unmapped
3711                {
3712                    if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3713                    {
3714                        r_dcache_error_type = MMU_READ_PT2_UNMAPPED;
3715                    }
3716                    else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3717                    {
3718                        r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_UNMAPPED;
3719                    }
3720                    r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3721                    r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3722
3723                    if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3724                    if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
3725                }
3726                else if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3727                {
3728                    r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3729                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3730                }
3731                else if ( r_dcache_inval_rsp )
3732                {
3733                    r_dcache_inval_rsp = false;
3734                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3735                }
3736                else
3737                {
3738                    r_dcache_tlb_sc_acc_req = true;
3739                    r_dcache_pte_update = r_dcache_miss_buf[0] | r_dcache_pte_update.read();
3740                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_SC_WAIT;
3741                }
3742            }
3743        }
3744        break;
3745    }
3746    ///////////////////////
3747    case DCACHE_TLB2_SC_WAIT:
3748    {
3749        if ( dreq.valid ) m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3750        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;           
3751        // external cache invalidate request
3752        if ( r_tgt_dcache_req )   
3753        {
3754            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3755            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3756            break;
3757        }
3758
3759        if ( !r_dcache_tlb_sc_acc_req )
3760        {
3761            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3762            {
3763                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3764                {
3765                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
3766                }
3767                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3768                {
3769                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
3770                }
3771                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3772                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3773
3774                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3775                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;     
3776            }
3777            else
3778            {
3779                // Using tlb entry is invalidated
3780                if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3781                {
3782                    r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3783                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3784                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3785                }
3786                else if ( r_dcache_inval_rsp )
3787                {
3788                    r_dcache_inval_rsp = false;
3789                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3790                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3791                }
3792                else if ( r_dcache_tlb_sc_fail )
3793                {
3794                    r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3795                    r_dcache_tlb_sc_fail = false;
3796                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_LL_WAIT;
3797                    m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3798                }
3799                else
3800                {
3801                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_UPDT;
3802                }
3803            }
3804        }
3805        break;
3806    }
3807    /////////////////////
3808    case DCACHE_TLB2_READ:
3809    {
3810        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3811
3812        // external cache invalidate request
3813        if ( r_tgt_dcache_req )   
3814        {
3815            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3816            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3817            break;
3818        }       
3819
3820        if ( !r_dcache_tlb_read_req )
3821        {
3822            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
3823            {
3824                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3825                {
3826                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
3827                }
3828                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3829                {
3830                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_ILLEGAL_ACCESS;
3831                }
3832                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
3833                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
3834
3835                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3836                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
3837                break;
3838            }   
3839
3840            if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )  // TLB miss response and invalidation
3841            {
3842                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3843                r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3844                break;
3845            } 
3846
3847            if ( r_dcache_inval_rsp ) // TLB miss response and cache invalidation
3848            {
3849                if ( r_dcache_cleanup_req ) break;
3850                r_dcache_cleanup_req = true;
3851                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
3852                m_cpt_cc_cleanup_data++;
3853                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3854                r_dcache_inval_rsp = false;
3855                break;
3856            }
3857
3858            // TLB miss response and no invalidation
3859            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_READ_UPDT;
3860        }       
3861        break;
3862    }
3863    //////////////////////////
3864    case DCACHE_TLB2_READ_UPDT:
3865    {
3866        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
3867
3868        // external cache invalidate request
3869        if ( r_tgt_dcache_req )   
3870        {
3871            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
3872            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3873            break;
3874        }       
3875
3876        // Using tlb entry is invalidated
3877        if ( r_dcache_inval_tlb_rsp )
3878        {
3879            r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
3880            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3881            break;
3882        }
3883
3884        if ( !r_dcache_cleanup_req )
3885        {
3886            // update cache
3887            data_t rsp_dtlb_miss;
3888            data_t tlb_data_ppn;
3889            bool write_hit = false;
3890            paddr_t  victim_index = 0;
3891            size_t way = 0;
3892            size_t set = 0;
3893
3894            // Using tlb entry is in the invalidated cache line 
3895            if ( r_dcache_inval_rsp )
3896            {
3897                r_dcache_cleanup_req = true;
3898                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
3899                m_cpt_cc_cleanup_data++;
3900                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
3901                r_dcache_inval_rsp = false;
3902                break;
3903            }
3904
3905            bool cleanup_req = r_dcache.find(r_dcache_tlb_paddr, r_dcache_in_itlb, r_dcache_in_dtlb, &way, &set, &victim_index);
3906
3907            if ( cleanup_req )
3908            {       
3909                // ins tlb invalidate verification   
3910                r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set];
3911                r_dcache_itlb_inval_line = victim_index;
3912                r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
3913
3914                // data tlb invalidate verification
3915                r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set];
3916                r_dcache_dtlb_inval_line = victim_index;
3917                r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
3918
3919                r_dcache_cleanup_req = true;
3920                r_dcache_cleanup_line = victim_index;
3921                m_cpt_cc_cleanup_data++;
3922                r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
3923                r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
3924                break;
3925            }
3926
3927            r_dcache.update(r_dcache_tlb_paddr, way, set, r_dcache_miss_buf);
3928            r_dcache.read(r_dcache_tlb_paddr, &rsp_dtlb_miss);
3929            m_cpt_data_tlb_occup_cache++;
3930
3931            bool tlb_hit_ppn = r_dcache.read(r_dcache_tlb_paddr.read()+4, &tlb_data_ppn);
3932            assert(tlb_hit_ppn && "Address of pte[64-32] and pte[31-0] should be successive");
3933
3934            if ( !(rsp_dtlb_miss >> PTE_V_SHIFT) )      // unmapped
3935            {
3936                if ((r_dcache_type_save == iss_t::DATA_READ)||(r_dcache_type_save == iss_t::DATA_LL))
3937                {
3938                    r_dcache_error_type = MMU_READ_PT2_UNMAPPED;
3939                }
3940                else /*if ((dreq.type == iss_t::DATA_WRITE)||(dreq.type == iss_t::DATA_SC))*/
3941                {
3942                    r_dcache_error_type = MMU_WRITE_PT2_UNMAPPED;
3943                } 
3944                r_dcache_bad_vaddr  = dreq.addr;
3945                r_dcache_fsm        = DCACHE_ERROR;
3946            }
3947            else if ( (rsp_dtlb_miss & PTE_T_MASK) >> PTE_T_SHIFT ) // PTD
3948            {
3949                r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss;
3950                r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3951                r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_UPDT;
3952            }
3953            else
3954            {
3955                if ( (m_srcid_rw >> 4) == ((r_dcache_tlb_paddr.read() & ((1<<(m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS))-1)) >> (m_paddr_nbits - PAGE_M_NBITS -10)) ) // local
3956                {
3957                    if ( (rsp_dtlb_miss & PTE_L_MASK ) >> PTE_L_SHIFT ) // L bit is set
3958                    {
3959                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss;
3960                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3961                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB2_UPDT;
3962                    }
3963                    else
3964                    {
3965                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss | PTE_L_MASK;
3966                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3967                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3968                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_LL_WAIT;
3969                        m_cpt_dcache_data_write++;
3970                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3971                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3972                    }
3973                }
3974                else // remotely
3975                {
3976                    if ( (rsp_dtlb_miss & PTE_R_MASK ) >> PTE_R_SHIFT ) // R bit is set
3977                    {
3978                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss;
3979                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3980                        r_dcache_fsm        = DCACHE_TLB2_UPDT;
3981                    }
3982                    else
3983                    {
3984                        r_dcache_pte_update = rsp_dtlb_miss | PTE_R_MASK;
3985                        r_dcache_ppn_update = tlb_data_ppn;
3986                        r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
3987                        r_dcache_fsm = DCACHE_TLB2_LL_WAIT;
3988                        m_cpt_dcache_data_write++;
3989                        m_cpt_data_tlb_update_acc++;
3990                        m_cost_data_tlb_update_acc_frz++;
3991                    }
3992                }
3993            }
3994        }
3995        break;
3996    }
3997    //////////////////////
3998    case DCACHE_TLB2_UPDT: 
3999    {
4000        m_cost_data_tlb_miss_frz++;
4001
4002        // external cache invalidate request
4003        if ( r_tgt_dcache_req )   
4004        {
4005            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4006            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4007            break;
4008        }       
4009
4010        if ( !r_dcache_inval_tlb_rsp && !r_dcache_inval_rsp )
4011        {
4012            paddr_t victim_index = 0;
4013            if (dcache_tlb.update(r_dcache_pte_update,r_dcache_ppn_update,dreq.addr,(r_dcache_tlb_paddr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2)),&victim_index))
4014            {
4015                r_dcache.setinbit((paddr_t)victim_index*m_dcache_words*2, r_dcache_in_dtlb, false);
4016            }
4017            r_dcache.setinbit(r_dcache_tlb_paddr, r_dcache_in_dtlb, true);
4018            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4019        }
4020        else 
4021        {
4022            if ( r_dcache_inval_tlb_rsp ) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
4023            if ( r_dcache_inval_rsp ) r_dcache_inval_rsp = false;
4024            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4025        }
4026        break;
4027    }
4028    ///////////////////////
4029    case DCACHE_CTXT_SWITCH:
4030    {
4031        // TLB flush leads to cleanup corresponding data cache line
4032        paddr_t victim_index = 0;
4033        size_t way = 0;
4034        size_t set = 0;
4035
4036        if ( r_dcache_itlb_cleanup_req )
4037        {   
4038            r_dcache.setinbit(((paddr_t)r_dcache_itlb_cleanup_line.read()*m_dcache_words*2), r_dcache_in_itlb, false);
4039            r_dcache_itlb_cleanup_req = false;
4040        }
4041
4042        for ( way = 0; way < m_dtlb_ways; way++)
4043        {
4044            for ( set = 0; set < m_dtlb_sets; set++)
4045            {
4046                if(dcache_tlb.checkcleanup(way, set, &victim_index))
4047                {
4048                    r_dcache.setinbit((paddr_t)(victim_index << (m_dcache_words+2)), r_dcache_in_dtlb, false);
4049                }
4050            }
4051        }
4052
4053        if ( !r_dcache_xtn_req )
4054        {
4055            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4056            r_dtlb_translation_valid = false;
4057            r_dcache_ptba_ok = false;
4058            drsp.valid = true;
4059        }
4060        break;
4061    }
4062    ////////////////////////
4063    case DCACHE_ICACHE_FLUSH:
4064    case DCACHE_ICACHE_INVAL:
4065    case DCACHE_ICACHE_INVAL_PA:
4066    case DCACHE_ITLB_INVAL:
4067    {
4068        // external cache invalidate request
4069        if ( r_tgt_dcache_req )   
4070        {
4071            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4072            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4073            break;
4074        } 
4075        if ( !r_dcache_xtn_req )
4076        {
4077            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4078            drsp.valid = true;
4079        }
4080        break;
4081    }
4082    ////////////////////////
4083    case DCACHE_DCACHE_FLUSH:
4084    {
4085        // external cache invalidate request
4086        if ( r_tgt_dcache_req )   
4087        {
4088            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4089            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4090            break;
4091        } 
4092        size_t way = r_dcache_way;
4093        size_t set = r_dcache_set;
4094        bool clean = false;
4095       
4096        // cache flush and send cleanup to external
4097        if ( !r_dcache_cleanup_req )
4098        {
4099            paddr_t victim_index = 0;
4100            for ( ; way < m_dcache_ways; way++ )
4101            {   
4102                for ( ; set < m_dcache_sets; set++ )
4103                { 
4104                    if ( r_dcache.flush(way, set, &victim_index) )
4105                    {
4106                        clean = true;
4107                        r_dcache_cleanup_req = true;
4108                        r_dcache_cleanup_line = victim_index;
4109                        m_cpt_cc_cleanup_data++;
4110                        r_dcache_way = way + ((set+1)/m_dcache_sets);
4111                        r_dcache_set = (set+1) % m_dcache_sets;
4112                        break;
4113                    }
4114                }
4115                if (clean) break;
4116            }
4117
4118            if ((way == m_dcache_ways) && !r_dcache_xtn_req )
4119            {
4120                // data TLB flush
4121                dcache_tlb.flush(true);      // global entries are not invalidated
4122                r_dtlb_translation_valid = false;
4123                r_dcache_ptba_ok = false;
4124
4125                for (size_t line = 0; line < m_dcache_ways*m_dcache_sets; line++)
4126                {
4127                    r_dcache_in_itlb[line] = false;
4128                    r_dcache_in_dtlb[line] = false;
4129                }
4130
4131                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4132                drsp.valid = true;
4133                break;
4134            }
4135        }
4136        break;
4137    }
4138    //////////////////////
4139    case DCACHE_DTLB_INVAL:
4140    {
4141        paddr_t victim_index = 0;
4142        // clean indicate data tlb bit
4143        if ( dcache_tlb.inval(r_dcache_wdata_save, &victim_index) )
4144        { 
4145            r_dcache.setinbit((paddr_t)(victim_index << (m_dcache_words+2)), r_dcache_in_dtlb, false);
4146        }
4147        r_dtlb_translation_valid = false;
4148        r_dcache_ptba_ok = false;
4149        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4150        drsp.valid = true;
4151        break;
4152    }
4153    ////////////////////////
4154    case DCACHE_DCACHE_INVAL:
4155    {
4156        // external cache invalidate request
4157        if ( r_tgt_dcache_req )   
4158        {
4159            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4160            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4161            break;
4162        } 
4163
4164        m_cpt_dcache_dir_read += m_dcache_ways;
4165        vaddr_t invadr = dreq.wdata;
4166        paddr_t dpaddr = 0;
4167        bool dcache_hit_t = false;
4168        size_t way = 0;
4169        size_t set = 0;
4170
4171        if ( !r_dcache_cleanup_req )
4172        {
4173            if ( r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK )
4174            {
4175                dcache_hit_t = dcache_tlb.translate(invadr, &dpaddr);
4176            }
4177            else
4178            {
4179                dpaddr = invadr; 
4180                dcache_hit_t = true;
4181            }
4182
4183            if ( dcache_hit_t )
4184            {
4185                r_dcache_cleanup_req = r_dcache.inval(dpaddr, &way, &set);
4186                r_dcache_cleanup_line = dpaddr >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4187                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4188               
4189                if ( r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] || r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] )
4190                {       
4191                    // ins tlb invalidate verification
4192                    r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set];
4193                    r_dcache_itlb_inval_line = dpaddr >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4194                    r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4195               
4196                    // data tlb invalidate verification
4197                    r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set];
4198                    r_dcache_dtlb_inval_line = dpaddr >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4199                    r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4200                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
4201                    r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4202                    break;
4203                }
4204            }
4205            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4206            drsp.valid = true;
4207        }
4208        break;
4209    }
4210    ////////////////////////
4211    case DCACHE_DCACHE_INVAL_PA:
4212    {
4213        // external cache invalidate request
4214        if ( r_tgt_dcache_req )   
4215        {
4216            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4217            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4218            break;
4219        } 
4220        m_cpt_dcache_dir_read += m_dcache_ways;
4221        paddr_t dpaddr = (paddr_t)r_mmu_word_hi.read() << 32 | r_mmu_word_lo.read();
4222        size_t way = 0;
4223        size_t set = 0;
4224
4225        if ( !r_dcache_cleanup_req )
4226        {
4227            r_dcache_cleanup_req = r_dcache.inval(dpaddr, &way, &set);
4228            r_dcache_cleanup_line = dpaddr >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4229            m_cpt_cc_cleanup_data++;
4230           
4231            if ( r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] || r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] )
4232            {   
4233                // ins tlb invalidate verification
4234                r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set];
4235                r_dcache_itlb_inval_line = dpaddr >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4236                r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4237           
4238                // data tlb invalidate verification
4239                r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set];
4240                r_dcache_dtlb_inval_line = dpaddr >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4241                r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4242                r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
4243                r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4244                break;
4245            }
4246            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4247            drsp.valid = true;
4248        }
4249        break;
4250    }
4251    /////////////////////////
4252    case DCACHE_DCACHE_SYNC:
4253    {
4254        // external cache invalidate request
4255        if ( r_tgt_dcache_req )   
4256        {
4257            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4258            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4259            break;
4260        } 
4261        if ( !r_dcache_write_req )
4262        {
4263            r_dcache_write_req = r_wbuf.rok();
4264            drsp.valid = true;
4265            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4266        }   
4267        break;
4268    }
4269    /////////////////////
4270    case DCACHE_MISS_WAIT:
4271    {
4272        m_cost_data_miss_frz++;
4273
4274        // external cache invalidate request
4275        if ( r_tgt_dcache_req )
4276        {
4277            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4278            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4279            break;
4280        }
4281
4282        if ( !r_dcache_miss_req )
4283        {
4284            if ( r_vci_rsp_data_error )
4285            {
4286                r_dcache_error_type = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS;
4287                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
4288                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
4289
4290                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
4291                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
4292                break;
4293            }
4294
4295            if ( r_dcache_inval_tlb_rsp ) // Miss read response and tlb invalidation
4296            {
4297                if ( r_dcache_cleanup_req ) break;
4298                r_dcache_cleanup_req = true;
4299                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
4300                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4301                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4302                r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
4303                if ( r_dcache_inval_rsp ) r_dcache_inval_rsp = false;
4304                break;
4305            }   
4306
4307            if ( r_dcache_inval_rsp ) // TLB miss response and cache invalidation
4308            {
4309                if ( r_dcache_cleanup_req ) break;
4310                r_dcache_cleanup_req = true;
4311                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
4312                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4313                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4314                r_dcache_inval_rsp = false;
4315                break;
4316            }
4317            // Miss read response and no tlb invalidation
4318            r_dcache_fsm = DCACHE_MISS_UPDT;
4319        }       
4320        break;
4321    }
4322    /////////////////////
4323    case DCACHE_MISS_UPDT:
4324    {
4325        m_cost_data_miss_frz++;
4326
4327        // external cache invalidate request
4328        if ( r_tgt_dcache_req )
4329        {
4330            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4331            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4332            break;
4333        }
4334
4335        if ( r_dcache_inval_tlb_rsp ) // tlb invalidation
4336        {
4337            if ( r_dcache_cleanup_req ) break;
4338            r_dcache_cleanup_req = true;
4339            r_dcache_cleanup_line = r_dcache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
4340            m_cpt_cc_cleanup_data++;
4341            r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
4342            r_dcache_inval_rsp = false;
4343            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4344            break;
4345        }
4346
4347        if (!r_dcache_cleanup_req ) // Miss update and no invalidation
4348        {
4349            paddr_t  victim_index = 0;
4350            size_t way = 0;
4351            size_t set = 0;
4352
4353            // Using tlb entry is in the invalidated cache line 
4354            if ( r_dcache_inval_rsp )
4355            {
4356                r_dcache_cleanup_req = true;
4357                r_dcache_cleanup_line = r_dcache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
4358                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4359                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4360                r_dcache_inval_rsp = false;
4361                break;
4362            }
4363
4364            bool cleanup_req = r_dcache.find(r_dcache_paddr_save.read(), r_dcache_in_itlb, r_dcache_in_dtlb, &way, &set, &victim_index);
4365
4366            if ( cleanup_req )
4367            {       
4368                // ins tlb invalidate verification   
4369                r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set];
4370                r_dcache_itlb_inval_line = victim_index;
4371                r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4372
4373                // data tlb invalidate verification
4374                r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set];
4375                r_dcache_dtlb_inval_line = victim_index;
4376                r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4377
4378                r_dcache_cleanup_req = true;
4379                r_dcache_cleanup_line = victim_index;
4380                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4381                if ( r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set] || r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set] )
4382                {
4383                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
4384                    r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4385                    break;
4386                }
4387            }
4388            m_cpt_dcache_dir_write++;
4389            m_cpt_dcache_data_write++;
4390            r_dcache.update(r_dcache_paddr_save.read(), way, set, r_dcache_miss_buf);
4391            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4392        }
4393        break;
4394    }
4395    //////////////////////
4396    case DCACHE_UNC_WAIT:
4397    {
4398        m_cost_unc_read_frz++;
4399
4400        // external cache invalidate request
4401        if ( r_tgt_dcache_req )
4402        {
4403            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4404            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4405            break;
4406        }
4407
4408        if ( !r_dcache_unc_req )
4409        {
4410            if ( r_vci_rsp_data_error )
4411            {
4412                r_dcache_error_type = MMU_READ_DATA_ILLEGAL_ACCESS;
4413                r_dcache_bad_vaddr = dreq.addr;
4414                r_dcache_fsm = DCACHE_ERROR;
4415
4416                if (r_dcache_inval_tlb_rsp) r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
4417                break;
4418            }
4419
4420            if ( r_dcache_inval_tlb_rsp ) // Miss read response and tlb invalidation
4421            {
4422                r_dcache_inval_tlb_rsp = false;
4423            }
4424
4425            drsp.valid = true;
4426            drsp.rdata = r_dcache_miss_buf[0];
4427            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4428        }       
4429        break;
4430    }
4431    ///////////////////////
4432    case DCACHE_WRITE_UPDT:
4433    {
4434        m_cost_write_frz++;
4435        m_cpt_dcache_data_write++;
4436        size_t way = 0;
4437        size_t set = 0;
4438        bool write_hit = false;
4439        data_t mask = vci_param::be2mask(r_dcache_be_save.read());
4440        data_t wdata = (mask & r_dcache_wdata_save) | (~mask & r_dcache_rdata_save);
4441        write_hit = r_dcache.write(r_dcache_paddr_save, wdata, &way, &set);
4442        assert(write_hit && "Write on miss ignores data");
4443       
4444        if (r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] || r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set])
4445        {
4446            // ins tlb invalidate verification   
4447            r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set];
4448            r_dcache_itlb_inval_line = (r_dcache.get_tag(way, set) * m_dcache_sets) + set;
4449            r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4450
4451            // data tlb invalidate verification
4452            r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set];
4453            r_dcache_dtlb_inval_line = (r_dcache.get_tag(way, set) * m_dcache_sets) + set;
4454            r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4455
4456            r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
4457            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4458            break;
4459        }
4460
4461        if ( !r_dcache_dirty_save && (r_mmu_mode.read() & DATA_TLB_MASK) )   
4462        {
4463            m_cpt_data_tlb_update_dirty++;
4464            m_cost_data_tlb_update_dirty_frz++;
4465            if ( dcache_tlb.getpagesize(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) ) // 2M page size, one level page table
4466            {               
4467                r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) | PTE_D_MASK;
4468                r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
4469                r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
4470                r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;         
4471            }
4472            else
4473            {   
4474                if (r_dcache_hit_p_save)
4475                {
4476                    r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) | PTE_D_MASK;
4477                    r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_dcache_ptba_save|(paddr_t)(((dreq.addr&PTD_ID2_MASK)>>PAGE_K_NBITS) << 3);
4478                    r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
4479                    r_dcache_fsm = DCACHE_LL_DIRTY_WAIT;
4480                }
4481                else
4482                {
4483                    r_dcache_pte_update = dcache_tlb.getpte(r_dcache_tlb_way_save, r_dcache_tlb_set_save) | PTE_D_MASK;
4484                    r_dcache_tlb_paddr = (paddr_t)r_mmu_ptpr << (INDEX1_NBITS+2) | (paddr_t)((dreq.addr>>PAGE_M_NBITS)<<2);
4485                    r_dcache_tlb_ptba_read = true;
4486                    r_dcache_fsm = DCACHE_DTLB1_READ_CACHE;
4487                }
4488            }
4489        }
4490        else
4491        {
4492            r_dcache_fsm = DCACHE_WRITE_REQ;
4493            drsp.valid = true;
4494            drsp.rdata = 0;
4495        }
4496        break;
4497    }
4498    /////////////////
4499    case DCACHE_ERROR:
4500    {
4501        r_vci_rsp_data_error = false;
4502        drsp.valid = true;
4503        drsp.error = true;
4504        drsp.rdata = 0;
4505        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4506        break;
4507    }   
4508    //////////////////////
4509    case DCACHE_ITLB_READ:
4510    {
4511       if ( dreq.valid ) m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz++;
4512
4513        // external cache invalidate request
4514        if ( r_tgt_dcache_req )
4515        {
4516            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4517            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4518            break;
4519        }
4520
4521        if ( !r_dcache_itlb_read_req ) // vci response ok
4522        { 
4523            if ( r_vci_rsp_data_error )
4524            {
4525                r_dcache_rsp_itlb_error = true;
4526                r_itlb_read_dcache_req = false;
4527                r_vci_rsp_data_error = false;
4528                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4529
4530                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
4531                break;
4532            }
4533
4534            if ( r_dcache_inval_rsp ) // TLB miss response and cache invalidation
4535            {
4536                if ( r_dcache_cleanup_req ) break;
4537                r_dcache_cleanup_req = true;
4538                r_dcache_cleanup_line = r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
4539                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4540                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4541                r_dcache_inval_rsp = false;
4542                break;
4543            }
4544
4545            r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_UPDT;
4546        }
4547        break;         
4548    }
4549    //////////////////////
4550    case DCACHE_ITLB_UPDT:
4551    {
4552        if ( dreq.valid ) m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz++; 
4553
4554        // external cache invalidate request
4555        if ( r_tgt_dcache_req )
4556        {
4557            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4558            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4559            break;
4560        }
4561
4562        if ( !r_dcache_cleanup_req )
4563        {
4564            data_t rsp_itlb_miss = 0;
4565            data_t rsp_itlb_ppn = 0;
4566
4567            paddr_t  victim_index = 0;
4568            size_t way = 0;
4569            size_t set = 0;
4570
4571            if ( r_dcache_inval_rsp ) // TLB miss response and cache invalidation
4572            {
4573                r_dcache_cleanup_req = true;
4574                r_dcache_cleanup_line = r_icache_paddr_save.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2); 
4575                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4576                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4577                r_dcache_inval_rsp = false;
4578                break;
4579            }           
4580 
4581            bool cleanup = r_dcache.find(r_icache_paddr_save, r_dcache_in_itlb, r_dcache_in_dtlb, &way, &set, &victim_index);
4582
4583            if ( cleanup )
4584            {       
4585                // ins tlb invalidate verification   
4586                r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set];
4587                r_dcache_itlb_inval_line = victim_index;
4588                r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4589
4590                // data tlb invalidate verification
4591                r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set];
4592                r_dcache_dtlb_inval_line = victim_index;
4593                r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4594
4595                r_dcache_cleanup_req = true;
4596                r_dcache_cleanup_line = victim_index;
4597                m_cpt_cc_cleanup_data++;
4598                if ( r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set] || r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set] )
4599                {
4600                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
4601                    r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4602                    break;
4603                }
4604            }
4605
4606            r_dcache.update(r_icache_paddr_save, way, set, r_dcache_miss_buf);
4607
4608            r_dcache.setinbit(r_icache_paddr_save, r_dcache_in_itlb, true);
4609            bool itlb_hit_dcache = r_dcache.read(r_icache_paddr_save, &rsp_itlb_miss); 
4610            m_cpt_ins_tlb_occup_cache++;
4611
4612            if ( r_itlb_k_read_dcache && itlb_hit_dcache )
4613            {   
4614                r_itlb_k_read_dcache = false;
4615                bool itlb_hit_ppn = r_dcache.read(r_icache_paddr_save.read()+4, &rsp_itlb_ppn);
4616                assert(itlb_hit_ppn && "Address of pte[64-32] and pte[31-0] should be successive");
4617            }
4618
4619            r_dcache_rsp_itlb_miss = rsp_itlb_miss;
4620            r_dcache_rsp_itlb_ppn = rsp_itlb_ppn;
4621            r_dcache_rsp_itlb_error = false;   
4622            r_itlb_read_dcache_req = false;
4623            r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4624        }
4625        break;
4626    }
4627    //////////////////////////
4628    case DCACHE_ITLB_LL_WAIT:
4629    {
4630        if ( dreq.valid ) m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz++;         
4631        // external cache invalidate request
4632        if ( r_tgt_dcache_req )   
4633        {
4634            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4635            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4636            break;
4637        }
4638
4639        if (!r_dcache_itlb_ll_acc_req)
4640        {
4641            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
4642            {
4643                r_dcache_rsp_itlb_error = true; 
4644                r_vci_rsp_data_error = false;
4645                r_itlb_acc_dcache_req = false;
4646                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4647                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;     
4648            }
4649            else
4650            {
4651                if ( !(r_dcache_miss_buf[0] >> PTE_V_SHIFT) )   // unmapped
4652                {
4653                    r_dcache_rsp_itlb_error = true; 
4654                    r_itlb_acc_dcache_req = false;
4655                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4656                    if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;
4657                }
4658                else if ( r_dcache_inval_rsp )
4659                {
4660                    r_dcache_inval_rsp = false;
4661                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4662                }
4663                else
4664                {
4665                    r_dcache_itlb_sc_acc_req = true;
4666                    r_icache_pte_update = r_dcache_miss_buf[0] | r_icache_pte_update.read();   
4667                    r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_SC_WAIT;
4668                }
4669            }
4670        }
4671        break;
4672    }
4673    //////////////////////////
4674    case DCACHE_ITLB_SC_WAIT:
4675    {
4676        if ( dreq.valid ) m_cost_ins_tlb_occup_cache_frz++;         
4677        // external cache invalidate request
4678        if ( r_tgt_dcache_req )   
4679        {
4680            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4681            r_dcache_fsm_save = r_dcache_fsm;
4682            break;
4683        }
4684       
4685        if ( !r_dcache_itlb_sc_acc_req )
4686        {
4687            if ( r_vci_rsp_data_error ) // VCI response ko
4688            {
4689                r_dcache_rsp_itlb_error = true; 
4690                r_vci_rsp_data_error = false;
4691                r_itlb_acc_dcache_req = false;
4692                r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4693                if (r_dcache_inval_rsp) r_dcache_inval_rsp = false;             
4694            }
4695            else
4696            {
4697                if ( r_dcache_inval_rsp )
4698                {
4699                    r_dcache_inval_rsp = false;
4700                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4701                    if (r_dcache_tlb_sc_fail) r_dcache_tlb_sc_fail = false;
4702                }
4703                else if ( r_dcache_tlb_sc_fail )
4704                {
4705                    r_dcache_tlb_sc_fail = false;
4706                    r_dcache_itlb_ll_acc_req = true;
4707                    r_dcache_fsm = DCACHE_ITLB_LL_WAIT;
4708                }
4709                else
4710                {
4711                    r_itlb_acc_dcache_req = false;
4712                    r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4713                }
4714            }
4715        }
4716        break;
4717    }
4718    /////////////////////
4719    case DCACHE_CC_CHECK:   // read directory in case of invalidate or update request
4720    {
4721        m_cpt_dcache_dir_read += m_dcache_ways;
4722        m_cpt_dcache_data_read += m_dcache_ways;
4723
4724        /* activity counter */
4725        if ( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_BIS ) ||( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT ) ) && ( dreq.valid ) )       
4726        {
4727            m_cost_data_miss_frz++;
4728        }
4729        if( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB1_READ_CACHE ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB2_READ_CACHE ) ||
4730             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )        ||
4731             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )     ||
4732             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )     ||
4733             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT )   ||
4734             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )) && (dreq.valid) )
4735        {
4736            m_cost_data_tlb_miss_frz++;
4737        }
4738
4739        // DCACHE_TLB1_LL_WAIT  DCACHE_TLB1_SC_WAIT  DCACHE_LL_DIRTY_WAIT  DCACHE_ITLB_LL_WAIT  DCACHE_ITLB_SC_WAIT
4740        // DCACHE_TLB2_LL_WAIT  DCACHE_TLB2_SC_WAIT  DCACHE_SC_DIRTY_WAIT
4741        if((( /*( r_dcache_fsm_save == DCACHE_UNC_WAIT ) ||*/
4742             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT ) ) &&
4743           ( (r_dcache_paddr_save.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1)) == (r_tgt_addr.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1))))
4744        || (( ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )      || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )      ||
4745             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT ) ||
4746             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )      || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )         /* ||
4747             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )   ||
4748             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )   ||
4749             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_LL_DIRTY_WAIT )  || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_SC_DIRTY_WAIT )  */ ) &&
4750           ( (r_dcache_tlb_paddr.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1)) == (r_tgt_addr.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1))) )
4751        || (( ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_ITLB_READ ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_ITLB_UPDT ) /*||
4752             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_ITLB_LL_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_ITLB_SC_WAIT )*/ ) &&
4753           ( (r_icache_paddr_save.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1)) == (r_tgt_addr.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1))) ) )
4754        {
4755            data_t dcache_rdata = 0;
4756            size_t way = 0;
4757            size_t set = 0;
4758            bool dcache_hit = r_dcache.read(r_tgt_addr.read(), &dcache_rdata, &way, &set);
4759            assert(!dcache_hit && "ignored update req should not be in dcache");
4760
4761            r_dcache_inval_rsp = true;
4762            r_tgt_dcache_req = false;
4763            if ( r_tgt_update )
4764            {    // Also send a cleanup and answer
4765                r_tgt_dcache_rsp = true;
4766            }
4767            else
4768            {            // Also send a cleanup but don't answer
4769                r_tgt_dcache_rsp = false;
4770            }
4771            r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_save;
4772        }
4773        else
4774        {
4775            data_t dcache_rdata = 0;
4776            size_t way = 0;
4777            size_t set = 0;
4778
4779            bool dcache_hit = r_dcache.read(r_tgt_addr.read(), &dcache_rdata, &way, &set);
4780
4781            if ( dcache_hit )
4782            {
4783                if ( r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set] || r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set] )
4784                {
4785                    // ins tlb invalidate verification   
4786                    r_dcache_itlb_inval_req = r_dcache_in_itlb[m_dcache_sets*way+set];
4787                    r_dcache_itlb_inval_line = r_tgt_addr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4788                    r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4789
4790                    // data tlb invalidate verification
4791                    r_dcache_dtlb_inval_req = r_dcache_in_dtlb[m_dcache_sets*way+set];
4792                    r_dcache_dtlb_inval_line = r_tgt_addr.read() >> (uint32_log2(m_dcache_words)+2);
4793                    r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set] = false;
4794               
4795                    r_dcache_cc_check = true;
4796                    r_dcache_fsm = DCACHE_TLB_CC_INVAL;
4797                    break;
4798                }
4799
4800                if ( r_tgt_update ) // update
4801                {
4802                    r_dcache_fsm = DCACHE_CC_UPDT;
4803                }
4804                else                // invalidate
4805                {
4806                    r_dcache_fsm = DCACHE_CC_INVAL;
4807                }
4808            }
4809            else                    // nothing
4810            {
4811                r_dcache_fsm = DCACHE_CC_NOP;
4812            }
4813        }
4814        break;
4815    }
4816    ///////////////////
4817    case DCACHE_CC_UPDT:    // update directory and data cache       
4818    {
4819        /* activity counter */
4820        if ( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_BIS ) ||( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT ) ) && ( dreq.valid ) )       
4821        {
4822            m_cost_data_miss_frz++;
4823        }
4824        if( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB1_READ_CACHE ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB2_READ_CACHE ) ||
4825             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )        ||
4826             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )     ||
4827             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )     ||
4828             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT )   ||
4829             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )) && (dreq.valid) )
4830        {
4831            m_cost_data_tlb_miss_frz++;
4832        }
4833
4834        m_cpt_dcache_dir_write++;
4835        m_cpt_dcache_data_write++;
4836        data_t* buf = r_tgt_buf;
4837        for( size_t i = 0; i < m_dcache_words; i++ )
4838        {
4839            if( r_tgt_val[i] ) r_dcache.write( r_tgt_addr.read() + i*4, buf[i] );
4840        }
4841           
4842        r_tgt_dcache_req = false;
4843        r_tgt_dcache_rsp = true;
4844        r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_save;
4845        break;
4846    }
4847    /////////////////////
4848    case DCACHE_CC_INVAL:   // invalidate a cache line
4849    {
4850        /* activity counter */
4851        if ( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_BIS ) ||( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT ) ) && ( dreq.valid ) )       
4852        {
4853            m_cost_data_miss_frz++;
4854        }
4855        if( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB1_READ_CACHE ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB2_READ_CACHE ) ||
4856             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )        ||
4857             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )     ||
4858             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )     ||
4859             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT )   ||
4860             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )) && (dreq.valid) )
4861        {
4862            m_cost_data_tlb_miss_frz++;
4863        }
4864
4865        r_tgt_dcache_rsp = r_dcache.inval(r_tgt_addr.read());
4866        r_tgt_dcache_req = false;
4867        r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_save;
4868        break;
4869    }
4870    ///////////////////
4871    case DCACHE_CC_NOP:     // no external hit
4872    {
4873        /* activity counter */
4874        if ( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_BIS ) ||( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT ) ) && ( dreq.valid ) )       
4875        {
4876            m_cost_data_miss_frz++;
4877        }
4878        if( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB1_READ_CACHE ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB2_READ_CACHE ) ||
4879             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )        ||
4880             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )     ||
4881             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )     ||
4882             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT )   ||
4883             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )) && (dreq.valid) )
4884        {
4885            m_cost_data_tlb_miss_frz++;
4886        }
4887
4888        r_tgt_dcache_req = false;
4889        if ( r_tgt_update )
4890        {
4891            r_tgt_dcache_rsp = true;
4892        }
4893        else
4894        {
4895            r_tgt_dcache_rsp = false;
4896        }
4897
4898        r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_save;
4899        break;
4900    }   
4901    /////////////////////////
4902    case DCACHE_TLB_CC_INVAL:
4903    {
4904        /* activity counter */
4905        if ( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_BIS ) ||( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT ) ) && ( dreq.valid ) )       
4906        {
4907            m_cost_data_miss_frz++;
4908        }
4909        if( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB1_READ_CACHE ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB2_READ_CACHE ) ||
4910             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )        ||
4911             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )     ||
4912             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )     ||
4913             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT )   ||
4914             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )) && (dreq.valid) )
4915        {
4916            m_cost_data_tlb_miss_frz++;
4917        }
4918
4919        if ( r_dcache_itlb_inval_req || r_dcache_dtlb_inval_req ) break;
4920
4921        if( (( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ )        ||
4922             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_READ_UPDT )   || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_READ_UPDT )   ||
4923             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_LL_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_LL_WAIT )     ||
4924             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_SC_WAIT )     || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_SC_WAIT )     ||
4925             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB1_UPDT )        || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_TLB2_UPDT )        ||
4926             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB1_READ_CACHE ) || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_DTLB2_READ_CACHE ) ||
4927             ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_LL_DIRTY_WAIT )    || ( r_dcache_fsm_save == DCACHE_SC_DIRTY_WAIT ) ) &&
4928            (((r_dcache_tlb_paddr.read() & ~((m_dcache_words<<2)-1)) >> (uint32_log2(m_dcache_words) + 2)) == r_dcache_dtlb_inval_line.read()) )
4929        {
4930            r_dcache_inval_tlb_rsp = true;
4931        }
4932
4933        if (((r_dcache_fsm_save == DCACHE_BIS)||(r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_WAIT) ||
4934             (r_dcache_fsm_save == DCACHE_MISS_UPDT)) &&
4935             (r_dcache_tlb_nline.read() == r_dcache_dtlb_inval_line.read()))
4936        {
4937            r_dcache_inval_tlb_rsp = true;
4938        }
4939
4940        if ( !r_dcache_cc_check )
4941        {
4942            r_dcache_fsm = r_dcache_fsm_save;
4943        }
4944        else
4945        {
4946            r_dcache_fsm = DCACHE_CC_CHECK;
4947            r_dcache_cc_check = false;
4948        }
4949        r_dtlb_translation_valid = false;
4950        r_dcache_ptba_ok = false;
4951        break;
4952    }
4953    /////////////////////////
4954    case DCACHE_ITLB_CLEANUP:
4955    {
4956        if ( dreq.valid ) m_cost_data_miss_frz++;
4957
4958        r_dcache.setinbit(((paddr_t)r_dcache_itlb_cleanup_line.read()*m_dcache_words*2), r_dcache_in_itlb, false);
4959        r_dcache_itlb_cleanup_req = false;
4960        r_dcache_fsm = DCACHE_IDLE;
4961        break;
4962    }
4963    } // end switch r_dcache_fsm
4964
4965#ifdef SOCLIB_MODULE_DEBUG
4966    std::cout << name() << " Data Response: " << drsp << std::endl;
4967#endif
4968
4969    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
4970    //      INVAL DTLB CHECK FSM
4971    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
4972    switch(r_inval_dtlb_fsm) {
4973    /////////////////////
4974    case INVAL_DTLB_IDLE:
4975    {
4976        if ( r_dcache_dtlb_inval_req )
4977        {
4978            r_ccinval_dtlb_way = 0;
4979            r_ccinval_dtlb_set = 0;
4980            r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_CHECK;   
4981            m_cost_data_tlb_inval_frz++;
4982        }   
4983        break;
4984    }
4985    ////////////////////////////
4986    case INVAL_DTLB_CHECK:
4987    {
4988        m_cost_data_tlb_inval_frz++;
4989
4990        size_t way = r_ccinval_dtlb_way;
4991        size_t set = r_ccinval_dtlb_set;
4992        bool end = false;       
4993        bool tlb_hit = dcache_tlb.cccheck(r_dcache_dtlb_inval_line.read(), way, set, &way, &set, &end);
4994   
4995        if ( tlb_hit )
4996        {
4997            r_ccinval_dtlb_way = way;
4998            r_ccinval_dtlb_set = set;
4999            r_dtlb_cc_check_end = end;
5000            r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_INVAL;
5001            m_cpt_data_tlb_inval++;   
5002        }       
5003        else
5004        {
5005            r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_CLEAR;   
5006        }
5007        break;
5008    }
5009    /////////////////////////
5010    case INVAL_DTLB_INVAL:
5011    {
5012        m_cost_data_tlb_inval_frz++;
5013
5014        dcache_tlb.ccinval(r_ccinval_dtlb_way, r_ccinval_dtlb_set);
5015
5016        if ( !r_dtlb_cc_check_end )
5017        {
5018            r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_CHECK;
5019        }
5020        else
5021        {
5022            r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_CLEAR;   
5023        }
5024        break;
5025    }
5026    ////////////////////
5027    case INVAL_DTLB_CLEAR:
5028    {
5029        r_dcache_dtlb_inval_req = false;
5030        r_dtlb_cc_check_end = false;
5031        r_ccinval_dtlb_way = 0;
5032        r_ccinval_dtlb_set = 0;
5033        r_inval_dtlb_fsm = INVAL_DTLB_IDLE;   
5034        m_cpt_data_tlb_inval++;   
5035        break;
5036    }
5037    } // end switch r_inval_itlb_fsm
5038
5039    /////////// execute one iss cycle /////////////////////////////////
5040    {
5041    uint32_t it = 0;
5042    for (size_t i=0; i<(size_t)iss_t::n_irq; i++) if(p_irq[i].read()) it |= (1<<i);
5043    m_iss.executeNCycles(1, irsp, drsp, it);
5044    }
5045
5046    ////////////// number of frozen cycles //////////////////////////
5047    if ( (ireq.valid && !irsp.valid) || (dreq.valid && !drsp.valid) )
5048    {
5049        m_cpt_frz_cycles++;
5050    }
5051    if ( dreq.valid && !drsp.valid )
5052    {
5053        m_cpt_dcache_frz_cycles++;
5054    }
5055    for (size_t way = 0; way < m_dcache_ways; way++ )
5056    {   
5057        for (size_t set = 0; set < m_dcache_sets; set++ )
5058        {
5059            if (r_dcache_in_itlb[way*m_dcache_sets+set] || r_dcache_in_dtlb[way*m_dcache_sets+set])
5060                m_cpt_tlb_occup_dcache++;
5061        }
5062    }
5063    ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5064    //     VCI_CMD FSM
5065    //
5066    // This FSM handles requests from both the DCACHE controler
5067    // (request registers) and the ICACHE controler (request registers).
5068    // There is 10 VCI transaction types :
5069    // - INS_TLB_READ
5070    // - INS_TLB_WRITE
5071    // - INS_MISS
5072    // - INS_UNC_MISS
5073    // - DATA_TLB_READ
5074    // - DATA_TLB_WRITE
5075    // - DATA_TLB_DIRTY
5076    // - DATA_MISS
5077    // - DATA_UNC
5078    // - DATA_WRITE
5079    // The ICACHE requests have the highest priority.
5080    // There is at most one (CMD/RSP) VCI transaction, as both CMD_FSM and RSP_FSM
5081    // exit simultaneously the IDLE state.
5082    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5083
5084    switch (r_vci_cmd_fsm) {
5085   
5086    case CMD_IDLE:
5087        if (r_vci_rsp_fsm != RSP_IDLE)
5088            break;
5089
5090        r_vci_cmd_cpt = 0;
5091
5092        if (r_icache_cleanup_req)
5093        {
5094            r_vci_cmd_fsm = CMD_INS_CLEANUP;
5095            m_cpt_icleanup_transaction++;
5096        }
5097        else if (r_dcache_cleanup_req)
5098        {
5099            r_vci_cmd_fsm = CMD_DATA_CLEANUP;
5100            m_cpt_dcleanup_transaction++;
5101        }
5102        else if (r_dcache_itlb_read_req)           
5103        {           
5104            r_vci_cmd_fsm = CMD_ITLB_READ;
5105            m_cpt_itlbmiss_transaction++;
5106        }
5107        else if (r_dcache_itlb_ll_acc_req)
5108        {
5109            r_vci_cmd_fsm = CMD_ITLB_ACC_LL;
5110            m_cpt_itlb_ll_transaction++;
5111        }
5112        else if (r_dcache_itlb_sc_acc_req)
5113        {
5114            r_vci_cmd_fsm = CMD_ITLB_ACC_SC;
5115            m_cpt_itlb_sc_transaction++;
5116        }
5117        else if (r_icache_miss_req)
5118        {   
5119            r_vci_cmd_fsm = CMD_INS_MISS;
5120            m_cpt_imiss_transaction++;
5121        }
5122        else if (r_icache_unc_req)
5123        {   
5124            r_vci_cmd_fsm = CMD_INS_UNC;
5125            m_cpt_icache_unc_transaction++;
5126        } 
5127        else if (r_dcache_tlb_read_req)
5128        {           
5129            r_vci_cmd_fsm = CMD_DTLB_READ;
5130            m_cpt_dtlbmiss_transaction++;
5131        }
5132        else if (r_dcache_tlb_ll_acc_req)
5133        { 
5134            r_vci_cmd_fsm = CMD_DTLB_ACC_LL;
5135            m_cpt_dtlb_ll_transaction++;
5136        }
5137        else if (r_dcache_tlb_sc_acc_req)
5138        { 
5139            r_vci_cmd_fsm = CMD_DTLB_ACC_SC;
5140            m_cpt_dtlb_sc_transaction++;
5141        }
5142        else if (r_dcache_tlb_ll_dirty_req)
5143        { 
5144            r_vci_cmd_fsm = CMD_DTLB_DIRTY_LL;
5145            m_cpt_dtlb_ll_dirty_transaction++;
5146        }
5147        else if (r_dcache_tlb_sc_dirty_req)
5148        { 
5149            r_vci_cmd_fsm = CMD_DTLB_DIRTY_SC;
5150            m_cpt_dtlb_sc_dirty_transaction++;
5151        }
5152        else if (r_dcache_write_req)
5153        {
5154            r_vci_cmd_fsm = CMD_DATA_WRITE;
5155            r_vci_cmd_cpt = r_wbuf.getMin();
5156            r_vci_cmd_min = r_wbuf.getMin();
5157            r_vci_cmd_max = r_wbuf.getMax();
5158            m_cpt_write_transaction++;
5159            m_length_write_transaction += (r_wbuf.getMax() - r_wbuf.getMin() + 1);
5160        }
5161        else if (r_dcache_miss_req) 
5162        {
5163            r_vci_cmd_fsm = CMD_DATA_MISS;
5164            m_cpt_dmiss_transaction++;
5165        }
5166        else if (r_dcache_unc_req) 
5167        {
5168            r_vci_cmd_fsm = CMD_DATA_UNC;
5169            m_cpt_unc_transaction++;
5170        }
5171        break;
5172
5173    case CMD_DATA_WRITE:
5174        if ( p_vci_ini_rw.cmdack.read() )
5175        {
5176            r_vci_cmd_cpt = r_vci_cmd_cpt + 1;
5177            if (r_vci_cmd_cpt == r_vci_cmd_max)
5178            {
5179                r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE;
5180                r_wbuf.reset();
5181            }
5182        }
5183        break;
5184
5185    case CMD_INS_CLEANUP:
5186    case CMD_DATA_CLEANUP:
5187        if ( p_vci_ini_c.cmdack.read() )
5188        {
5189            r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE;
5190        }
5191        break;
5192
5193    default:
5194        if ( p_vci_ini_rw.cmdack.read() )
5195        { 
5196            r_vci_cmd_fsm = CMD_IDLE;
5197        }
5198        break;
5199
5200    } // end  switch r_vci_cmd_fsm
5201
5202    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5203    //      VCI_RSP FSM
5204    //
5205    // This FSM is synchronized with the VCI_CMD FSM, as both FSMs exit the
5206    // IDLE state simultaneously.
5207    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
5208
5209    switch (r_vci_rsp_fsm) {
5210
5211    case RSP_IDLE:
5212        assert( !p_vci_ini_rw.rspval.read() && !p_vci_ini_c.rspval.read() && "Unexpected response" );
5213
5214        if (r_vci_cmd_fsm != CMD_IDLE)
5215            break;
5216
5217        r_vci_rsp_cpt = 0;
5218        if (r_icache_cleanup_req)            // ICACHE cleanup response
5219        {
5220            r_vci_rsp_fsm = RSP_INS_CLEANUP;
5221        }
5222        else if (r_dcache_cleanup_req)       // DCACHE cleanup response
5223        {
5224            r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_CLEANUP;
5225        }
5226        else if (r_dcache_itlb_read_req)          // ITLB miss response
5227        {           
5228            r_vci_rsp_fsm = RSP_ITLB_READ;
5229        }
5230        else if (r_dcache_itlb_ll_acc_req)   // ITLB linked load response
5231        {   
5232            r_vci_rsp_fsm = RSP_ITLB_ACC_LL;
5233        }
5234        else if (r_dcache_itlb_sc_acc_req)   // ITLB store conditional response
5235        {   
5236            r_vci_rsp_fsm = RSP_ITLB_ACC_SC;
5237        }
5238        else if (r_icache_miss_req)          // ICACHE cached miss response
5239        {   
5240            r_vci_rsp_fsm = RSP_INS_MISS;
5241        }
5242        else if (r_icache_unc_req)           // ICACHE uncached miss response
5243        {   
5244            r_vci_rsp_fsm = RSP_INS_UNC;
5245        } 
5246        else if (r_dcache_tlb_read_req)      // ITLB miss response
5247        {
5248            r_vci_rsp_fsm = RSP_DTLB_READ;
5249        }
5250        else if (r_dcache_tlb_ll_acc_req)    // DTLB access bits linked load response
5251        {
5252            r_vci_rsp_fsm = RSP_DTLB_ACC_LL;
5253        }
5254        else if (r_dcache_tlb_sc_acc_req)    // DTLB access bits store conditional response
5255        {
5256            r_vci_rsp_fsm = RSP_DTLB_ACC_SC;
5257        }
5258        else if (r_dcache_tlb_ll_dirty_req)  // DTLB dirty bit linked load response
5259        {
5260            r_vci_rsp_fsm = RSP_DTLB_DIRTY_LL;
5261        }
5262        else if (r_dcache_tlb_sc_dirty_req)  // DTLB dirty bit store conditional response
5263        {
5264            r_vci_rsp_fsm = RSP_DTLB_DIRTY_SC;
5265        }
5266        else if (r_dcache_write_req)         // DCACHE write response
5267        {
5268            r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_WRITE;
5269        }
5270        else if (r_dcache_miss_req)          // DCACHE read response
5271        {
5272            r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_MISS;
5273        }
5274        else if (r_dcache_unc_req)           // DCACHE uncached read response
5275        {
5276            r_vci_rsp_fsm = RSP_DATA_UNC;
5277        }
5278        break;
5279
5280    case RSP_ITLB_READ:
5281        m_cost_itlbmiss_transaction++;
5282        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5283            break;
5284
5285        assert(r_vci_rsp_cpt != m_dcache_words &&
5286               "illegal VCI response packet for data read miss");
5287
5288        r_vci_rsp_cpt = r_vci_rsp_cpt + 1;
5289        r_dcache_miss_buf[r_vci_rsp_cpt] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5290        if ( p_vci_ini_rw.reop.read() )
5291        {
5292            assert(r_vci_rsp_cpt == m_dcache_words - 1 &&
5293                    "illegal VCI response packet for data read miss");
5294            r_dcache_itlb_read_req = false;
5295            r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5296        }
5297        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5298        {
5299            r_vci_rsp_data_error = true;
5300        }
5301        break;
5302
5303    case RSP_ITLB_ACC_LL:
5304        m_cost_itlb_ll_transaction++;
5305        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5306            break;
5307
5308        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5309               "illegal VCI response packet for ll tlb");
5310
5311        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5312        {
5313            r_vci_rsp_data_error = true;
5314        }
5315        else
5316        {
5317            r_dcache_miss_buf[0] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5318        }
5319        r_dcache_itlb_ll_acc_req = false;
5320        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5321        break;
5322
5323    case RSP_ITLB_ACC_SC:
5324        m_cost_itlb_sc_transaction++;
5325        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5326            break;
5327
5328        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5329               "illegal VCI response packet for sc tlb");
5330
5331        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5332        {
5333            r_vci_rsp_data_error = true;
5334        }
5335        else if ( p_vci_ini_rw.rdata.read() == 1 ) // store conditional is not successful
5336        {
5337            r_dcache_tlb_sc_fail = true;
5338            //r_dcache_itlb_ll_acc_req = true;
5339        }
5340        r_dcache_itlb_sc_acc_req = false;
5341        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5342        break;
5343
5344    case RSP_INS_MISS:
5345        m_cost_imiss_transaction++;
5346        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5347            break;
5348
5349        assert( (r_vci_rsp_cpt < m_icache_words) &&
5350               "The VCI response packet for instruction miss is too long");
5351        r_vci_rsp_cpt = r_vci_rsp_cpt + 1;
5352        r_icache_miss_buf[r_vci_rsp_cpt] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5353
5354        if ( p_vci_ini_rw.reop.read() )
5355        {
5356            assert( (r_vci_rsp_cpt == m_icache_words - 1) &&
5357                       "The VCI response packet for instruction miss is too short");
5358            r_icache_miss_req = false;
5359            r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5360               
5361        }
5362        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5363        {
5364            r_vci_rsp_ins_error = true;
5365        }
5366        break;
5367
5368    case RSP_INS_UNC:
5369        m_cost_icache_unc_transaction++;
5370        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5371            break;
5372
5373        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5374               "illegal VCI response packet for uncached instruction");
5375
5376        r_icache_miss_buf[0] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5377        r_icache_buf_unc_valid = true;
5378        r_icache_unc_req = false;
5379        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5380
5381        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5382        {
5383            r_vci_rsp_ins_error = true;
5384        }
5385        break;
5386
5387    case RSP_DTLB_READ:
5388        m_cost_dtlbmiss_transaction++;
5389        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5390            break;
5391
5392        assert(r_vci_rsp_cpt != m_dcache_words &&
5393               "illegal VCI response packet for data read miss");
5394
5395        r_vci_rsp_cpt = r_vci_rsp_cpt + 1;
5396        r_dcache_miss_buf[r_vci_rsp_cpt] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5397        if ( p_vci_ini_rw.reop.read() )
5398        {
5399            assert(r_vci_rsp_cpt == m_dcache_words - 1 &&
5400                    "illegal VCI response packet for data read miss");
5401            r_dcache_tlb_read_req = false;
5402            r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5403        }
5404        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5405        {
5406            r_vci_rsp_data_error = true;
5407        }
5408        break;
5409
5410    case RSP_DTLB_ACC_LL:
5411        m_cost_dtlb_ll_transaction++;
5412        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5413            break;
5414
5415        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5416               "illegal VCI response packet for ll tlb");
5417
5418        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5419        {
5420            r_vci_rsp_data_error = true;
5421        }
5422        else
5423        {
5424            r_dcache_miss_buf[0] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5425        }
5426        r_dcache_tlb_ll_acc_req = false;
5427        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5428        break;
5429
5430    case RSP_DTLB_ACC_SC:
5431        m_cost_dtlb_sc_transaction++;
5432        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5433            break;
5434
5435        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5436               "illegal VCI response packet for sc tlb");
5437
5438        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5439        {
5440            r_vci_rsp_data_error = true;
5441        }
5442        else if ( p_vci_ini_rw.rdata.read() == 1 ) // store conditional is not successful
5443        {
5444            r_dcache_tlb_sc_fail = true;
5445            //r_dcache_tlb_ll_acc_req = true;
5446        }
5447        r_dcache_tlb_sc_acc_req = false;
5448        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5449        break;
5450
5451    case RSP_DTLB_DIRTY_LL:
5452        m_cost_dtlb_ll_dirty_transaction++;
5453        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5454            break;
5455
5456        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5457               "illegal VCI response packet for ll tlb");
5458
5459        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5460        {
5461            r_vci_rsp_data_error = true;
5462        }
5463        else
5464        {
5465            r_dcache_miss_buf[0] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5466        }
5467        r_dcache_tlb_ll_dirty_req = false;
5468        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5469        break;
5470
5471    case RSP_DTLB_DIRTY_SC:
5472        m_cost_dtlb_sc_dirty_transaction++;
5473        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5474            break;
5475
5476        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5477               "illegal VCI response packet for sc tlb");
5478
5479        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5480        {
5481            r_vci_rsp_data_error = true;
5482        }
5483        else if ( p_vci_ini_rw.rdata.read() == 1 ) // store conditional is not successful
5484        {
5485            r_dcache_tlb_sc_fail = true;
5486            //r_dcache_tlb_ll_dirty_req = true;
5487        }
5488        r_dcache_tlb_sc_dirty_req = false;
5489        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5490        break;
5491
5492    case RSP_DATA_UNC:
5493        m_cost_unc_transaction++;
5494        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5495            break;
5496
5497        assert(p_vci_ini_rw.reop.read() &&
5498               "illegal VCI response packet for data read uncached");
5499
5500        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5501        {
5502            r_vci_rsp_data_error = true;
5503        }
5504        else
5505        {
5506            r_dcache_miss_buf[0] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5507            r_dcache_buf_unc_valid = true;
5508        }
5509        r_dcache_unc_req = false;
5510        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5511        break;
5512
5513    case RSP_DATA_MISS:
5514        m_cost_dmiss_transaction++;
5515        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5516            break;
5517
5518        assert(r_vci_rsp_cpt != m_dcache_words &&
5519               "illegal VCI response packet for data read miss");
5520
5521        r_vci_rsp_cpt = r_vci_rsp_cpt + 1;
5522        r_dcache_miss_buf[r_vci_rsp_cpt] = (data_t)p_vci_ini_rw.rdata.read();
5523        if ( p_vci_ini_rw.reop.read() )
5524        {
5525            assert(r_vci_rsp_cpt == m_dcache_words - 1 &&
5526                    "illegal VCI response packet for data read miss");
5527            r_dcache_miss_req = false;
5528            r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5529        }
5530        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5531        {
5532            r_vci_rsp_data_error = true;
5533        }
5534        break;
5535
5536    case RSP_DATA_WRITE:
5537        m_cost_write_transaction++;
5538        if ( ! p_vci_ini_rw.rspval.read() )
5539            break;
5540
5541        if ( p_vci_ini_rw.reop.read() )
5542        {
5543            r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5544            r_dcache_write_req = false;
5545        }
5546        if ( p_vci_ini_rw.rerror.read() != vci_param::ERR_NORMAL )
5547        {
5548            m_iss.setWriteBerr();
5549        }
5550        break;
5551
5552    case RSP_INS_CLEANUP:
5553    case RSP_DATA_CLEANUP:
5554        if ( r_vci_rsp_fsm == RSP_INS_CLEANUP )
5555        {
5556            m_cost_icleanup_transaction++;
5557        }
5558        else
5559        {                                   
5560            m_cost_dcleanup_transaction++;
5561        }
5562
5563        if ( ! p_vci_ini_c.rspval.read() )
5564            break;
5565        assert( p_vci_ini_c.reop.read() &&
5566                "illegal VCI response packet for icache cleanup");
5567        assert( (p_vci_ini_c.rerror.read() == vci_param::ERR_NORMAL) &&
5568                "error in response packet for icache cleanup");
5569
5570        if ( r_vci_rsp_fsm == RSP_INS_CLEANUP )
5571        {
5572            r_icache_cleanup_req = false;
5573        }
5574        else
5575        {                                   
5576            r_dcache_cleanup_req = false;
5577        }
5578        r_vci_rsp_fsm = RSP_IDLE;
5579        break;
5580
5581    } // end switch r_vci_rsp_fsm
5582} // end transition()
5583
5584///////////////////////
5585tmpl(void)::genMoore()
5586///////////////////////
5587{
5588    // VCI initiator response
5589
5590    p_vci_ini_rw.rspack = true;
5591    p_vci_ini_c.rspack = true;
5592
5593    // VCI initiator command
5594
5595    p_vci_ini_rw.pktid  = 0;
5596    p_vci_ini_rw.srcid  = m_srcid_rw;
5597    p_vci_ini_rw.cons   = false;
5598    p_vci_ini_rw.wrap   = false;
5599    p_vci_ini_rw.contig = true;
5600    p_vci_ini_rw.clen   = 0;
5601    p_vci_ini_rw.cfixed = false;
5602
5603    p_vci_ini_c.cmdval  = false;
5604    p_vci_ini_c.address = 0;
5605    p_vci_ini_c.wdata   = 0;
5606    p_vci_ini_c.be      = 0;
5607    p_vci_ini_c.plen    = 0;
5608    p_vci_ini_c.cmd     = vci_param::CMD_NOP;
5609    p_vci_ini_c.trdid   = 0;
5610    p_vci_ini_c.pktid   = 0;
5611    p_vci_ini_c.srcid   = 0;
5612    p_vci_ini_c.cons    = false;
5613    p_vci_ini_c.wrap    = false;
5614    p_vci_ini_c.contig  = false;
5615    p_vci_ini_c.clen    = 0;
5616    p_vci_ini_c.cfixed  = false;
5617    p_vci_ini_c.eop     = false;
5618
5619    switch (r_vci_cmd_fsm) {
5620
5621    case CMD_IDLE:
5622        p_vci_ini_rw.cmdval  = false;
5623        p_vci_ini_rw.address = 0;
5624        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5625        p_vci_ini_rw.be      = 0;
5626        p_vci_ini_rw.trdid   = 0;
5627        p_vci_ini_rw.plen    = 0;
5628        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_NOP;
5629        p_vci_ini_rw.eop     = false;
5630        break;
5631
5632    case CMD_ITLB_READ:     
5633        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5634        p_vci_ini_rw.address = r_icache_paddr_save.read() & m_dcache_yzmask;
5635        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5636        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5637        p_vci_ini_rw.trdid   = 1; // via data cache cached read
5638        p_vci_ini_rw.plen    = m_dcache_words << 2;
5639        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5640        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5641        break;
5642
5643    case CMD_ITLB_ACC_LL:
5644        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5645        p_vci_ini_rw.address = r_icache_paddr_save.read() & ~0x3;
5646        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5647        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5648        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5649        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5650        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_LOCKED_READ;
5651        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5652        break;
5653
5654    case CMD_ITLB_ACC_SC:
5655        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5656        p_vci_ini_rw.address = r_icache_paddr_save.read() & ~0x3;
5657        p_vci_ini_rw.wdata   = r_icache_pte_update.read();
5658        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5659        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5660        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5661        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_STORE_COND;
5662        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5663        break; 
5664
5665    case CMD_INS_MISS:
5666        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5667        p_vci_ini_rw.address = r_icache_paddr_save.read() & m_icache_yzmask;
5668        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5669        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5670        p_vci_ini_rw.trdid   = 3; // ins cache cached read
5671        p_vci_ini_rw.plen    = m_icache_words << 2;
5672        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5673        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5674        break;
5675
5676    case CMD_INS_UNC:
5677        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5678        p_vci_ini_rw.address = r_icache_paddr_save.read() & ~0x3;
5679        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5680        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5681        p_vci_ini_rw.trdid   = 2; // ins cache uncached read
5682        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5683        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5684        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5685        break;
5686
5687    case CMD_DTLB_READ:     
5688        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5689        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_tlb_paddr.read() & m_dcache_yzmask;
5690        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5691        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5692        p_vci_ini_rw.trdid   = 1; // via dcache cached read
5693        p_vci_ini_rw.plen    = m_dcache_words << 2;
5694        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5695        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5696        break;
5697
5698    case CMD_DTLB_ACC_LL:
5699        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5700        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_tlb_paddr.read() & ~0x3;
5701        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5702        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5703        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5704        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5705        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_LOCKED_READ;
5706        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5707        break;
5708
5709    case CMD_DTLB_ACC_SC:
5710        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5711        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_tlb_paddr.read() & ~0x3;
5712        p_vci_ini_rw.wdata   = r_dcache_pte_update.read();
5713        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5714        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5715        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5716        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_STORE_COND;
5717        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5718        break; 
5719
5720    case CMD_DTLB_DIRTY_LL:
5721        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5722        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_tlb_paddr.read() & ~0x3;
5723        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5724        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5725        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5726        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5727        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_LOCKED_READ;
5728        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5729        break;
5730
5731    case CMD_DTLB_DIRTY_SC:
5732        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5733        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_tlb_paddr.read() & ~0x3;
5734        p_vci_ini_rw.wdata   = r_dcache_pte_update.read();
5735        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5736        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5737        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5738        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_STORE_COND;
5739        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5740        break; 
5741
5742    case CMD_DATA_UNC:
5743        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5744        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_paddr_save.read() & ~0x3;
5745        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache uncached read
5746        p_vci_ini_rw.plen    = 4;
5747        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5748        switch(r_dcache_type_save) {
5749        case iss_t::DATA_READ:
5750            p_vci_ini_rw.wdata = 0;
5751            p_vci_ini_rw.be    = r_dcache_be_save.read();
5752            p_vci_ini_rw.cmd   = vci_param::CMD_READ;
5753            break;
5754        case iss_t::DATA_LL:
5755            p_vci_ini_rw.wdata = 0;
5756            p_vci_ini_rw.be    = 0xF;
5757            p_vci_ini_rw.cmd   = vci_param::CMD_LOCKED_READ;
5758            break;
5759        case iss_t::DATA_SC:
5760            p_vci_ini_rw.wdata = r_dcache_wdata_save.read();
5761            p_vci_ini_rw.be    = 0xF;
5762            p_vci_ini_rw.cmd   = vci_param::CMD_STORE_COND;
5763            break;
5764        default:
5765            assert("this should not happen");
5766        }
5767        break;
5768
5769    case CMD_DATA_WRITE:
5770        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5771        p_vci_ini_rw.address = r_wbuf.getAddress(r_vci_cmd_cpt);
5772        p_vci_ini_rw.wdata   = r_wbuf.getData(r_vci_cmd_cpt);
5773        p_vci_ini_rw.be      = r_wbuf.getBe(r_vci_cmd_cpt);
5774        p_vci_ini_rw.trdid   = 0; // data cache write
5775        p_vci_ini_rw.plen    = (r_vci_cmd_max - r_vci_cmd_min + 1)<<2;
5776        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_WRITE;
5777        p_vci_ini_rw.eop     = (r_vci_cmd_cpt == r_vci_cmd_max);
5778        break;
5779
5780    case CMD_DATA_MISS:
5781        p_vci_ini_rw.cmdval  = true;
5782        p_vci_ini_rw.address = r_dcache_paddr_save.read() & m_dcache_yzmask;
5783        p_vci_ini_rw.wdata   = 0;
5784        p_vci_ini_rw.be      = 0xF;
5785        p_vci_ini_rw.trdid   = 1; // data cache cached read
5786        p_vci_ini_rw.plen    = m_dcache_words << 2;
5787        p_vci_ini_rw.cmd     = vci_param::CMD_READ;
5788        p_vci_ini_rw.eop     = true;
5789        break;
5790
5791    case CMD_INS_CLEANUP:
5792    case CMD_DATA_CLEANUP:
5793        p_vci_ini_rw.cmdval = false;
5794        p_vci_ini_rw.address = 0;
5795        p_vci_ini_rw.wdata  = 0;
5796        p_vci_ini_rw.be     = 0;
5797        p_vci_ini_rw.trdid  = 0;
5798        p_vci_ini_rw.plen   = 0;
5799        p_vci_ini_rw.cmd    = vci_param::CMD_NOP;
5800        p_vci_ini_rw.eop    = false;
5801
5802        p_vci_ini_c.cmdval  = true;
5803        if ( r_vci_cmd_fsm == CMD_INS_CLEANUP )
5804        {
5805            p_vci_ini_c.address = r_icache_cleanup_line.read() * (m_icache_words<<2);
5806            p_vci_ini_c.trdid  = 1; // cleanup instruction
5807        }
5808        else
5809        {           
5810            p_vci_ini_c.address = r_dcache_cleanup_line.read() * (m_dcache_words<<2);
5811            p_vci_ini_c.trdid  = 0; // cleanup data
5812        }
5813        p_vci_ini_c.wdata  = 0;
5814        p_vci_ini_c.be     = 0;
5815        p_vci_ini_c.plen   = 4;
5816        p_vci_ini_c.cmd    = vci_param::CMD_WRITE;
5817        p_vci_ini_c.pktid  = 0;
5818        p_vci_ini_c.srcid  = m_srcid_c;
5819        p_vci_ini_c.cons   = false;
5820        p_vci_ini_c.wrap   = false;
5821        p_vci_ini_c.contig = false;
5822        p_vci_ini_c.clen   = 0;
5823        p_vci_ini_c.cfixed = false;
5824        p_vci_ini_c.eop = true;
5825        break;
5826
5827    } // end switch r_vci_cmd_fsm
5828
5829    // VCI_TGT
5830    switch ( r_vci_tgt_fsm.read() ) {
5831
5832    case TGT_IDLE:
5833    case TGT_UPDT_WORD:
5834    case TGT_UPDT_DATA:
5835        p_vci_tgt.cmdack  = true;
5836        p_vci_tgt.rspval  = false;
5837        break;
5838
5839    case TGT_RSP_BROADCAST:
5840        p_vci_tgt.cmdack  = false;
5841        p_vci_tgt.rspval  = !r_tgt_icache_req.read() && !r_tgt_dcache_req.read() && ( r_tgt_icache_rsp | r_tgt_dcache_rsp );
5842        p_vci_tgt.rsrcid  = r_tgt_srcid.read();
5843        p_vci_tgt.rpktid  = r_tgt_pktid.read();
5844        p_vci_tgt.rtrdid  = r_tgt_trdid.read();
5845        p_vci_tgt.rdata   = 0;
5846        p_vci_tgt.rerror  = 0;
5847        p_vci_tgt.reop    = true;
5848        break;
5849
5850    case TGT_RSP_ICACHE:
5851        p_vci_tgt.cmdack  = false;
5852        p_vci_tgt.rspval  = !r_tgt_icache_req.read() && r_tgt_icache_rsp.read();
5853        p_vci_tgt.rsrcid  = r_tgt_srcid.read();
5854        p_vci_tgt.rpktid  = r_tgt_pktid.read();
5855        p_vci_tgt.rtrdid  = r_tgt_trdid.read();
5856        p_vci_tgt.rdata   = 0;
5857        p_vci_tgt.rerror  = 0;
5858        p_vci_tgt.reop    = true;
5859        break;
5860
5861    case TGT_RSP_DCACHE:
5862        p_vci_tgt.cmdack  = false;
5863        p_vci_tgt.rspval  = !r_tgt_dcache_req.read() && r_tgt_dcache_rsp.read();
5864        p_vci_tgt.rsrcid  = r_tgt_srcid.read();
5865        p_vci_tgt.rpktid  = r_tgt_pktid.read();
5866        p_vci_tgt.rtrdid  = r_tgt_trdid.read();
5867        p_vci_tgt.rdata   = 0;
5868        p_vci_tgt.rerror  = 0;
5869        p_vci_tgt.reop    = true;
5870        break;
5871
5872    case TGT_REQ_BROADCAST:
5873    case TGT_REQ_ICACHE:
5874    case TGT_REQ_DCACHE:
5875        p_vci_tgt.cmdack  = false;
5876        p_vci_tgt.rspval  = false;
5877        break;
5878
5879    } // end switch TGT_FSM
5880
5881#ifdef SOCLIB_MODULE_DEBUG
5882   std::cout << name()
5883             << " Moore R/W:" << std::hex
5884             << " p_vci_ini_rw.cmdval: " << p_vci_ini_rw.cmdval
5885             << " p_vci_ini_rw.address: " << p_vci_ini_rw.address
5886             << " p_vci_ini_rw.wdata: " << p_vci_ini_rw.wdata
5887             << " p_vci_ini_rw.cmd: " << p_vci_ini_rw.cmd
5888             << " p_vci_ini_rw.eop: " << p_vci_ini_rw.eop
5889             << std::endl;
5890
5891   std::cout << name()
5892             << " Moore TGT:" << std::hex
5893             << " p_vci_tgt.rspval: " << p_vci_tgt.rspval
5894             << std::endl;
5895
5896   std::cout << name()
5897             << " Moore Cleanup:" << std::hex
5898             << " p_vci_ini_c.cmdval: " << p_vci_ini_c.cmdval
5899             << " p_vci_ini_c.address: " << p_vci_ini_c.address
5900             << " p_vci_ini_c.trdid: " << p_vci_ini_c.trdid
5901             << " p_vci_ini_c.cmd: " << p_vci_ini_c.cmd
5902             << " p_vci_ini_c.eop: " << p_vci_ini_c.eop
5903             << std::endl;
5904#endif
5905}
5906
5907}}
5908
5909// Local Variables:
5910// tab-width: 4
5911// c-basic-offset: 4
5912// c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0))
5913// indent-tabs-mode: nil
5914// End:
5915
5916// vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=4:softtabstop=4
5917
5918
5919
5920
5921
5922
5923
5924
5925
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.