Implement RVC draft
[riscv-isa-sim.git] / riscv / mmu.h
index 778e5faca197e32f1c687cc2d088954c5f768cb3..d6f446bb294c5b91a7b8c5d4a437ed63c6871050 100644 (file)
@@ -4,7 +4,6 @@
 #define _RISCV_MMU_H
 
 #include "decode.h"
-#include "icache.h"
 #include "trap.h"
 #include "common.h"
 #include "config.h"
 // virtual memory configuration
 typedef reg_t pte_t;
 const reg_t LEVELS = sizeof(pte_t) == 8 ? 3 : 2;
-const reg_t PTIDXBITS = 10;
-const reg_t PGSHIFT = PTIDXBITS + (sizeof(pte_t) == 8 ? 3 : 2);
+const reg_t PGSHIFT = 12;
+const reg_t PTIDXBITS = PGSHIFT - (sizeof(pte_t) == 8 ? 3 : 2);
 const reg_t PGSIZE = 1 << PGSHIFT;
 const reg_t VPN_BITS = PTIDXBITS * LEVELS;
-const reg_t PPN_BITS = 8*sizeof(reg_t) - PGSHIFT;
 const reg_t VA_BITS = VPN_BITS + PGSHIFT;
 
 struct insn_fetch_t
@@ -74,10 +72,12 @@ public:
   store_func(uint32)
   store_func(uint64)
 
+  static const reg_t ICACHE_ENTRIES = 1024;
+
   inline size_t icache_index(reg_t addr)
   {
     // for instruction sizes != 4, this hash still works but is suboptimal
-    return (addr / 4) % ICACHE_SIZE;
+    return (addr / 4) % ICACHE_ENTRIES;
   }
 
   // load instruction from memory at aligned address.
@@ -88,24 +88,24 @@ public:
     if (likely(entry->tag == addr))
       return entry;
 
-    char* iaddr = (char*)translate(addr, 2, false, true);
+    char* iaddr = (char*)translate(addr, 1, false, true);
     insn_bits_t insn = *(uint16_t*)iaddr;
 
-    if (unlikely(insn_length(insn) == 2)) {
-      insn = (int16_t)insn;
-    } else if (likely(insn_length(insn) == 4)) {
-      if (likely((addr & (PGSIZE-1)) < PGSIZE-2))
+    if (likely(insn_length(insn) == 4)) {
+      if (likely(addr % PGSIZE < PGSIZE-2))
         insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)(iaddr + 2) << 16;
       else
-        insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)translate(addr + 2, 2, false, true) << 16;
+        insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)translate(addr + 2, 1, false, true) << 16;
+    } else if (insn_length(insn) == 2) {
+      insn = (int16_t)insn;
     } else if (insn_length(insn) == 6) {
-      insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)translate(addr + 4, 2, false, true) << 32;
-      insn |= (insn_bits_t)*(uint16_t*)translate(addr + 2, 2, false, true) << 16;
+      insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)translate(addr + 4, 1, false, true) << 32;
+      insn |= (insn_bits_t)*(uint16_t*)translate(addr + 2, 1, false, true) << 16;
     } else {
       static_assert(sizeof(insn_bits_t) == 8, "insn_bits_t must be uint64_t");
-      insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)translate(addr + 6, 2, false, true) << 48;
-      insn |= (insn_bits_t)*(uint16_t*)translate(addr + 4, 2, false, true) << 32;
-      insn |= (insn_bits_t)*(uint16_t*)translate(addr + 2, 2, false, true) << 16;
+      insn |= (insn_bits_t)*(int16_t*)translate(addr + 6, 1, false, true) << 48;
+      insn |= (insn_bits_t)*(uint16_t*)translate(addr + 4, 1, false, true) << 32;
+      insn |= (insn_bits_t)*(uint16_t*)translate(addr + 2, 1, false, true) << 16;
     }
 
     insn_fetch_t fetch = {proc->decode_insn(insn), insn};
@@ -140,7 +140,7 @@ private:
   memtracer_list_t tracer;
 
   // implement an instruction cache for simulator performance
-  icache_entry_t icache[ICACHE_SIZE];
+  icache_entry_t icache[ICACHE_ENTRIES];
 
   // implement a TLB for simulator performance
   static const reg_t TLB_ENTRIES = 256;
@@ -152,8 +152,8 @@ private:
   // finish translation on a TLB miss and upate the TLB
   void* refill_tlb(reg_t addr, reg_t bytes, bool store, bool fetch);
 
-  // perform a page table walk for a given virtual address
-  pte_t walk(reg_t addr);
+  // perform a page table walk for a given VA; set referenced/dirty bits
+  pte_t walk(reg_t addr, bool supervisor, bool store, bool fetch);
 
   // translate a virtual address to a physical address
   void* translate(reg_t addr, reg_t bytes, bool store, bool fetch)
@@ -166,7 +166,9 @@ private:
     void* data = tlb_data[idx] + addr;
 
     if (unlikely(addr & (bytes-1)))
-      store ? throw trap_store_address_misaligned(addr) : throw trap_load_address_misaligned(addr);
+      store ? throw trap_store_address_misaligned(addr) :
+      fetch ? throw trap_instruction_address_misaligned(addr) :
+      throw trap_load_address_misaligned(addr);
 
     if (likely(tag == expected_tag))
       return data;