includes: sort all includes
[gem5.git] / src / arch / arm / tlb.hh
index dfd7074444c0cf27b7bbd085e78ec73c3f0c961a..269128c2a1cc97c475e7d5b6b090e9c0e7840c1d 100644 (file)
 #include <map>
 
 #include "arch/arm/isa_traits.hh"
+#include "arch/arm/pagetable.hh"
 #include "arch/arm/utility.hh"
 #include "arch/arm/vtophys.hh"
-#include "arch/arm/pagetable.hh"
 #include "base/statistics.hh"
 #include "mem/request.hh"
 #include "params/ArmTLB.hh"
-#include "sim/faults.hh"
+#include "sim/fault_fwd.hh"
 #include "sim/tlb.hh"
 
 class ThreadContext;
 
 namespace ArmISA {
 
+class TableWalker;
+
 class TLB : public BaseTLB
 {
   public:
     enum ArmFlags {
-        AlignmentMask = 0x7,
+        AlignmentMask = 0x1f,
 
         AlignByte = 0x0,
         AlignHalfWord = 0x1,
         AlignWord = 0x3,
         AlignDoubleWord = 0x7,
+        AlignQuadWord = 0xf,
+        AlignOctWord = 0x1f,
 
-        AllowUnaligned = 0x8,
+        AllowUnaligned = 0x20,
+        // Priv code operating as if it wasn't
+        UserMode = 0x40,
         // Because zero otherwise looks like a valid setting and may be used
         // accidentally, this bit must be non-zero to show it was used on
         // purpose.
-        MustBeOne = 0x10
+        MustBeOne = 0x80
     };
   protected:
-    typedef std::multimap<Addr, int> PageTable;
-    PageTable lookupTable;     // Quick lookup into page table
 
-    ArmISA::PTE *table;        // the Page Table
-    int size;                  // TLB Size
-    int nlu;                   // not last used entry (for replacement)
+    TlbEntry *table;    // the Page Table
+    int size;           // TLB Size
 
-    void nextnlu() { if (++nlu >= size) nlu = 0; }
-    ArmISA::PTE *lookup(Addr vpn, uint8_t asn) const;
+    uint32_t _attr;     // Memory attributes for last accessed TLB entry
+
+#if FULL_SYSTEM
+    TableWalker *tableWalker;
+#endif
+
+    /** Lookup an entry in the TLB
+     * @param vpn virtual address
+     * @param asn context id/address space id to use
+     * @param functional if the lookup should modify state
+     * @return pointer to TLB entrry if it exists
+     */
+    TlbEntry *lookup(Addr vpn, uint8_t asn, bool functional = false);
 
     // Access Stats
-    mutable Stats::Scalar read_hits;
-    mutable Stats::Scalar read_misses;
-    mutable Stats::Scalar read_acv;
-    mutable Stats::Scalar read_accesses;
-    mutable Stats::Scalar write_hits;
-    mutable Stats::Scalar write_misses;
-    mutable Stats::Scalar write_acv;
-    mutable Stats::Scalar write_accesses;
+    mutable Stats::Scalar instHits;
+    mutable Stats::Scalar instMisses;
+    mutable Stats::Scalar readHits;
+    mutable Stats::Scalar readMisses;
+    mutable Stats::Scalar writeHits;
+    mutable Stats::Scalar writeMisses;
+    mutable Stats::Scalar inserts;
+    mutable Stats::Scalar flushTlb;
+    mutable Stats::Scalar flushTlbMva;
+    mutable Stats::Scalar flushTlbMvaAsid;
+    mutable Stats::Scalar flushTlbAsid;
+    mutable Stats::Scalar flushedEntries;
+    mutable Stats::Scalar alignFaults;
+    mutable Stats::Scalar prefetchFaults;
+    mutable Stats::Scalar domainFaults;
+    mutable Stats::Scalar permsFaults;
+
+    Stats::Formula readAccesses;
+    Stats::Formula writeAccesses;
+    Stats::Formula instAccesses;
     Stats::Formula hits;
     Stats::Formula misses;
-    Stats::Formula invalids;
     Stats::Formula accesses;
 
+    int rangeMRU; //On lookup, only move entries ahead when outside rangeMRU
+
   public:
     typedef ArmTLBParams Params;
     TLB(const Params *p);
@@ -108,17 +135,72 @@ class TLB : public BaseTLB
     virtual ~TLB();
     int getsize() const { return size; }
 
-    void insert(Addr vaddr, ArmISA::PTE &pte);
+    void insert(Addr vaddr, TlbEntry &pte);
+
+    /** Reset the entire TLB */
     void flushAll();
+
+    /** Remove any entries that match both a va and asn
+     * @param mva virtual address to flush
+     * @param asn contextid/asn to flush on match
+     */
+    void flushMvaAsid(Addr mva, uint64_t asn);
+
+    /** Remove any entries that match the asn
+     * @param asn contextid/asn to flush on match
+     */
+    void flushAsid(uint64_t asn);
+
+    /** Remove all entries that match the va regardless of asn
+     * @param mva address to flush from cache
+     */
+    void flushMva(Addr mva);
+
+    Fault trickBoxCheck(RequestPtr req, Mode mode, uint8_t domain, bool sNp);
+    Fault walkTrickBoxCheck(Addr pa, Addr va, Addr sz, bool is_exec,
+            bool is_write, uint8_t domain, bool sNp);
+
+    void printTlb();
+
     void demapPage(Addr vaddr, uint64_t asn)
     {
-        panic("demapPage unimplemented.\n");
+        flushMvaAsid(vaddr, asn);
     }
 
     static bool validVirtualAddress(Addr vaddr);
 
+    /**
+     * Do a functional lookup on the TLB (for debugging)
+     * and don't modify any internal state
+     * @param tc thread context to get the context id from
+     * @param vaddr virtual address to translate
+     * @param pa returned physical address
+     * @return if the translation was successful
+     */
+    bool translateFunctional(ThreadContext *tc, Addr vaddr, Addr &paddr);
+
+    /** Accessor functions for memory attributes for last accessed TLB entry
+     */
+    void
+    setAttr(uint32_t attr)
+    {
+        _attr = attr;
+    }
+    uint32_t
+    getAttr() const
+    {
+        return _attr;
+    }
+
+#if FULL_SYSTEM
+    Fault translateFs(RequestPtr req, ThreadContext *tc, Mode mode,
+            Translation *translation, bool &delay, bool timing);
+#else
+    Fault translateSe(RequestPtr req, ThreadContext *tc, Mode mode,
+            Translation *translation, bool &delay, bool timing);
+#endif
     Fault translateAtomic(RequestPtr req, ThreadContext *tc, Mode mode);
-    void translateTiming(RequestPtr req, ThreadContext *tc,
+    Fault translateTiming(RequestPtr req, ThreadContext *tc,
             Translation *translation, Mode mode);
 
     // Checkpointing
@@ -126,8 +208,37 @@ class TLB : public BaseTLB
     void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
 
     void regStats();
+
+    // Get the port from the table walker and return it
+    virtual Port *getPort();
+
+    // Caching misc register values here.
+    // Writing to misc registers needs to invalidate them.
+    // translateFunctional/translateSe/translateFs checks if they are
+    // invalid and call updateMiscReg if necessary.
+protected:
+    SCTLR sctlr;
+    bool isPriv;
+    uint32_t contextId;
+    PRRR prrr;
+    NMRR nmrr;
+    uint32_t dacr;
+    bool miscRegValid;
+    void updateMiscReg(ThreadContext *tc)
+    {
+        sctlr = tc->readMiscReg(MISCREG_SCTLR);
+        CPSR cpsr = tc->readMiscReg(MISCREG_CPSR);
+        isPriv = cpsr.mode != MODE_USER;
+        contextId = tc->readMiscReg(MISCREG_CONTEXTIDR);
+        prrr = tc->readMiscReg(MISCREG_PRRR);
+        nmrr = tc->readMiscReg(MISCREG_NMRR);
+        dacr = tc->readMiscReg(MISCREG_DACR);
+        miscRegValid = true;
+    }
+public:
+    inline void invalidateMiscReg() { miscRegValid = false; }
 };
 
-/* namespace ArmISA */ }
+} // namespace ArmISA
 
 #endif // __ARCH_ARM_TLB_HH__