add div FSM as default for test_issuer in verilog and ilang gen
[soc.git] / src / soc / fu / compunits / compunits.py
index 2fadd8c58ca00df8386d0cae756f8ab57a53cd63..9cf44a9924faafd76eb5649b3978e7f656a9785a 100644 (file)
@@ -16,6 +16,7 @@ Two types exist:
   - CR: not so many needed (perhaps)
   - Branch: one or two of these (depending on speculation run-ahead)
   - Trap: yeah really only one of these
+  - SPR: again, only one.
   - ShiftRot (perhaps not too many of these)
 
 * Multi-cycle (and FSM) Function Units.  these are FUs that can only
@@ -64,11 +65,20 @@ from soc.fu.branch.pipe_data import BranchPipeSpec
 from soc.fu.shift_rot.pipeline import ShiftRotBasePipe
 from soc.fu.shift_rot.pipe_data import ShiftRotPipeSpec
 
+from soc.fu.spr.pipeline import SPRBasePipe
+from soc.fu.spr.pipe_data import SPRPipeSpec
+
 from soc.fu.trap.pipeline import TrapBasePipe
 from soc.fu.trap.pipe_data import TrapPipeSpec
 
+from soc.fu.div.pipeline import DivBasePipe
+from soc.fu.div.pipe_data import DivPipeSpecFSMDivCore
+
+from soc.fu.mul.pipeline import MulBasePipe
+from soc.fu.mul.pipe_data import MulPipeSpec
+
 from soc.fu.ldst.pipe_data import LDSTPipeSpec
-from soc.experiment.compldst_multi import LDSTCompUnit # special-case
+from soc.experiment.compldst_multi import LDSTCompUnit  # special-case
 
 
 ###################################################################
@@ -93,12 +103,14 @@ class FunctionUnitBaseSingle(MultiCompUnit):
     decoding) which read-register ports are to be requested.  this is not
     ideal (it could be a lot neater) but works for now.
     """
-    def __init__(self, speckls, pipekls):
+
+    def __init__(self, speckls, pipekls, idx):
+        alu_name = "alu_%s%d" % (self.fnunit.name.lower(), idx)
         pspec = speckls(id_wid=2)                # spec (NNNPipeSpec instance)
         opsubset = pspec.opsubsetkls             # get the operand subset class
         regspec = pspec.regspec                  # get the regspec
         alu = pipekls(pspec)                     # create actual NNNBasePipe
-        super().__init__(regspec, alu, opsubset) # pass to MultiCompUnit
+        super().__init__(regspec, alu, opsubset, name=alu_name)  # MultiCompUnit
 
 
 ##############################################################
@@ -113,36 +125,78 @@ class FunctionUnitBaseMulti:
 
 class ALUFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
     fnunit = Function.ALU
-    def __init__(self): super().__init__(ALUPipeSpec, ALUBasePipe)
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(ALUPipeSpec, ALUBasePipe, idx)
+
 
 class LogicalFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
     fnunit = Function.LOGICAL
-    def __init__(self): super().__init__(LogicalPipeSpec, LogicalBasePipe)
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(LogicalPipeSpec, LogicalBasePipe, idx)
+
 
 class CRFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
     fnunit = Function.CR
-    def __init__(self): super().__init__(CRPipeSpec, CRBasePipe)
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(CRPipeSpec, CRBasePipe, idx)
+
 
 class BranchFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
     fnunit = Function.BRANCH
-    def __init__(self): super().__init__(BranchPipeSpec, BranchBasePipe)
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(BranchPipeSpec, BranchBasePipe, idx)
+
 
 class ShiftRotFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
     fnunit = Function.SHIFT_ROT
-    def __init__(self): super().__init__(ShiftRotPipeSpec, ShiftRotBasePipe)
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(ShiftRotPipeSpec, ShiftRotBasePipe, idx)
+
+
+class DivFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
+    fnunit = Function.DIV
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(DivPipeSpecFSMDivCore, DivBasePipe, idx)
+
+
+class MulFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
+    fnunit = Function.MUL
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(MulPipeSpec, MulBasePipe, idx)
+
 
 class TrapFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
     fnunit = Function.TRAP
-    def __init__(self): super().__init__(TrapPipeSpec, TrapBasePipe)
 
-# special-case
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(TrapPipeSpec, TrapBasePipe, idx)
+
+
+class SPRFunctionUnit(FunctionUnitBaseSingle):
+    fnunit = Function.SPR
+
+    def __init__(self, idx):
+        super().__init__(SPRPipeSpec, SPRBasePipe, idx)
+
+
+# special-case: LD/ST conforms to the CompUnit API but is not a pipeline
+
 class LDSTFunctionUnit(LDSTCompUnit):
     fnunit = Function.LDST
-    def __init__(self, pi, awid):
+
+    def __init__(self, pi, awid, idx):
+        alu_name = "ldst_%s%d" % (self.fnunit.name.lower(), idx)
         pspec = LDSTPipeSpec(id_wid=2)           # spec (NNNPipeSpec instance)
         opsubset = pspec.opsubsetkls             # get the operand subset class
         regspec = pspec.regspec                  # get the regspec
-        super().__init__(pi, regspec, awid, opsubset)
+        super().__init__(pi, regspec, awid, opsubset, name=alu_name)
 
 
 #####################################################################
@@ -163,21 +217,35 @@ class AllFunctionUnits(Elaboratable):
      * type of FU required
 
     """
-    def __init__(self, pilist=None, addrwid=6):
+
+    def __init__(self, pspec, pilist=None):
+        addrwid = pspec.addr_wid
+        units = pspec.units
+        if not isinstance(units, dict):
+            units = {'alu': 1, 'cr': 1, 'branch': 1, 'trap': 1,
+                     'spr': 1,
+                     'logical': 1,
+                     'mul': 1,
+                     'div': 1, 'shiftrot': 1}
+        alus = {'alu': ALUFunctionUnit,
+                'cr': CRFunctionUnit,
+                'branch': BranchFunctionUnit,
+                'trap': TrapFunctionUnit,
+                'spr': SPRFunctionUnit,
+                'div': DivFunctionUnit,
+                'mul': MulFunctionUnit,
+                'logical': LogicalFunctionUnit,
+                'shiftrot': ShiftRotFunctionUnit,
+                }
         self.fus = {}
-        for (name, qty, kls) in (('alu', 1, ALUFunctionUnit),
-                                 ('cr', 1, CRFunctionUnit),
-                                 ('branch', 1, BranchFunctionUnit),
-                                 ('trap', 1, TrapFunctionUnit),
-                                 ('logical', 1, LogicalFunctionUnit),
-                                 ('shiftrot', 1, ShiftRotFunctionUnit),
-                                ):
+        for name, qty in units.items():
+            kls = alus[name]
             for i in range(qty):
-                self.fus["%s%d" % (name, i)] = kls()
+                self.fus["%s%d" % (name, i)] = kls(i)
         if pilist is None:
             return
         for i, pi in enumerate(pilist):
-            self.fus["ldst%d" % (i)] = LDSTFunctionUnit(pi, addrwid)
+            self.fus["ldst%d" % (i)] = LDSTFunctionUnit(pi, addrwid, i)
 
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
@@ -198,9 +266,11 @@ def tst_single_fus_il():
                         ('cr', CRFunctionUnit),
                         ('branch', BranchFunctionUnit),
                         ('trap', TrapFunctionUnit),
+                        ('spr', SPRFunctionUnit),
+                        ('mul', MulFunctionUnit),
                         ('logical', LogicalFunctionUnit),
                         ('shiftrot', ShiftRotFunctionUnit)):
-        fu = kls()
+        fu = kls(0)
         vl = rtlil.convert(fu, ports=fu.ports())
         with open("fu_%s.il" % name, "w") as f:
             f.write(vl)
@@ -212,6 +282,7 @@ def tst_all_fus():
     with open("all_fus.il", "w") as f:
         f.write(vl)
 
+
 if __name__ == '__main__':
     tst_single_fus_il()
     tst_all_fus()