reduce number of d-cache lines in microwatt fpga mode

couple of adjustments to reduce gate count in i/d-cache

add SDRAM Configuration Record

reduce TLB set size from 64 to 16 to get FPGA resource utilisation down

drastically reduce I-Cache size in microwatt-compat mode
should really be called "small FPGA mode" or something

parameterise I-Cache similar to D-Cache. lots of "self."
all over the place. yuk.

add grev

add opencores SDRAM verilog wrapper

oof. big update to DCache to accept config parameters

connect UART16550 pins if given

for *write* the counter-address on downconvert was correct
but for *read* it has to be pre-advanced (if that makes any sense)

add wishbone downconvert "skip" of slave sel so that action
is not taken

add SysCon reg_info, has uart and has large SYSCON

sigh, stall was not working but actually turns out that
the downconvert counter was not being set properly (one cycle late)

add option to specify UART16550 width (32/8)

add beginnings of syscon bus peripheral

update comments

resolve WBDownConvert ack issues when stall is active

strip first 3 bits of WB address from microwatt d/i-bus, bug in microwatt

slave sends stall signal, master receives, in
WBDownConvert

sort out ExternalCore signal names

add wishbone slave signal to downconvert if present

add external core verilog wrapper, ironically around Libre-SOC
(as well as Microwatt)

bugfixing for ls2 imports of uart16550

Revert "remove dummy trap pipeline"

This reverts commit de3765400532be229ed4dd8a1d9fdcf1b4bca0ef.

Revert "doh"

This reverts commit 26fdc967b91945d102c4efceaba18cfb1506b08a.

Added optional reverse arg to send TDI data MSB-first

add opencores uart16550 instance wrapper

correct path for make target microwatt_external_core

fix bug in itlb_valid SRLatch set/reset, a bit weird but it works

whoops tlb_valids in ICache is a combinatorial-get/set
set SRLatch sync=False

convert TLBValidArray in ICache to SRLatch

add microwatt external core build target to Makefile

use an SRLatch for cache_valids, at least it reduces graphviz size

use Memory for cache tags in dcache

use Memory for cache_tags in icache

doh

remove dummy trap pipeline

remove combinatorial loop from MultiCompUnit
actually not a loop due to an SRLatch but synth tools still think it is

break out cache_tags and cache_valids (again) this time in dcache

remove CacheTagArray in icache.py

create Memory for Cache Tags in I-Cache
another huge reduction in number of LUT4s, uses (again) a
combinatorial-read sync-write

remove unneeded parameter

add Array of CacheValids back in, so as to reduce LUT4 usage

tagset is a local Signal in ICache

identify combinatorial loop signals in MultiCompUnit, TODO resolve

use nmigen Memory in I-Cache for TLB Lookups
surprisingly this makes the Libre-SOC core *50% faster* than microwatt
when running under verilator, despite only being a FSM

put itlb_valid back, ready for conversion to Memory, in ICache

convert CacheRAM to Memory, acts much faster now

explanatory comment when page hit is the same for stores

use right offset in dcache wb address
happened to be the same value but best to be safe, eh?

re-examining dcache.vhdl, still did not get the store-page
address quite right

bug in dcache.py where when two stores occur in the same real page
the address is corrupted.

in LoadStore1 capture the address for misaligned dual ld/sts in
a different way.
something very strange going on with misaligned stores: the address
is advancing far too far under certain circumstances (by 128) which
could just be an MMU / PTE lookup to a different table.

sort out misaligned store in LoadStore1

for second aligned request truncate address to nearest dword
this ensures that DAR gets set correctly if a pagefault 0x300 occurs

add license and copyright header to dcache.py,
extracted authors from git history for the file, but made sure to
credit the original dcache.vhdl as being from microwatt and its
license being CC4

LDSTException now passing bits of SRR1 around to the Trap Pipeline
the actual (former) value of SRR1 is not what is supposed to be used:
the use of the variable "srr1" is a moniker from microwatt

comments

hmm there seems to have been an error in DTLB Read,
where if a write *and* a read occurred at the same time, the old
DTLB-valid entry was given. add similar "forwarding" that is used in
Memory.  DTLB-valid is actually a register not a Memory, where the
DTLB way/tags are a Memory, hence the bug

bool test on traptype to
ensure two conditions are properly ANDed
also copy correct bits of SRR over, but there is an additional
bug here that needs to be fixed: Exception class needs to pass over
the bottom 16 LSBs of SRR1

looked in soc.vhdl in microwatt and the parameters are 64 cache
lines.  this would not be important if it was not explicitly in
the linux-5.7 device-tree file

add debug output of whether stall occurs on dcache

missed setting of r0_full to zero in dcache. not encountered as
a bug but would have done in future

skip ilang data in branch test_pipe_caller.py

attempting to get compunit and test_pipe_caller unit tests
up and running again.
grrr

sigh, monitor DEC/TB StateRegs "properly" so that the Issuer DEC/TB FSM
does not end up in a race condition with the SPR pipeline for writing
to DEC or TB

whoops fix bug in setting of DEC/TB (State) in test_core.py

whoops MFSPR DEC/TB was reading from FastRegs not StateRegs
also TBU

whoops forgot to enable fast-reg read in DMI

ISI (0x400) trap is the only one that puts memory-based exception
info into SRR1, not *all* memory-based exceptions

comments

move DEC and TB into StateRegs, to make room in FastRegs
also has the advantage that DEC and TB could generate an accurate interrupt

add support for DMI debug read of FAST Regfile SPRs
this to be able to do a side-by-side compare against microwatt
single-stepping

comments on SRR1 in trap

preserve bits of SRR1 on a TRAP (including all interrupts) which in
turn means that PowerDecoder2 has to read SRR1

fix hrfid and mtmsrd so that it is identical to microwatt
both allow MSR.ME to be set, which walks linux-5.7 along a different
codepath particularly for 0x900 exception handling

connect up DEC/TB FSM pauser from core to Issuer

comments

whitespace

add pause_dec_tb signal (not very sophisticated) to Core
TODO, detect MTSPR and DEC/TB SPR being written to, but for now just
detect an entire SPR pipeline

add signal for pausing the DEC/TB FSM to IssuerBase
there is a potential issue with the DEC SPR that needs solving,
and there is a race condition where an mtspr DEC/TB could get
overwritten
adding a "pause" mechanism to the FSM should solve that

raise interrupt on misaligned atomic LDST

pass over store_done correctly from dcache over PortInterface
into LDSTCompUnit so that it can set CR0 correctly on stdcx. etc.

add CR0 to LDSTCompUnit, for reporting if LR/SC store is done

remove PortInterface mmu_done signal,
add store_done

forgot name on dcache Reservation

pass over atomic signals to dcache from loadstore.
does not do everything yet: load-quad for example is not included

try using req.op in RELOAD_WAIT_ACK to detect whether request
can complete next cycle

pass atomic reserve through from PortInterface to DCache
not yet doing anything with it, so should be fine

add atomic LR/SC signal to LDSTCompUnit

add reserve (atomic) signal to LDST data structures including PortInterface

tidyup PortInterface

workaround for bug in dcache where the r1.req waiting to be deployed
was interfering with the current state being executed
http://lists.libre-soc.org/pipermail/libre-soc-dev/2022-January/004358.html

enable both linux-5.7 tests

split out CacheTag Record to separate structure

update how d_valid is handled

missed setting r1.store_way and r1.store_row in STORE_WAIT_ACK state

Revert "dcache 2nd stage (r1) should only indicate not-busy"

This reverts commit a03aefb1e8ae7d6110a328b57f1336890ebee469.

second test for linux-5.7