Bitmap Checker
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Bitmap Checker硬件模块
Bitmap checker简介
Bitmap checker 的作用是将来自外部（ptw/lptw/hptw）的请求发送至cache，并根据是否命中进行内存访问查权限。最后将cache返回的或者内存访问得到的权限发送回请求源。
此外，bitmap（walker）支持non blocking 特性，每一个请求来源都有FSM负责录入请求进行处理。但是一次只能有一个fsm进行cache访问。
状态机描述
为了保持non blocking，有8个独立的状态机（entries）并行运行。每个 entry 维护独立的状态和数据处理。当有请求进入时，从下到上依次将fsm填满，由于总共就8个请求来源，因此不会出现无空闲fsm可用的情况。
当entry的PA重复时，仅有一个fsm会进行一次查cache 或者访问memory，其余重复fsm项的状态会被部分跳过。重复表示PA的tag位[47:18] 一致。
| PA | |||
|---|---|---|---|
| 段 | tag | Bitmap offset | Page offset |
| 位 | [47:18] | [17:12] | [11:0] |
Bitmap checker 模块状态机
状态机状态
| 状态 | 说明 |
|---|---|
| state_idle | 标明该fsm状态为空，可以录入新请求 当io.req.fire时，切换到新状态 转换条件：
|
| state_addr_check | 进行pmp检查 转换条件：
|
| state_cache_req | 将cachereq拉高，fire后→ state_cache_resp |
| state_cache_resp | Cache resp fire后更新：
|
| state_mem_req | 拉高valid 并等待，mem req fire时，将所有重复项目的id跟新为本fsm id，并将所有重复和本机 state 设置为mem wait |
| state_mem_waiting | Fire时→state_mem_out，并将所有的符合id项目内值全部跟新为mem返回值 |
| state_mem_out | 拉高 resp valid ，fire时→ state_idle |
接口信号
| 信号 | 位宽 | 描述 |
|---|---|---|
| Io.mem | 内存访问相关信号 | |
| io.mem.resp.bits.id | 4 | memory 响应返回的 ID(需为bitmap编号) |
| io.mem.resp.bits.value | 512 | memory 返回的 bitmap 数据块 |
| io.mem.req_mask | 20 | Memory 请求屏蔽位 |
| io.mem.req.bits.addr | 56 | memory 请求的 bitmap 数据地址 |
| io.mem.req.bits.id | 4 | memory 请求的编号(恒定为bitmap编号) |
| io.mem.req.bits.hptw_bypassed | 1 | （和bitmap 模块内部无关） |
| Io.Req | 请求信号 | |
| io.req.bits.bmppn | 27 | 被检查的物理页号 PPN |
| io.req.bits.id | 4 | 请求编号，用于标识请求来源（和bitmap 模块内部无关） |
| io.req.bits.vpn | 27 | 对应虚拟页号VPN，用于唤醒pagecache（和bitmap 模块内部无关） |
| io.req.bits.level | 2 | 所查询页表的级别信息（0/1/2），用于唤醒pagecache（和bitmap 模块内部无关） |
| io.req.bits.way_info | 8 | TLB way 编号用于唤醒pagecache（和bitmap 模块内部无关） |
| io.req.bits.hptw_bypassed | 1 | 用于唤醒pagecache（和bitmap 模块内部无关） |
| Io.resp | 返回结果 | |
| io.resp.bits.cf | 1 | 检查权限是否允许访问 |
| io.resp.bits.cfs | 8 | 相邻8个（3bit地址空间）的权限 |
| io.resp.bits.id | 4 | 响应对应的请求id（和bitmap 模块内部无关） |
| Io.pmp | Pmp查 | |
| io.pmp.req.bits.addr | 56 | 进行PMP检查的物理地址 |
| io.pmp.req.bits.cmd | 2 | 读/写权限请求类型（恒定为读） |
| io.pmp.req.bits.size | 3 | 请求访问大小（恒定） |
| io.pmp.resp.ld | 1 | PMP Load 权限检查结果 |
| io.pmp.resp.mmio | 1 | PMP MMIO 检查结果 |
| Io.wakeup | Resp时且非hptw bypassed 进行重填pagecache | |
| io.wakeup.bits.setIndex | 4 | 唤醒用的setIndex（和bitmap 模块内部无关） |
| io.wakeup.bits.tag | 4 | 唤醒tag（VPN高位）（和bitmap 模块内部无关） |
| io.wakeup.bits.isSp | 1 | 是否为superpage（和bitmap 模块内部无关） |
| io.wakeup.bits.way_info | 8 | TLB对应的way 信息（和bitmap 模块内部无关） |
| io.wakeup.bits.pte_index | 6 | PTE 在段页表中的索引位置（和bitmap 模块内部无关） |
| io.wakeup.bits.check_success | 1 | 是否 bitmap 检查通过 |
| Refill | ||
| io.refill.bits.data | 64 | 要写入cache 的bitmap 数据 |
| CSR | ||
| io_sfence_valid | 1 | SFENCE 操作有效信号（为高刷新fsm） |
| io_csr_satp_changed | 1 | SATP 寄存器变更标志（为高刷新fsm） |
| io_csr_vsatp_changed | 1 | VSATP 寄存器变更标志（为高刷新fsm） |
| io_csr_hgatp_changed | 1 | HGATP 寄存器变更标志（为高刷新fsm） |
| io_csr_mbmc_BMA | 58 | Bitmap 基址寄存器值 |