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// \\__/ o\ (C) 2013,2015 Robert Finch, Stratford
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// \\__/ o\ (C) 2013,2015 Robert Finch, Stratford
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// \ __ / All rights reserved.
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//
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// Thor Scaler
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// Thor Scaler
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//
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`ifndef THOR_DEFINES
|
`ifndef THOR_DEFINES
|
`define THOR_DEFINES 1'b1
|
`define THOR_DEFINES 1'b1
|
|
|
`define SIMULATION 1'b1
|
`define SIMULATION 1'b1
|
`define SEGMENTATION 1'b1
|
`define SEGMENTATION 1'b1
|
//`define STACKOPS 1'b1
|
//`define STACKOPS 1'b1
|
//`define BITFIELDOPS 1'b1
|
//`define BITFIELDOPS 1'b1
|
//`define FLOATING_POINT 1'b1
|
//`define FLOATING_POINT 1'b1
|
`define STRINGOPS 1'b1
|
`define STRINGOPS 1'b1
|
`define DEBUG_LOGIC 1'b1
|
`define DEBUG_LOGIC 1'b1
|
//`define THREEWAY 1'b1
|
//`define THREEWAY 1'b1
|
|
`define TRAP_ILLEGALOPS 1'b1
|
|
|
`define TRUE 1'b1
|
`define TRUE 1'b1
|
`define FALSE 1'b0
|
`define FALSE 1'b0
|
`define INV 1'b0
|
`define INV 1'b0
|
`define VAL 1'b1
|
`define VAL 1'b1
|
`define ZERO 64'd0
|
`define ZERO 64'd0
|
|
|
|
|
`define TST 8'b0000xxxx
|
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|
`define CMP 8'b0001xxxx
|
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|
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|
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|
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|
|
|
`define RR 8'h40
|
`define RR 8'h40
|
`define ADD 6'h00
|
`define ADD 6'h00
|
`define SUB 6'h01
|
`define SUB 6'h01
|
`define MUL 6'h02
|
`define MUL 6'h02
|
`define DIV 6'h03
|
`define DIV 6'h03
|
`define ADDU 6'h04
|
`define ADDU 6'h04
|
`define SUBU 6'h05
|
`define SUBU 6'h05
|
`define MULU 6'h06
|
`define MULU 6'h06
|
`define DIVU 6'h07
|
`define DIVU 6'h07
|
`define _2ADDU 6'h08
|
`define _2ADDU 6'h08
|
`define _4ADDU 6'h09
|
`define _4ADDU 6'h09
|
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|
`define _8ADDU 6'h0A
|
`define _16ADDU 6'h0B
|
`define _16ADDU 6'h0B
|
`define MIN 6'h10
|
`define MIN 6'h10
|
`define MAX 6'h11
|
`define MAX 6'h11
|
`define R2 8'h41
|
`define R2 8'h41
|
`define CPUID 4'h0
|
`define CPUID 4'h0
|
`define REDOR 4'h1 // reduction or
|
`define REDOR 4'h1 // reduction or
|
`define REDAND 4'h2 // reduction and
|
`define REDAND 4'h2 // reduction and
|
`define PAR 4'h3 // parity
|
`define PAR 4'h3 // parity
|
`define P 8'h42
|
`define P 8'h42
|
`define PAND 6'd0
|
`define PAND 6'd0
|
`define POR 6'd1
|
`define POR 6'd1
|
`define PEOR 6'd2
|
`define PEOR 6'd2
|
`define PNAND 6'd3
|
`define PNAND 6'd3
|
`define PNOR 6'd4
|
`define PNOR 6'd4
|
`define PENOR 6'd5
|
`define PENOR 6'd5
|
`define PANDC 6'd6
|
`define PANDC 6'd6
|
`define PORC 6'd7
|
`define PORC 6'd7
|
`define BITI 8'h46
|
`define BITI 8'h46
|
`define ADDUIS 8'h47
|
`define ADDUIS 8'h47
|
`define ADDI 8'h48
|
`define ADDI 8'h48
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|
`define SUBI 8'h49
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|
`define MULI 8'h4A
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`define DIVI 8'h4B
|
`define DIVI 8'h4B
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|
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|
`define SUBUI 8'h4D
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|
`define MULUI 8'h4E
|
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|
`define DIVUI 8'h4F
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`define LOGIC 8'h50
|
`define LOGIC 8'h50
|
`define AND 6'h0
|
`define AND 6'h0
|
`define OR 6'h1
|
`define OR 6'h1
|
`define EOR 6'h2
|
`define EOR 6'h2
|
`define NAND 6'h3
|
`define NAND 6'h3
|
`define NOR 6'h4
|
`define NOR 6'h4
|
`define ENOR 6'h5
|
`define ENOR 6'h5
|
`define ANDC 6'h6
|
`define ANDC 6'h6
|
`define ORC 6'h7
|
`define ORC 6'h7
|
`define MLO 8'h51
|
`define MLO 8'h51
|
`define ANDI 8'h53
|
`define ANDI 8'h53
|
`define ORI 8'h54
|
`define ORI 8'h54
|
`define EORI 8'h55
|
`define EORI 8'h55
|
|
|
`define SHIFT 8'h58
|
`define SHIFT 8'h58
|
`define SHL 6'h00
|
`define SHL 6'h00
|
`define SHR 6'h01
|
`define SHR 6'h01
|
`define SHLU 6'h02
|
`define SHLU 6'h02
|
`define SHRU 6'h03
|
`define SHRU 6'h03
|
`define ROL 6'h04
|
`define ROL 6'h04
|
`define ROR 6'h05
|
`define ROR 6'h05
|
`define SHLI 6'h10
|
`define SHLI 6'h10
|
`define SHRI 6'h11
|
`define SHRI 6'h11
|
`define SHLUI 6'h12
|
`define SHLUI 6'h12
|
`define SHRUI 6'h13
|
`define SHRUI 6'h13
|
`define ROLI 6'h14
|
`define ROLI 6'h14
|
`define RORI 6'h15
|
`define RORI 6'h15
|
|
|
`define _2ADDUI 8'h6B
|
`define _2ADDUI 8'h6B
|
`define _4ADDUI 8'h6C
|
`define _4ADDUI 8'h6C
|
`define _8ADDUI 8'h6D
|
`define _8ADDUI 8'h6D
|
`define _16ADDUI 8'h6E
|
`define _16ADDUI 8'h6E
|
`define LDI 8'h6F
|
`define LDI 8'h6F
|
|
|
`define MUX 8'h72
|
`define MUX 8'h72
|
|
|
`define FSTAT 8'h73
|
`define FSTAT 8'h73
|
`define FRM 8'h74
|
`define FRM 8'h74
|
`define FTX 8'h75
|
`define FTX 8'h75
|
`define DOUBLE_R 8'h77
|
`define DOUBLE_R 8'h77
|
`define FMOV 4'h00
|
`define FMOV 4'h00
|
`define FTOI 4'h02
|
`define FTOI 4'h02
|
`define ITOF 4'h03
|
`define ITOF 4'h03
|
`define FNEG 4'h04
|
`define FNEG 4'h04
|
`define FABS 4'h05
|
`define FABS 4'h05
|
`define FSIGN 4'h06
|
`define FSIGN 4'h06
|
`define FMAN 4'h07
|
`define FMAN 4'h07
|
`define FNABS 4'h08
|
`define FNABS 4'h08
|
`define FSTAT 4'h0C
|
`define FSTAT 4'h0C
|
`define FRM 4'h0D
|
`define FRM 4'h0D
|
`define FLOAT 8'h78
|
`define FLOAT 8'h78
|
`define FCMP 6'h07
|
`define FCMP 6'h07
|
`define FADD 6'h08
|
`define FADD 6'h08
|
`define FSUB 6'h09
|
`define FSUB 6'h09
|
`define FMUL 6'h0A
|
`define FMUL 6'h0A
|
`define FDIV 6'h0B
|
`define FDIV 6'h0B
|
`define FCMPS 6'h17
|
`define FCMPS 6'h17
|
`define FADDS 6'h18
|
`define FADDS 6'h18
|
`define FSUBS 6'h19
|
`define FSUBS 6'h19
|
`define FMULS 6'h1A
|
`define FMULS 6'h1A
|
`define FDIVS 6'h1B
|
`define FDIVS 6'h1B
|
`define SINGLE_R 8'h79
|
`define SINGLE_R 8'h79
|
`define FMOVS 4'h00
|
`define FMOVS 4'h00
|
`define FTOIS 4'h02
|
`define FTOIS 4'h02
|
`define ITOFS 4'h03
|
`define ITOFS 4'h03
|
`define FNEGS 4'h04
|
`define FNEGS 4'h04
|
`define FABSS 4'h05
|
`define FABSS 4'h05
|
`define FSIGNS 4'h06
|
`define FSIGNS 4'h06
|
`define FMANS 4'h07
|
`define FMANS 4'h07
|
`define FNABSS 4'h08
|
`define FNABSS 4'h08
|
`define FTX 4'h0C
|
`define FTX 4'h0C
|
`define FCX 4'h0D
|
`define FCX 4'h0D
|
`define FEX 4'h0E
|
`define FEX 4'h0E
|
`define FDX 4'h0F
|
`define FDX 4'h0F
|
|
|
`define LB 8'h80
|
`define LB 8'h80
|
`define LBU 8'h81
|
`define LBU 8'h81
|
`define LC 8'h82
|
`define LC 8'h82
|
`define LCU 8'h83
|
`define LCU 8'h83
|
`define LH 8'h84
|
`define LH 8'h84
|
`define LHU 8'h85
|
`define LHU 8'h85
|
`define LW 8'h86
|
`define LW 8'h86
|
`define LFS 8'h87
|
`define LFS 8'h87
|
`define LFD 8'h88
|
`define LFD 8'h88
|
`define LVWAR 8'h8B
|
`define LVWAR 8'h8B
|
`define SWCR 8'h8C
|
`define SWCR 8'h8C
|
`define LEA 8'h8D
|
`define LEA 8'h8D
|
`define LWS 8'h8E
|
`define LWS 8'h8E
|
`define LCL 8'h8F
|
`define LCL 8'h8F
|
|
|
`define SB 8'h90
|
`define SB 8'h90
|
`define SC 8'h91
|
`define SC 8'h91
|
`define SH 8'h92
|
`define SH 8'h92
|
`define SW 8'h93
|
`define SW 8'h93
|
`define SFS 8'h94
|
`define SFS 8'h94
|
`define SFD 8'h95
|
`define SFD 8'h95
|
`define STI 8'h96
|
`define STI 8'h96
|
`define CAS 8'h97
|
`define CAS 8'h97
|
`define STS 8'h98
|
`define STS 8'h98
|
`define STMV 8'h99
|
`define STMV 8'h99
|
`define STCMP 8'h9A
|
`define STCMP 8'h9A
|
`define STFND 8'h9B
|
`define STFND 8'h9B
|
|
|
`define LDIT10 8'h9C
|
`define LDIT10 8'h9C
|
`define LDIS 8'h9D
|
`define LDIS 8'h9D
|
`define SWS 8'h9E
|
`define SWS 8'h9E
|
`define CACHE 8'h9F
|
`define CACHE 8'h9F
|
|
|
// Flow control Opcodes
|
// Flow control Opcodes
|
`define JSRZ 8'hA0
|
`define JSRZ 8'hA0
|
`define JSRS 8'hA1
|
`define JSRS 8'hA1
|
`define JSR 8'hA2
|
`define JSR 8'hA2
|
`define RTS 8'hA3
|
`define RTS 8'hA3
|
`define LOOP 8'hA4
|
`define LOOP 8'hA4
|
`define SYS 8'hA5
|
`define SYS 8'hA5
|
`define INT 8'hA6
|
`define INT 8'hA6
|
`define R 8'hA7
|
`define R 8'hA7
|
`define MOV 4'h0
|
`define MOV 4'h0
|
`define NEG 4'h1
|
`define NEG 4'h1
|
`define NOT 4'h2
|
`define NOT 4'h2
|
`define ABS 4'h3
|
`define ABS 4'h3
|
`define SGN 4'h4
|
`define SGN 4'h4
|
`define CNTLZ 4'h5
|
`define CNTLZ 4'h5
|
`define CNTLO 4'h6
|
`define CNTLO 4'h6
|
`define CNTPOP 4'h7
|
`define CNTPOP 4'h7
|
`define SXB 4'h8
|
`define SXB 4'h8
|
`define SXC 4'h9
|
`define SXC 4'h9
|
`define SXH 4'hA
|
`define SXH 4'hA
|
`define COM 4'hB
|
`define COM 4'hB
|
`define ZXB 4'hC
|
`define ZXB 4'hC
|
`define ZXC 4'hD
|
`define ZXC 4'hD
|
`define ZXH 4'hE
|
`define ZXH 4'hE
|
`define MFSPR 8'hA8
|
`define MFSPR 8'hA8
|
`define MTSPR 8'hA9
|
`define MTSPR 8'hA9
|
|
|
`define BITFIELD 8'hAA
|
`define BITFIELD 8'hAA
|
`define BFINS 4'h0
|
`define BFINS 4'h0
|
`define BFSET 4'h1
|
`define BFSET 4'h1
|
`define BFCLR 4'h2
|
`define BFCLR 4'h2
|
`define BFCHG 4'h3
|
`define BFCHG 4'h3
|
`define BFEXTU 4'h4
|
`define BFEXTU 4'h4
|
`define BFEXT 4'h5
|
`define BFEXT 4'h5
|
|
`define BFINSI 4'd6
|
|
|
`define MOVS 8'hAB
|
`define MOVS 8'hAB
|
// Uncached access instructions
|
// Uncached access instructions
|
`define LVB 8'hAC
|
`define LVB 8'hAC
|
`define LVC 8'hAD
|
`define LVC 8'hAD
|
`define LVH 8'hAE
|
`define LVH 8'hAE
|
`define LVW 8'hAF
|
`define LVW 8'hAF
|
|
|
`define LBX 8'hB0
|
`define LBX 8'hB0
|
`define LBUX 8'hB1
|
`define LBUX 8'hB1
|
`define LCX 8'hB2
|
`define LCX 8'hB2
|
`define LCUX 8'hB3
|
`define LCUX 8'hB3
|
`define LHX 8'hB4
|
`define LHX 8'hB4
|
`define LHUX 8'hB5
|
`define LHUX 8'hB5
|
`define LWX 8'hB6
|
`define LWX 8'hB6
|
|
|
`define SBX 8'hC0
|
`define SBX 8'hC0
|
`define SCX 8'hC1
|
`define SCX 8'hC1
|
`define SHX 8'hC2
|
`define SHX 8'hC2
|
`define SWX 8'hC3
|
`define SWX 8'hC3
|
`define STIX 8'hC6
|
`define STIX 8'hC6
|
`define INC 8'hC7
|
`define INC 8'hC7
|
`define PUSH 8'hC8
|
`define PUSH 8'hC8
|
`define PEA 8'hC9
|
`define PEA 8'hC9
|
`define POP 8'hCA
|
`define POP 8'hCA
|
`define LINK 8'hCB
|
`define LINK 8'hCB
|
`define UNLINK 8'hCC
|
`define UNLINK 8'hCC
|
|
|
`define TLB 8'hF0
|
`define TLB 8'hF0
|
`define TLB_NOP 4'd0
|
`define TLB_NOP 4'd0
|
`define TLB_P 4'd1
|
`define TLB_P 4'd1
|
`define TLB_RD 4'd2
|
`define TLB_RD 4'd2
|
`define TLB_WR 4'd3
|
`define TLB_WR 4'd3
|
`define TLB_WI 4'd4
|
`define TLB_WI 4'd4
|
`define TLB_EN 4'd5
|
`define TLB_EN 4'd5
|
`define TLB_DIS 4'd6
|
`define TLB_DIS 4'd6
|
`define TLB_RDREG 4'd7
|
`define TLB_RDREG 4'd7
|
`define TLB_WRREG 4'd8
|
`define TLB_WRREG 4'd8
|
`define TLB_INVALL 4'd9
|
`define TLB_INVALL 4'd9
|
`define NOP 8'hF1
|
`define NOP 8'hF1
|
|
|
`define TLBWired 4'h0
|
`define TLBWired 4'h0
|
`define TLBIndex 4'h1
|
`define TLBIndex 4'h1
|
`define TLBRandom 4'h2
|
`define TLBRandom 4'h2
|
`define TLBPageSize 4'h3
|
`define TLBPageSize 4'h3
|
`define TLBVirtPage 4'h4
|
`define TLBVirtPage 4'h4
|
`define TLBPhysPage 4'h5
|
`define TLBPhysPage 4'h5
|
`define TLBASID 4'h7
|
`define TLBASID 4'h7
|
`define TLBDMissAdr 4'd8
|
`define TLBDMissAdr 4'd8
|
`define TLBIMissAdr 4'd9
|
`define TLBIMissAdr 4'd9
|
`define TLBPageTblAddr 4'd10
|
`define TLBPageTblAddr 4'd10
|
`define TLBPageTblCtrl 4'd11
|
`define TLBPageTblCtrl 4'd11
|
|
|
`define RTS2 8'hF2
|
`define RTS2 8'hF2
|
`define RTE 8'hF3
|
`define RTE 8'hF3
|
`define RTI 8'hF4
|
`define RTI 8'hF4
|
`define BCD 8'hF5
|
`define BCD 8'hF5
|
`define BCDADD 8'h00
|
`define BCDADD 8'h00
|
`define BCDSUB 8'h01
|
`define BCDSUB 8'h01
|
`define BCDMUL 8'h02
|
`define BCDMUL 8'h02
|
`define STP 8'hF6
|
`define STP 8'hF6
|
`define SYNC 8'hF7
|
`define SYNC 8'hF7
|
`define MEMSB 8'hF8 // synchronization barrier
|
`define MEMSB 8'hF8 // synchronization barrier
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`define MEMDB 8'hF9 // data barrier
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`define MEMDB 8'hF9 // data barrier
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`define CLI 8'hFA
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`define CLI 8'hFA
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`define SEI 8'hFB
|
`define SEI 8'hFB
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`define RTD 8'hFC
|
`define RTD 8'hFC
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`define IMM 8'hFF
|
`define IMM 8'hFF
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`define PREDC 3:0
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`define PREDC 3:0
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`define PREDR 7:4
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`define PREDR 7:4
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`define OPCODE 15:8
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`define OPCODE 15:8
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`define RA 21:16
|
`define RA 21:16
|
`define RB 27:22
|
`define RB 27:22
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`define INSTRUCTION_RA 21:16
|
`define INSTRUCTION_RA 21:16
|
`define INSTRUCTION_RB 27:22
|
`define INSTRUCTION_RB 27:22
|
`define INSTRUCTION_RC 33:28
|
`define INSTRUCTION_RC 33:28
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|
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`define XTBL 4'd12
|
`define XTBL 4'd12
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`define EPC 4'd13
|
`define EPC 4'd13
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`define IPC 4'd14
|
`define IPC 4'd14
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// Special Registers
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// Special Registers
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`define PREGS 6'h0x
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`define PREGS 6'h0x
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`define CREGS 6'h1x
|
`define CREGS 6'h1x
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`define SREGS 6'h2x
|
`define SREGS 6'h2x
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`define PREGS_ALL 6'h30
|
`define PREGS_ALL 6'h30
|
`define TICK 6'h32
|
`define TICK 6'h32
|
`define LCTR 6'h33
|
`define LCTR 6'h33
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`define ASID 6'h36
|
`define ASID 6'h36
|
`define SR 6'h37
|
`define SR 6'h37
|
`define FPSCR 6'h38
|
`define FPSCR 6'h38
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`define CLK_THROTTLE 6'h3F
|
`define CLK_THROTTLE 6'h3F
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// exception types:
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// exception types:
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`define EXC_NONE 4'd0
|
`define EXC_NONE 4'd0
|
`define EXC_HALT 4'd1
|
`define EXC_HALT 4'd1
|
`define EXC_TLBMISS 4'd2
|
`define EXC_TLBMISS 4'd2
|
`define EXC_SEGV 4'd3
|
`define EXC_SEGV 4'd3
|
`define EXC_INVALID 4'd4
|
`define EXC_INVALID 4'd4
|
`define EXC_SYS 4'd5
|
`define EXC_SYS 4'd5
|
`define EXC_INT 4'd6
|
`define EXC_INT 4'd6
|
`define EXC_OFL 4'd7
|
`define EXC_OFL 4'd7
|
`define EXC_DBE 4'd8 // databus error
|
`define EXC_DBE 4'd8 // databus error
|
`define EXC_DBZ 4'd9 // divide by zero
|
`define EXC_DBZ 4'd9 // divide by zero
|
`define EXC_FLT 4'd10 // floating point exception
|
`define EXC_FLT 4'd10 // floating point exception
|
`define EXC_DBG 4'd11
|
`define EXC_DBG 4'd11
|
`define EXC_PRIV 4'd12
|
`define EXC_PRIV 4'd12
|
//
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//
|
// define PANIC types
|
// define PANIC types
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//
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//
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`define PANIC_NONE 4'd0
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`define PANIC_NONE 4'd0
|
`define PANIC_FETCHBUFBEQ 4'd1
|
`define PANIC_FETCHBUFBEQ 4'd1
|
`define PANIC_INVALIDISLOT 4'd2
|
`define PANIC_INVALIDISLOT 4'd2
|
`define PANIC_MEMORYRACE 4'd3
|
`define PANIC_MEMORYRACE 4'd3
|
`define PANIC_IDENTICALDRAMS 4'd4
|
`define PANIC_IDENTICALDRAMS 4'd4
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`define PANIC_OVERRUN 4'd5
|
`define PANIC_OVERRUN 4'd5
|
`define PANIC_HALTINSTRUCTION 4'd6
|
`define PANIC_HALTINSTRUCTION 4'd6
|
`define PANIC_INVALIDMEMOP 4'd7
|
`define PANIC_INVALIDMEMOP 4'd7
|
`define PANIC_INVALIDFBSTATE 4'd9
|
`define PANIC_INVALIDFBSTATE 4'd9
|
`define PANIC_INVALIDIQSTATE 4'd10
|
`define PANIC_INVALIDIQSTATE 4'd10
|
`define PANIC_BRANCHBACK 4'd11
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`define PANIC_BRANCHBACK 4'd11
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`define PANIC_BADTARGETID 4'd12
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`define PANIC_BADTARGETID 4'd12
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`define DRAMSLOT_AVAIL 2'b00
|
`define DRAMSLOT_AVAIL 2'b00
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`define DRAMREQ_READY 2'b11
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`define DRAMREQ_READY 2'b11
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`endif
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`endif
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