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[ieee754fpu.git] / src / add / iocontrol.py
index 5fa5607c83e7bdddfcb71aa461d32fe62529aafd..3d823c9ba2d9bcd7b8795e4bfd7dbd115cdacb2b 100644 (file)
     slave) could be derived from ControlBase, for example.
 """
 
-from nmigen import Signal, Cat, Const, Mux, Module, Value, Elaboratable
+from nmigen import Signal, Cat, Const, Module, Value, Elaboratable
 from nmigen.cli import verilog, rtlil
 from nmigen.hdl.rec import Record
 
-from abc import ABCMeta, abstractmethod
 from collections.abc import Sequence, Iterable
 from collections import OrderedDict
-import inspect
 
 import nmoperator
 
@@ -164,15 +162,6 @@ class RecordObject(Record):
         return list(self)
 
 
-def _spec(fn, name=None):
-    if name is None:
-        return fn()
-    varnames = dict(inspect.getmembers(fn.__code__))['co_varnames']
-    if 'name' in varnames:
-        return fn(name=name)
-    return fn()
-
-
 class PrevControl(Elaboratable):
     """ contains signals that come *from* the previous stage (both in and out)
         * valid_i: previous stage indicating all incoming data is valid.
@@ -199,16 +188,17 @@ class PrevControl(Elaboratable):
             return self.s_ready_o # set dynamically by stage
         return self._ready_o      # return this when not under dynamic control
 
-    def _connect_in(self, prev, direct=False, fn=None):
+    def _connect_in(self, prev, direct=False, fn=None, do_data=True):
         """ internal helper function to connect stage to an input source.
             do not use to connect stage-to-stage!
         """
         valid_i = prev.valid_i if direct else prev.valid_i_test
+        res = [self.valid_i.eq(valid_i),
+               prev.ready_o.eq(self.ready_o)]
+        if do_data is False:
+            return res
         data_i = fn(prev.data_i) if fn is not None else prev.data_i
-        return [self.valid_i.eq(valid_i),
-                prev.ready_o.eq(self.ready_o),
-                nmoperator.eq(self.data_i, data_i),
-               ]
+        return res + [nmoperator.eq(self.data_i, data_i)]
 
     @property
     def valid_i_test(self):
@@ -234,7 +224,7 @@ class PrevControl(Elaboratable):
         return m
 
     def eq(self, i):
-        return [self.data_i.eq(i.data_i),
+        return [nmoperator.eq(self.data_i, i.data_i),
                 self.ready_o.eq(i.ready_o),
                 self.valid_i.eq(i.valid_i)]
 
@@ -273,26 +263,28 @@ class NextControl(Elaboratable):
             return self.ready_i & self.d_valid
         return self.ready_i
 
-    def connect_to_next(self, nxt):
+    def connect_to_next(self, nxt, do_data=True):
         """ helper function to connect to the next stage data/valid/ready.
             data/valid is passed *TO* nxt, and ready comes *IN* from nxt.
             use this when connecting stage-to-stage
         """
-        return [nxt.valid_i.eq(self.valid_o),
-                self.ready_i.eq(nxt.ready_o),
-                nmoperator.eq(nxt.data_i, self.data_o),
-               ]
+        res = [nxt.valid_i.eq(self.valid_o),
+               self.ready_i.eq(nxt.ready_o)]
+        if do_data:
+            res.append(nmoperator.eq(nxt.data_i, self.data_o))
+        return res
 
-    def _connect_out(self, nxt, direct=False, fn=None):
+    def _connect_out(self, nxt, direct=False, fn=None, do_data=True):
         """ internal helper function to connect stage to an output source.
             do not use to connect stage-to-stage!
         """
         ready_i = nxt.ready_i if direct else nxt.ready_i_test
+        res = [nxt.valid_o.eq(self.valid_o),
+               self.ready_i.eq(ready_i)]
+        if not do_data:
+            return res
         data_o = fn(nxt.data_o) if fn is not None else nxt.data_o
-        return [nxt.valid_o.eq(self.valid_o),
-                self.ready_i.eq(ready_i),
-                nmoperator.eq(data_o, self.data_o),
-               ]
+        return res + [nmoperator.eq(data_o, self.data_o)]
 
     def elaborate(self, platform):
         m = Module()
@@ -312,307 +304,3 @@ class NextControl(Elaboratable):
     def ports(self):
         return list(self)
 
-
-class StageCls(metaclass=ABCMeta):
-    """ Class-based "Stage" API.  requires instantiation (after derivation)
-
-        see "Stage API" above..  Note: python does *not* require derivation
-        from this class.  All that is required is that the pipelines *have*
-        the functions listed in this class.  Derivation from this class
-        is therefore merely a "courtesy" to maintainers.
-    """
-    @abstractmethod
-    def ispec(self): pass       # REQUIRED
-    @abstractmethod
-    def ospec(self): pass       # REQUIRED
-    #@abstractmethod
-    #def setup(self, m, i): pass # OPTIONAL
-    #@abstractmethod
-    #def process(self, i): pass  # REQUIRED
-
-
-class Stage(metaclass=ABCMeta):
-    """ Static "Stage" API.  does not require instantiation (after derivation)
-
-        see "Stage API" above.  Note: python does *not* require derivation
-        from this class.  All that is required is that the pipelines *have*
-        the functions listed in this class.  Derivation from this class
-        is therefore merely a "courtesy" to maintainers.
-    """
-    @staticmethod
-    @abstractmethod
-    def ispec(): pass
-
-    @staticmethod
-    @abstractmethod
-    def ospec(): pass
-
-    #@staticmethod
-    #@abstractmethod
-    #def setup(m, i): pass
-
-    #@staticmethod
-    #@abstractmethod
-    #def process(i): pass
-
-
-class StageHelper:
-    """ a convenience wrapper around something that is Stage-API-compliant.
-        (that "something" may be a static class, for example).
-    """
-    def __init__(self, stage):
-        self.stage = stage
-
-    def ospec(self, name):
-        assert self.stage is not None
-        return _spec(self.stage.ospec, name)
-
-    def ispec(self, name):
-        assert self.stage is not None
-        return _spec(self.stage.ispec, name)
-
-    def process(self, i):
-        if self.stage and hasattr(self.stage, "process"):
-            return self.stage.process(i)
-        return i
-
-    def setup(self, m, i):
-        if self.stage is not None and hasattr(self.stage, "setup"):
-            self.stage.setup(m, i)
-
-    def _postprocess(self, i): # XXX DISABLED
-        return i # RETURNS INPUT
-        if hasattr(self.stage, "postprocess"):
-            return self.stage.postprocess(i)
-        return i
-
-
-class StageChain(StageCls):
-    """ pass in a list of stages, and they will automatically be
-        chained together via their input and output specs into a
-        combinatorial chain, to create one giant combinatorial block.
-
-        the end result basically conforms to the exact same Stage API.
-
-        * input to this class will be the input of the first stage
-        * output of first stage goes into input of second
-        * output of second goes into input into third
-        * ... (etc. etc.)
-        * the output of this class will be the output of the last stage
-
-        NOTE: whilst this is very similar to ControlBase.connect(), it is
-        *really* important to appreciate that StageChain is pure
-        combinatorial and bypasses (does not involve, at all, ready/valid
-        signalling of any kind).
-
-        ControlBase.connect on the other hand respects, connects, and uses
-        ready/valid signalling.
-
-        Arguments:
-
-        * :chain: a chain of combinatorial blocks conforming to the Stage API
-                  NOTE: StageChain.ispec and ospect have to have something
-                  to return (beginning and end specs of the chain),
-                  therefore the chain argument must be non-zero length
-
-        * :specallocate: if set, new input and output data will be allocated
-                         and connected (eq'd) to each chained Stage.
-                         in some cases if this is not done, the nmigen warning
-                         "driving from two sources, module is being flattened"
-                         will be issued.
-
-        NOTE: do NOT use StageChain with combinatorial blocks that have
-        side-effects (state-based / clock-based input) or conditional
-        (inter-chain) dependencies, unless you really know what you are doing.
-    """
-    def __init__(self, chain, specallocate=False):
-        assert len(chain) > 0, "stage chain must be non-zero length"
-        self.chain = chain
-        self.specallocate = specallocate
-
-    def ispec(self):
-        """ returns the ispec of the first of the chain
-        """
-        return _spec(self.chain[0].ispec, "chainin")
-
-    def ospec(self):
-        """ returns the ospec of the last of the chain
-        """
-        return _spec(self.chain[-1].ospec, "chainout")
-
-    def _specallocate_setup(self, m, i):
-        o = i # in case chain is empty
-        for (idx, c) in enumerate(self.chain):
-            if hasattr(c, "setup"):
-                c.setup(m, i)               # stage may have some module stuff
-            ofn = self.chain[idx].ospec     # last assignment survives
-            o = _spec(ofn, 'chainin%d' % idx)
-            m.d.comb += nmoperator.eq(o, c.process(i)) # process input into "o"
-            if idx == len(self.chain)-1:
-                break
-            ifn = self.chain[idx+1].ispec   # new input on next loop
-            i = _spec(ifn, 'chainin%d' % (idx+1))
-            m.d.comb += nmoperator.eq(i, o) # assign to next input
-        return o                            # last loop is the output
-
-    def _noallocate_setup(self, m, i):
-        o = i # in case chain is empty
-        for (idx, c) in enumerate(self.chain):
-            if hasattr(c, "setup"):
-                c.setup(m, i)               # stage may have some module stuff
-            i = o = c.process(i)            # store input into "o"
-        return o                            # last loop is the output
-
-    def setup(self, m, i):
-        if self.specallocate:
-            self.o = self._specallocate_setup(m, i)
-        else:
-            self.o = self._noallocate_setup(m, i)
-
-    def process(self, i):
-        return self.o # conform to Stage API: return last-loop output
-
-
-class ControlBase(StageHelper, Elaboratable):
-    """ Common functions for Pipeline API.  Note: a "pipeline stage" only
-        exists (conceptually) when a ControlBase derivative is handed
-        a Stage (combinatorial block)
-    """
-    def __init__(self, stage=None, in_multi=None, stage_ctl=False):
-        """ Base class containing ready/valid/data to previous and next stages
-
-            * p: contains ready/valid to the previous stage
-            * n: contains ready/valid to the next stage
-
-            Except when calling Controlbase.connect(), user must also:
-            * add data_i member to PrevControl (p) and
-            * add data_o member to NextControl (n)
-        """
-        StageHelper.__init__(self, stage)
-
-        # set up input and output IO ACK (prev/next ready/valid)
-        self.p = PrevControl(in_multi, stage_ctl)
-        self.n = NextControl(stage_ctl)
-
-        # set up the input and output data
-        if stage is not None:
-            self._new_data(self, self, "data")
-
-    def _new_data(self, p, n, name):
-        """ allocates new data_i and data_o
-        """
-        self.p.data_i = _spec(p.stage.ispec, "%s_i" % name)
-        self.n.data_o = _spec(n.stage.ospec, "%s_o" % name)
-
-    @property
-    def data_r(self):
-        return self.process(self.p.data_i)
-
-    def connect_to_next(self, nxt):
-        """ helper function to connect to the next stage data/valid/ready.
-        """
-        return self.n.connect_to_next(nxt.p)
-
-    def _connect_in(self, prev):
-        """ internal helper function to connect stage to an input source.
-            do not use to connect stage-to-stage!
-        """
-        return self.p._connect_in(prev.p)
-
-    def _connect_out(self, nxt):
-        """ internal helper function to connect stage to an output source.
-            do not use to connect stage-to-stage!
-        """
-        return self.n._connect_out(nxt.n)
-
-    def connect(self, pipechain):
-        """ connects a chain (list) of Pipeline instances together and
-            links them to this ControlBase instance:
-
-                      in <----> self <---> out
-                       |                   ^
-                       v                   |
-                    [pipe1, pipe2, pipe3, pipe4]
-                       |    ^  |    ^  |     ^
-                       v    |  v    |  v     |
-                     out---in out--in out---in
-
-            Also takes care of allocating data_i/data_o, by looking up
-            the data spec for each end of the pipechain.  i.e It is NOT
-            necessary to allocate self.p.data_i or self.n.data_o manually:
-            this is handled AUTOMATICALLY, here.
-
-            Basically this function is the direct equivalent of StageChain,
-            except that unlike StageChain, the Pipeline logic is followed.
-
-            Just as StageChain presents an object that conforms to the
-            Stage API from a list of objects that also conform to the
-            Stage API, an object that calls this Pipeline connect function
-            has the exact same pipeline API as the list of pipline objects
-            it is called with.
-
-            Thus it becomes possible to build up larger chains recursively.
-            More complex chains (multi-input, multi-output) will have to be
-            done manually.
-
-            Argument:
-
-            * :pipechain: - a sequence of ControlBase-derived classes
-                            (must be one or more in length)
-
-            Returns:
-
-            * a list of eq assignments that will need to be added in
-              an elaborate() to m.d.comb
-        """
-        assert len(pipechain) > 0, "pipechain must be non-zero length"
-        eqs = [] # collated list of assignment statements
-
-        # connect inter-chain
-        for i in range(len(pipechain)-1):
-            pipe1 = pipechain[i]
-            pipe2 = pipechain[i+1]
-            eqs += pipe1.connect_to_next(pipe2)
-
-        # connect front and back of chain to ourselves
-        front = pipechain[0]
-        end = pipechain[-1]
-        self._new_data(front, end, "chain") # NOTE: REPLACES existing data
-        eqs += front._connect_in(self)
-        eqs += end._connect_out(self)
-
-        return eqs
-
-    def set_input(self, i):
-        """ helper function to set the input data
-        """
-        return nmoperator.eq(self.p.data_i, i)
-
-    def __iter__(self):
-        yield from self.p
-        yield from self.n
-
-    def ports(self):
-        return list(self)
-
-    def elaborate(self, platform):
-        """ handles case where stage has dynamic ready/valid functions
-        """
-        m = Module()
-        m.submodules.p = self.p
-        m.submodules.n = self.n
-
-        self.setup(m, self.p.data_i)
-
-        if not self.p.stage_ctl:
-            return m
-
-        # intercept the previous (outgoing) "ready", combine with stage ready
-        m.d.comb += self.p.s_ready_o.eq(self.p._ready_o & self.stage.d_ready)
-
-        # intercept the next (incoming) "ready" and combine it with data valid
-        sdv = self.stage.d_valid(self.n.ready_i)
-        m.d.comb += self.n.d_valid.eq(self.n.ready_i & sdv)
-
-        return m
-