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// SRAM Researcher, Architecturer, Computer Scientist/Electrical Engineer
// Hobbies: Cryptocurrency Enthusiast, DogeCoin
// Language: Verilog, C, Turkish, English, Nihongo, BOOTLOADER

module bellek_islem_birimi#(parameter GECIKME = 5)
    (
    input                   clk_g                                                ,
    input                   rst_g                                                ,
    input         [2:0]     bellek_buyrugu                                       ,
    input         [31:0]    islec1_g                                             ,
    input         [31:0]    islec2_g                                             ,
    input         [31:0]    anlik_g                                              ,
    input                   bellek_isaretli                                      ,
    input         [2:0]     bellek_turu                                          ,
    input                   bellek_hazir_g                                       ,
    input         [31:0]    oku_veri_g                                           ,
    input                   oku_veri_gecerli_g                                   ,
    output  reg             bitti_c                                              ,           
    output  reg   [31:0]    oku_veri_c                                           , 
    output  reg   [31:0]    adres_bib_c                                          ,
    output  reg             oku_gecerli_bib_c                                    ,
    output  reg             yaz_gecerli_bib_c                                    ,
    output  reg   [31:0]    yaz_veri_bib_c                                       ,
    output  reg   [3:0]     yaz_veri_bib_maske_c                                       
    
    );
    localparam FENCE  = 3'b001,
               KAYDET = 3'b010,
               YUKLE  = 3'b100;
           
      
    localparam SB  = 3'b001,
               SH  = 3'b010,
               SW  = 3'b100;
     
    
    localparam LW    = 5'b00001,
               LH    = 5'b00010,
               LB    = 5'b00100,
               LHU   = 5'b01000,
               LBU   = 5'b10000;
                          
    localparam BOSTA = 2'b10,
               BEKLE = 2'b01;       
           
           
    reg          [4:0]    oku_islem_turu                = 0                  ;       
    reg                   islem_basladi_mi              = 0                  ;
    
    
    reg          [1:0]    bib_durum_r = 0, bib_durum_ns = 0                          ;
    
    always@* begin
       bib_durum_ns                 = bib_durum_r                          ;
       oku_gecerli_bib_c            = 1'b0                                 ;
       yaz_gecerli_bib_c            = 1'b0                                 ;
       yaz_veri_bib_maske_c         = 4'b0                                 ;
       yaz_veri_bib_c               = islec2_g                             ;
       
       adres_bib_c                  = 0                                    ;
       oku_veri_c                   = 0                                    ;
       bitti_c                      = 0                                    ;
       
       case(bellek_buyrugu)
           FENCE: begin
               // HICBIR SEY YAPMA
           end
           KAYDET: begin
                   //anlik deger $signed olarak belirtilmemis
                   adres_bib_c = islec1_g + { {20{anlik_g[11]}}, anlik_g[11:0] };

           end
           YUKLE: begin
                   //anlik deger $signed olarak belirtilmemis
                   adres_bib_c = islec1_g + { {20{islec2_g[11]}}, islec2_g[11:0] };
                   oku_islem_turu = {bellek_turu[0],bellek_turu[1],bellek_turu[2]} << 2*$unsigned(~bellek_isaretli); // kontrol ettim, simdilik problem yok gibi.
                   case(oku_islem_turu)
                        LW:  oku_veri_c = oku_veri_g;
                        
                        LH:  oku_veri_c = {{16{oku_veri_g[{adres_bib_c[1], 4'b0000} + 15]}},
                                             oku_veri_g[{adres_bib_c[1], 4'b0000} +: 16]};
                                             
                        LHU: oku_veri_c = {{16{1'b0}},
                                             oku_veri_g[{adres_bib_c[1], 4'b0000} +: 16]};
                                             
                        LB:  oku_veri_c = {{24{oku_veri_g[{adres_bib_c[1:0], 3'b000} + 7]}},
                                             oku_veri_g[{adres_bib_c[1:0], 3'b000} +:8]};
                                             
                        LBU: oku_veri_c = {{24{1'b0}},
                                                oku_veri_g[{adres_bib_c[1:0], 3'b000} +:8]};
                    endcase
           end
       endcase       
       
       case(bib_durum_r)
            BOSTA: begin
                if (bellek_hazir_g) begin
                  if (bellek_buyrugu == YUKLE) begin
                    bib_durum_ns = BEKLE;
                    oku_gecerli_bib_c = 1'b1;
                  end
                  else begin
                    if (bellek_buyrugu == KAYDET) begin
                      case(bellek_turu)
                           SW: yaz_veri_bib_maske_c = 4'b1111;
                           SH: begin
                            yaz_veri_bib_maske_c = {adres_bib_c[1], adres_bib_c[1], ~adres_bib_c[1], ~adres_bib_c[1]};
                            yaz_veri_bib_c = islec2_g << (adres_bib_c[1] * 16);                          
                           end
                           SB: begin
                            yaz_veri_bib_maske_c[adres_bib_c[1:0]] = 1'b1;
                            yaz_veri_bib_c = islec2_g << (adres_bib_c[1:0] * 8);                      
                           end
                      endcase
                      yaz_gecerli_bib_c = 1'b1;
                    end
                    bitti_c = 1'b1;
                  end
                end
            end // BOSTA
            BEKLE: begin
              if (oku_veri_gecerli_g) begin
                bitti_c = 1'b1;
                bib_durum_ns = BOSTA;
              end
            end
       endcase

    end
    
    always @(posedge clk_g) begin
       if (rst_g)
         bib_durum_r <= BOSTA;
       else
         bib_durum_r <= bib_durum_ns;
    end
               
endmodule