Ruby Cache: Add param for marking caches as instruction only
[gem5.git] / configs / common / FSConfig.py
index 9778be3f1884de0835db867bb4365db9cdc91ef7..3e0a3df2e2ca466be9a72eaa8e5ac0a5adb23ab8 100644 (file)
@@ -1,4 +1,17 @@
-# Copyright (c) 2006-2007 The Regents of The University of Michigan
+# Copyright (c) 2010 ARM Limited
+# All rights reserved.
+#
+# The license below extends only to copyright in the software and shall
+# not be construed as granting a license to any other intellectual
+# property including but not limited to intellectual property relating
+# to a hardware implementation of the functionality of the software
+# licensed hereunder.  You may use the software subject to the license
+# terms below provided that you ensure that this notice is replicated
+# unmodified and in its entirety in all distributions of the software,
+# modified or unmodified, in source code or in binary form.
+#
+# Copyright (c) 2010-2011 Advanced Micro Devices, Inc.
+# Copyright (c) 2006-2008 The Regents of The University of Michigan
 # All rights reserved.
 #
 # Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 #
 # Authors: Kevin Lim
 
-import m5
-from m5 import makeList
 from m5.objects import *
 from Benchmarks import *
+from m5.util import convert
 
 class CowIdeDisk(IdeDisk):
     image = CowDiskImage(child=RawDiskImage(read_only=True),
@@ -38,11 +50,14 @@ class CowIdeDisk(IdeDisk):
     def childImage(self, ci):
         self.image.child.image_file = ci
 
+class MemBus(Bus):
+    badaddr_responder = BadAddr()
+    default = Self.badaddr_responder.pio
+
+
 def makeLinuxAlphaSystem(mem_mode, mdesc = None):
     class BaseTsunami(Tsunami):
-        ethernet = NSGigE(configdata=NSGigEPciData(),
-                          pci_bus=0, pci_dev=1, pci_func=0)
-        etherint = NSGigEInt(device=Parent.ethernet)
+        ethernet = NSGigE(pci_bus=0, pci_dev=1, pci_func=0)
         ide = IdeController(disks=[Parent.disk0, Parent.disk2],
                             pci_func=0, pci_dev=0, pci_bus=0)
 
@@ -52,7 +67,7 @@ def makeLinuxAlphaSystem(mem_mode, mdesc = None):
         mdesc = SysConfig()
     self.readfile = mdesc.script()
     self.iobus = Bus(bus_id=0)
-    self.membus = Bus(bus_id=1)
+    self.membus = MemBus(bus_id=1)
     self.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
     self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(mdesc.mem()))
     self.bridge.side_a = self.iobus.port
@@ -70,7 +85,57 @@ def makeLinuxAlphaSystem(mem_mode, mdesc = None):
                                                read_only = True))
     self.intrctrl = IntrControl()
     self.mem_mode = mem_mode
-    self.sim_console = SimConsole()
+    self.terminal = Terminal()
+    self.kernel = binary('vmlinux')
+    self.pal = binary('ts_osfpal')
+    self.console = binary('console')
+    self.boot_osflags = 'root=/dev/hda1 console=ttyS0'
+
+    return self
+
+def makeLinuxAlphaRubySystem(mem_mode, mdesc = None):
+    class BaseTsunami(Tsunami):
+        ethernet = NSGigE(pci_bus=0, pci_dev=1, pci_func=0)
+        ide = IdeController(disks=[Parent.disk0, Parent.disk2],
+                            pci_func=0, pci_dev=0, pci_bus=0)
+        
+    physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(mdesc.mem()))
+    self = LinuxAlphaSystem(physmem = physmem)
+    if not mdesc:
+        # generic system
+        mdesc = SysConfig()
+    self.readfile = mdesc.script()
+
+    # Create pio bus to connect all device pio ports to rubymem's pio port
+    self.piobus = Bus(bus_id=0)
+
+    #
+    # Pio functional accesses from devices need direct access to memory
+    # RubyPort currently does support functional accesses.  Therefore provide
+    # the piobus a direct connection to physical memory
+    #
+    self.piobus.port = physmem.port
+
+    self.disk0 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    self.disk2 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    self.disk0.childImage(mdesc.disk())
+    self.disk2.childImage(disk('linux-bigswap2.img'))
+    self.tsunami = BaseTsunami()
+    self.tsunami.attachIO(self.piobus)
+    self.tsunami.ide.pio = self.piobus.port
+    self.tsunami.ethernet.pio = self.piobus.port
+
+    #
+    # Store the dma devices for later connection to dma ruby ports.
+    # Append an underscore to dma_devices to avoid the SimObjectVector check.
+    #
+    self._dma_devices = [self.tsunami.ide, self.tsunami.ethernet]
+
+    self.simple_disk = SimpleDisk(disk=RawDiskImage(image_file = mdesc.disk(),
+                                               read_only = True))
+    self.intrctrl = IntrControl()
+    self.mem_mode = mem_mode
+    self.terminal = Terminal()
     self.kernel = binary('vmlinux')
     self.pal = binary('ts_osfpal')
     self.console = binary('console')
@@ -92,8 +157,8 @@ def makeSparcSystem(mem_mode, mdesc = None):
         mdesc = SysConfig()
     self.readfile = mdesc.script()
     self.iobus = Bus(bus_id=0)
-    self.membus = Bus(bus_id=1)
-    self.bridge = Bridge(fix_partial_write_b=True, delay='50ns', nack_delay='4ns')
+    self.membus = MemBus(bus_id=1)
+    self.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
     self.t1000 = T1000()
     self.t1000.attachOnChipIO(self.membus)
     self.t1000.attachIO(self.iobus)
@@ -120,15 +185,376 @@ def makeSparcSystem(mem_mode, mdesc = None):
 
     return self
 
+def makeArmSystem(mem_mode, machine_type, mdesc = None, bare_metal=False):
+    assert machine_type
+
+    if bare_metal:
+        self = ArmSystem()
+    else:
+        self = LinuxArmSystem()
+
+    if not mdesc:
+        # generic system
+        mdesc = SysConfig()
+
+    self.readfile = mdesc.script()
+    self.iobus = Bus(bus_id=0)
+    self.membus = MemBus(bus_id=1)
+    self.membus.badaddr_responder.warn_access = "warn"
+    self.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
+    self.bridge.side_a = self.iobus.port
+    self.bridge.side_b = self.membus.port
+
+    self.mem_mode = mem_mode
+
+    if machine_type == "RealView_PBX":
+        self.realview = RealViewPBX()
+    elif machine_type == "RealView_EB":
+        self.realview = RealViewEB()
+    elif machine_type == "VExpress_ELT":
+        self.realview = VExpress_ELT()
+    else:
+        print "Unknown Machine Type"
+        sys.exit(1)
+
+    self.cf0 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    self.cf0.childImage(mdesc.disk())
+    # default to an IDE controller rather than a CF one
+    # assuming we've got one
+    try:
+        self.realview.ide.disks = [self.cf0]
+    except:
+        self.realview.cf_ctrl.disks = [self.cf0]
+
+    if bare_metal:
+        # EOT character on UART will end the simulation
+        self.realview.uart.end_on_eot = True
+        self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(Addr(mdesc.mem())),
+                                      zero = True)
+    else:
+        self.kernel = binary('vmlinux.arm.smp.fb.2.6.38.8')
+        self.machine_type = machine_type
+        if convert.toMemorySize(mdesc.mem()) > convert.toMemorySize('256MB'):
+            print "The currently implemented ARM platforms only easily support 256MB of DRAM"
+            print "It might be possible to get some more by using 256MB@0x30000000, but this"
+            print "is untested and may require some heroics"
+
+        boot_flags = 'earlyprintk console=ttyAMA0 lpj=19988480 norandmaps ' + \
+                     'rw loglevel=8 mem=%s root=/dev/sda1' % mdesc.mem()
+
+        self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(Addr(mdesc.mem())),
+                                      zero = True)
+        self.nvmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(Addr('2GB'),
+                                    size = '64MB'), zero = True)
+        self.nvmem.port = self.membus.port
+        self.boot_loader = binary('boot.arm')
+        self.boot_loader_mem = self.nvmem
+        self.gic_cpu_addr = self.realview.gic.cpu_addr
+        self.flags_addr = self.realview.realview_io.pio_addr + 0x30
+
+        if mdesc.disk().lower().count('android'):
+            boot_flags += " init=/init "
+        self.boot_osflags = boot_flags
+
+    self.physmem.port = self.membus.port
+    self.realview.attachOnChipIO(self.membus)
+    self.realview.attachIO(self.iobus)
+    self.intrctrl = IntrControl()
+    self.terminal = Terminal()
+    self.vncserver = VncServer()
+
+    return self
+
+
+def makeLinuxMipsSystem(mem_mode, mdesc = None):
+    class BaseMalta(Malta):
+        ethernet = NSGigE(pci_bus=0, pci_dev=1, pci_func=0)
+        ide = IdeController(disks=[Parent.disk0, Parent.disk2],
+                            pci_func=0, pci_dev=0, pci_bus=0)
+
+    self = LinuxMipsSystem()
+    if not mdesc:
+        # generic system
+        mdesc = SysConfig()
+    self.readfile = mdesc.script()
+    self.iobus = Bus(bus_id=0)
+    self.membus = MemBus(bus_id=1)
+    self.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
+    self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange('1GB'))
+    self.bridge.side_a = self.iobus.port
+    self.bridge.side_b = self.membus.port
+    self.physmem.port = self.membus.port
+    self.disk0 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    self.disk2 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    self.disk0.childImage(mdesc.disk())
+    self.disk2.childImage(disk('linux-bigswap2.img'))
+    self.malta = BaseMalta()
+    self.malta.attachIO(self.iobus)
+    self.malta.ide.pio = self.iobus.port
+    self.malta.ethernet.pio = self.iobus.port
+    self.simple_disk = SimpleDisk(disk=RawDiskImage(image_file = mdesc.disk(),
+                                               read_only = True))
+    self.intrctrl = IntrControl()
+    self.mem_mode = mem_mode
+    self.terminal = Terminal()
+    self.kernel = binary('mips/vmlinux')
+    self.console = binary('mips/console')
+    self.boot_osflags = 'root=/dev/hda1 console=ttyS0'
+
+    return self
+
+def x86IOAddress(port):
+    IO_address_space_base = 0x8000000000000000
+    return IO_address_space_base + port
+
+def connectX86ClassicSystem(x86_sys):
+    x86_sys.membus = MemBus(bus_id=1)
+    x86_sys.physmem.port = x86_sys.membus.port
+
+    # North Bridge
+    x86_sys.iobus = Bus(bus_id=0)
+    x86_sys.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
+    x86_sys.bridge.side_a = x86_sys.iobus.port
+    x86_sys.bridge.side_b = x86_sys.membus.port
+
+    # connect the io bus
+    x86_sys.pc.attachIO(x86_sys.iobus)
+
+def connectX86RubySystem(x86_sys):
+    # North Bridge
+    x86_sys.piobus = Bus(bus_id=0)
+
+    #
+    # Pio functional accesses from devices need direct access to memory
+    # RubyPort currently does support functional accesses.  Therefore provide
+    # the piobus a direct connection to physical memory
+    #
+    x86_sys.piobus.port = x86_sys.physmem.port
+
+    x86_sys.pc.attachIO(x86_sys.piobus)
+
+
+def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False):
+    if self == None:
+        self = X86System()
+
+    if not mdesc:
+        # generic system
+        mdesc = SysConfig()
+    self.readfile = mdesc.script()
+
+    self.mem_mode = mem_mode
+
+    # Physical memory
+    self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(mdesc.mem()))
+
+    # Platform
+    self.pc = Pc()
+
+    # Create and connect the busses required by each memory system
+    if Ruby:
+        connectX86RubySystem(self)
+        # add the ide to the list of dma devices that later need to attach to
+        # dma controllers
+        self._dma_devices = [self.pc.south_bridge.ide]
+    else:
+        connectX86ClassicSystem(self)
+
+    self.intrctrl = IntrControl()
+
+    # Disks
+    disk0 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    disk2 = CowIdeDisk(driveID='master')
+    disk0.childImage(mdesc.disk())
+    disk2.childImage(disk('linux-bigswap2.img'))
+    self.pc.south_bridge.ide.disks = [disk0, disk2]
+
+    # Add in a Bios information structure.
+    structures = [X86SMBiosBiosInformation()]
+    self.smbios_table.structures = structures
+
+    # Set up the Intel MP table
+    base_entries = []
+    ext_entries = []
+    for i in xrange(numCPUs):
+        bp = X86IntelMPProcessor(
+                local_apic_id = i,
+                local_apic_version = 0x14,
+                enable = True,
+                bootstrap = (i == 0))
+        base_entries.append(bp)
+    io_apic = X86IntelMPIOAPIC(
+            id = numCPUs,
+            version = 0x11,
+            enable = True,
+            address = 0xfec00000)
+    self.pc.south_bridge.io_apic.apic_id = io_apic.id
+    base_entries.append(io_apic)
+    isa_bus = X86IntelMPBus(bus_id = 0, bus_type='ISA')
+    base_entries.append(isa_bus)
+    pci_bus = X86IntelMPBus(bus_id = 1, bus_type='PCI')
+    base_entries.append(pci_bus)
+    connect_busses = X86IntelMPBusHierarchy(bus_id=0,
+            subtractive_decode=True, parent_bus=1)
+    ext_entries.append(connect_busses)
+    pci_dev4_inta = X86IntelMPIOIntAssignment(
+            interrupt_type = 'INT',
+            polarity = 'ConformPolarity',
+            trigger = 'ConformTrigger',
+            source_bus_id = 1,
+            source_bus_irq = 0 + (4 << 2),
+            dest_io_apic_id = io_apic.id,
+            dest_io_apic_intin = 16)
+    base_entries.append(pci_dev4_inta)
+    def assignISAInt(irq, apicPin):
+        assign_8259_to_apic = X86IntelMPIOIntAssignment(
+                interrupt_type = 'ExtInt',
+                polarity = 'ConformPolarity',
+                trigger = 'ConformTrigger',
+                source_bus_id = 0,
+                source_bus_irq = irq,
+                dest_io_apic_id = io_apic.id,
+                dest_io_apic_intin = 0)
+        base_entries.append(assign_8259_to_apic)
+        assign_to_apic = X86IntelMPIOIntAssignment(
+                interrupt_type = 'INT',
+                polarity = 'ConformPolarity',
+                trigger = 'ConformTrigger',
+                source_bus_id = 0,
+                source_bus_irq = irq,
+                dest_io_apic_id = io_apic.id,
+                dest_io_apic_intin = apicPin)
+        base_entries.append(assign_to_apic)
+    assignISAInt(0, 2)
+    assignISAInt(1, 1)
+    for i in range(3, 15):
+        assignISAInt(i, i)
+    self.intel_mp_table.base_entries = base_entries
+    self.intel_mp_table.ext_entries = ext_entries
+
+def setWorkCountOptions(system, options):
+    if options.work_item_id != None:
+        system.work_item_id = options.work_item_id
+    if options.work_begin_cpu_id_exit != None:
+        system.work_begin_cpu_id_exit = options.work_begin_cpu_id_exit
+    if options.work_end_exit_count != None:
+        system.work_end_exit_count = options.work_end_exit_count
+    if options.work_end_checkpoint_count != None:
+        system.work_end_ckpt_count = options.work_end_checkpoint_count
+    if options.work_begin_exit_count != None:
+        system.work_begin_exit_count = options.work_begin_exit_count
+    if options.work_begin_checkpoint_count != None:
+        system.work_begin_ckpt_count = options.work_begin_checkpoint_count
+    if options.work_cpus_checkpoint_count != None:
+        system.work_cpus_ckpt_count = options.work_cpus_checkpoint_count
+
+
+def makeLinuxX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, Ruby = False):
+    self = LinuxX86System()
+
+    # Build up the x86 system and then specialize it for Linux
+    makeX86System(mem_mode, numCPUs, mdesc, self, Ruby)
+
+    # We assume below that there's at least 1MB of memory. We'll require 2
+    # just to avoid corner cases.
+    assert(self.physmem.range.second.getValue() >= 0x200000)
+
+    self.e820_table.entries = \
+       [
+        # Mark the first megabyte of memory as reserved
+        X86E820Entry(addr = 0, size = '1MB', range_type = 2),
+        # Mark the rest as available
+        X86E820Entry(addr = 0x100000,
+                size = '%dB' % (self.physmem.range.second - 0x100000 + 1),
+                range_type = 1)
+        ]
+
+    # Command line
+    self.boot_osflags = 'earlyprintk=ttyS0 console=ttyS0 lpj=7999923 ' + \
+                        'root=/dev/hda1'
+    return self
+
 
 def makeDualRoot(testSystem, driveSystem, dumpfile):
     self = Root()
     self.testsys = testSystem
     self.drivesys = driveSystem
-    self.etherlink = EtherLink(int1 = Parent.testsys.tsunami.etherint[0],
-                               int2 = Parent.drivesys.tsunami.etherint[0])
+    self.etherlink = EtherLink()
+    self.etherlink.int0 = Parent.testsys.tsunami.ethernet.interface
+    self.etherlink.int1 = Parent.drivesys.tsunami.ethernet.interface
+
     if dumpfile:
         self.etherdump = EtherDump(file=dumpfile)
         self.etherlink.dump = Parent.etherdump
 
     return self
+
+def setMipsOptions(TestCPUClass):
+        #CP0 Configuration
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_PRId_CompanyOptions = 0
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_PRId_CompanyID = 1
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_PRId_ProcessorID = 147
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_PRId_Revision = 0
+
+        #CP0 Interrupt Control
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_IntCtl_IPTI = 7
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_IntCtl_IPPCI = 7
+
+        # Config Register
+        #TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_K23 = 0 # Since TLB
+        #TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_KU = 0 # Since TLB
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_BE = 0 # Little Endian
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_AR = 1 # Architecture Revision 2
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_AT = 0 # MIPS32
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_MT = 1 # TLB MMU
+        #TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config_K0 = 2 # Uncached
+
+        #Config 1 Register
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_M = 1 # Config2 Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_MMU = 63 # TLB Size
+        # ***VERY IMPORTANT***
+        # Remember to modify CP0_Config1 according to cache specs
+        # Examine file ../common/Cache.py
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_IS = 1 # I-Cache Sets Per Way, 16KB cache, i.e., 1 (128)
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_IL = 5 # I-Cache Line Size, default in Cache.py is 64, i.e 5
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_IA = 1 # I-Cache Associativity, default in Cache.py is 2, i.e, a value of 1
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_DS = 2 # D-Cache Sets Per Way (see below), 32KB cache, i.e., 2
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_DL = 5 # D-Cache Line Size, default is 64, i.e., 5
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_DA = 1 # D-Cache Associativity, default is 2, i.e. 1
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_C2 = 0 # Coprocessor 2 not implemented(?)
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_MD = 0 # MDMX ASE not implemented in Mips32
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_PC = 1 # Performance Counters Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_WR = 0 # Watch Registers Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_CA = 0 # Mips16e NOT implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_EP = 0 # EJTag Not Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config1_FP = 0 # FPU Implemented
+
+        #Config 2 Register
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_M = 1 # Config3 Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_TU = 0 # Tertiary Cache Control
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_TS = 0 # Tertiary Cache Sets Per Way
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_TL = 0 # Tertiary Cache Line Size
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_TA = 0 # Tertiary Cache Associativity
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_SU = 0 # Secondary Cache Control
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_SS = 0 # Secondary Cache Sets Per Way
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_SL = 0 # Secondary Cache Line Size
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config2_SA = 0 # Secondary Cache Associativity
+
+
+        #Config 3 Register
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_M = 0 # Config4 Not Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_DSPP = 1 # DSP ASE Present
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_LPA = 0 # Large Physical Addresses Not supported in Mips32
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_VEIC = 0 # EIC Supported
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_VInt = 0 # Vectored Interrupts Implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_SP = 0 # Small Pages Supported (PageGrain reg. exists)
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_MT = 0 # MT Not present
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_SM = 0 # SmartMIPS ASE Not implemented
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_Config3_TL = 0 # TraceLogic Not implemented
+
+        #SRS Ctl - HSS
+        TestCPUClass.CoreParams.CP0_SrsCtl_HSS = 3 # Four shadow register sets implemented
+
+
+        #TestCPUClass.CoreParams.tlb = TLB()
+        #TestCPUClass.CoreParams.UnifiedTLB = 1