configs: Fix baremetal platform
[gem5.git] / configs / common / FSConfig.py
index de2d9181df3aef63bc60d3749722074b9c540f8b..b34db4e2656bac9ba99349451f75a5a8aab8118e 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-# Copyright (c) 2010-2012 ARM Limited
+# Copyright (c) 2010-2012, 2015-2019 ARM Limited
 # All rights reserved.
 #
 # The license below extends only to copyright in the software and shall
 #
 # Authors: Kevin Lim
 
+from __future__ import print_function
+from __future__ import absolute_import
+
 from m5.objects import *
-from Benchmarks import *
-from m5.util import convert
+from m5.util import *
+from .Benchmarks import *
+from . import ObjectList
+
+# Populate to reflect supported os types per target ISA
+os_types = { 'alpha' : [ 'linux' ],
+             'mips'  : [ 'linux' ],
+             'sparc' : [ 'linux' ],
+             'x86'   : [ 'linux' ],
+             'arm'   : [ 'linux',
+                         'android-gingerbread',
+                         'android-ics',
+                         'android-jellybean',
+                         'android-kitkat',
+                         'android-nougat', ],
+           }
 
 class CowIdeDisk(IdeDisk):
     image = CowDiskImage(child=RawDiskImage(read_only=True),
@@ -50,13 +67,19 @@ class CowIdeDisk(IdeDisk):
     def childImage(self, ci):
         self.image.child.image_file = ci
 
-class MemBus(Bus):
+class MemBus(SystemXBar):
     badaddr_responder = BadAddr()
     default = Self.badaddr_responder.pio
 
+def fillInCmdline(mdesc, template, **kwargs):
+    kwargs.setdefault('disk', mdesc.disk())
+    kwargs.setdefault('rootdev', mdesc.rootdev())
+    kwargs.setdefault('mem', mdesc.mem())
+    kwargs.setdefault('script', mdesc.script())
+    return template % kwargs
+
+def makeLinuxAlphaSystem(mem_mode, mdesc=None, ruby=False, cmdline=None):
 
-def makeLinuxAlphaSystem(mem_mode, mdesc = None):
-    IO_address_space_base = 0x80000000000
     class BaseTsunami(Tsunami):
         ethernet = NSGigE(pci_bus=0, pci_dev=1, pci_func=0)
         ide = IdeController(disks=[Parent.disk0, Parent.disk2],
@@ -67,95 +90,56 @@ def makeLinuxAlphaSystem(mem_mode, mdesc = None):
         # generic system
         mdesc = SysConfig()
     self.readfile = mdesc.script()
-    self.iobus = Bus(bus_id=0)
-    self.membus = MemBus(bus_id=1)
-    # By default the bridge responds to all addresses above the I/O
-    # base address (including the PCI config space)
-    self.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns',
-                         ranges = [AddrRange(IO_address_space_base, Addr.max)])
-    self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(mdesc.mem()))
-    self.bridge.master = self.iobus.slave
-    self.bridge.slave = self.membus.master
-    self.physmem.port = self.membus.master
-    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()
+
+    # Create the io bus to connect all device ports
+    self.iobus = IOXBar()
     self.tsunami.attachIO(self.iobus)
+
     self.tsunami.ide.pio = self.iobus.master
-    self.tsunami.ide.config = self.iobus.master
-    self.tsunami.ide.dma = self.iobus.slave
-    self.tsunami.ethernet.pio = self.iobus.master
-    self.tsunami.ethernet.config = self.iobus.master
-    self.tsunami.ethernet.dma = self.iobus.slave
-    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')
-    self.boot_osflags = 'root=/dev/hda1 console=ttyS0'
 
-    self.system_port = self.membus.slave
+    self.tsunami.ethernet.pio = self.iobus.master
 
-    return self
+    if ruby:
+        # Store the dma devices for later connection to dma ruby ports.
+        # Append an underscore to dma_ports to avoid the SimObjectVector check.
+        self._dma_ports = [self.tsunami.ide.dma, self.tsunami.ethernet.dma]
+    else:
+        self.membus = MemBus()
 
-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()
+        # By default the bridge responds to all addresses above the I/O
+        # base address (including the PCI config space)
+        IO_address_space_base = 0x80000000000
+        self.bridge = Bridge(delay='50ns',
+                         ranges = [AddrRange(IO_address_space_base, Addr.max)])
+        self.bridge.master = self.iobus.slave
+        self.bridge.slave = self.membus.master
 
-    # Create pio bus to connect all device pio ports to rubymem's pio port
-    self.piobus = Bus(bus_id=0)
+        self.tsunami.ide.dma = self.iobus.slave
+        self.tsunami.ethernet.dma = self.iobus.slave
 
-    #
-    # 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.master = physmem.port
+        self.system_port = self.membus.slave
 
+    self.mem_ranges = [AddrRange(mdesc.mem())]
     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.master
-    self.tsunami.ide.config = self.piobus.master
-    self.tsunami.ethernet.pio = self.piobus.master
-    self.tsunami.ethernet.config = self.piobus.master
-
-    #
-    # Store the dma devices for later connection to dma ruby ports.
-    # Append an underscore to dma_devices to avoid the SimObjectVector check.
-    #
-    self._dma_ports = [self.tsunami.ide.dma, self.tsunami.ethernet.dma]
-
     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')
-    self.boot_osflags = 'root=/dev/hda1 console=ttyS0'
+    if not cmdline:
+        cmdline = 'root=/dev/hda1 console=ttyS0'
+    self.boot_osflags = fillInCmdline(mdesc, cmdline)
 
     return self
 
-def makeSparcSystem(mem_mode, mdesc = None):
+def makeSparcSystem(mem_mode, mdesc=None, cmdline=None):
     # Constants from iob.cc and uart8250.cc
     iob_man_addr = 0x9800000000
     uart_pio_size = 8
@@ -172,25 +156,23 @@ def makeSparcSystem(mem_mode, mdesc = None):
         # 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.iobus = IOXBar()
+    self.membus = MemBus()
+    self.bridge = Bridge(delay='50ns')
     self.t1000 = T1000()
     self.t1000.attachOnChipIO(self.membus)
     self.t1000.attachIO(self.iobus)
-    self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(Addr('1MB'), size = '64MB'), zero = True)
-    self.physmem2 = PhysicalMemory(range = AddrRange(Addr('2GB'), size ='256MB'), zero = True)
+    self.mem_ranges = [AddrRange(Addr('1MB'), size = '64MB'),
+                       AddrRange(Addr('2GB'), size ='256MB')]
     self.bridge.master = self.iobus.slave
     self.bridge.slave = self.membus.master
-    self.physmem.port = self.membus.master
-    self.physmem2.port = self.membus.master
     self.rom.port = self.membus.master
     self.nvram.port = self.membus.master
     self.hypervisor_desc.port = self.membus.master
     self.partition_desc.port = self.membus.master
     self.intrctrl = IntrControl()
     self.disk0 = CowMmDisk()
-    self.disk0.childImage(disk('disk.s10hw2'))
+    self.disk0.childImage(mdesc.disk())
     self.disk0.pio = self.iobus.master
 
     # The puart0 and hvuart are placed on the IO bus, so create ranges
@@ -222,9 +204,13 @@ def makeSparcSystem(mem_mode, mdesc = None):
 
     return self
 
-def makeArmSystem(mem_mode, machine_type, mdesc = None, bare_metal=False):
+def makeArmSystem(mem_mode, machine_type, num_cpus=1, mdesc=None,
+                  dtb_filename=None, bare_metal=False, cmdline=None,
+                  external_memory="", ruby=False, security=False):
     assert machine_type
 
+    pci_devices = []
+
     if bare_metal:
         self = ArmSystem()
     else:
@@ -235,77 +221,175 @@ def makeArmSystem(mem_mode, machine_type, mdesc = None, bare_metal=False):
         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.master = self.iobus.slave
-    self.bridge.slave = self.membus.master
+    self.iobus = IOXBar()
+    if not ruby:
+        self.bridge = Bridge(delay='50ns')
+        self.bridge.master = self.iobus.slave
+        self.membus = MemBus()
+        self.membus.badaddr_responder.warn_access = "warn"
+        self.bridge.slave = self.membus.master
 
     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()
-    elif machine_type == "VExpress_EMM":
-        self.realview = VExpress_EMM()
-        self.load_addr_mask = 0xffffffff
-    else:
-        print "Unknown Machine Type"
-        sys.exit(1)
+    platform_class = ObjectList.platform_list.get(machine_type)
+    # Resolve the real platform name, the original machine_type
+    # variable might have been an alias.
+    machine_type = platform_class.__name__
+    self.realview = platform_class()
+    self._bootmem = self.realview.bootmem
+
+    if isinstance(self.realview, VExpress_EMM64):
+        if os.path.split(mdesc.disk())[-1] == 'linux-aarch32-ael.img':
+            print("Selected 64-bit ARM architecture, updating default "
+                  "disk image...")
+            mdesc.diskname = 'linaro-minimal-aarch64.img'
+
+
+    # Attach any PCI devices this platform supports
+    self.realview.attachPciDevices()
 
     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:
+    # Old platforms have a built-in IDE or CF controller. Default to
+    # the IDE controller if both exist. New platforms expect the
+    # storage controller to be added from the config script.
+    if hasattr(self.realview, "ide"):
         self.realview.ide.disks = [self.cf0]
-    except:
+    elif hasattr(self.realview, "cf_ctrl"):
         self.realview.cf_ctrl.disks = [self.cf0]
+    else:
+        self.pci_ide = IdeController(disks=[self.cf0])
+        pci_devices.append(self.pci_ide)
+
+    self.mem_ranges = []
+    size_remain = long(Addr(mdesc.mem()))
+    for region in self.realview._mem_regions:
+        if size_remain > long(region.size()):
+            self.mem_ranges.append(region)
+            size_remain = size_remain - long(region.size())
+        else:
+            self.mem_ranges.append(AddrRange(region.start, size=size_remain))
+            size_remain = 0
+            break
+        warn("Memory size specified spans more than one region. Creating" \
+             " another memory controller for that range.")
+
+    if size_remain > 0:
+        fatal("The currently selected ARM platforms doesn't support" \
+              " the amount of DRAM you've selected. Please try" \
+              " another platform")
+
+    self.have_security = security
 
     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)
+        self.realview.uart[0].end_on_eot = True
     else:
-        self.kernel = binary('vmlinux.arm.smp.fb.2.6.38.8')
-        self.machine_type = machine_type
-        if convert.toMemorySize(mdesc.mem()) > int(self.realview.max_mem_size):
-            print "The currently selected ARM platforms doesn't support"
-            print " the amount of DRAM you've selected. Please try"
-            print " another platform"
-            sys.exit(1)
-
-        boot_flags = 'earlyprintk console=ttyAMA0 lpj=19988480 norandmaps ' + \
-                     'rw loglevel=8 mem=%s root=/dev/sda1' % mdesc.mem()
-
-        self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(self.realview.mem_start_addr,
-                                                        size = mdesc.mem()))
-        self.realview.setupBootLoader(self.membus, self, binary)
-        self.gic_cpu_addr = self.realview.gic.cpu_addr
+        if dtb_filename:
+            self.dtb_filename = binary(dtb_filename)
+
+        self.machine_type = machine_type if machine_type in ArmMachineType.map \
+                            else "DTOnly"
+
+        # Ensure that writes to the UART actually go out early in the boot
+        if not cmdline:
+            cmdline = 'earlyprintk=pl011,0x1c090000 console=ttyAMA0 ' + \
+                      'lpj=19988480 norandmaps rw loglevel=8 ' + \
+                      'mem=%(mem)s root=%(rootdev)s'
+
+        self.realview.setupBootLoader(self, binary)
+
+        if hasattr(self.realview.gic, 'cpu_addr'):
+            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
+        # This check is for users who have previously put 'android' in
+        # the disk image filename to tell the config scripts to
+        # prepare the kernel with android-specific boot options. That
+        # behavior has been replaced with a more explicit option per
+        # the error message below. The disk can have any name now and
+        # doesn't need to include 'android' substring.
+        if (os.path.split(mdesc.disk())[-1]).lower().count('android'):
+            if 'android' not in mdesc.os_type():
+                fatal("It looks like you are trying to boot an Android " \
+                      "platform.  To boot Android, you must specify " \
+                      "--os-type with an appropriate Android release on " \
+                      "the command line.")
+
+        # android-specific tweaks
+        if 'android' in mdesc.os_type():
+            # generic tweaks
+            cmdline += " init=/init"
+
+            # release-specific tweaks
+            if 'kitkat' in mdesc.os_type():
+                cmdline += " androidboot.hardware=gem5 qemu=1 qemu.gles=0 " + \
+                           "android.bootanim=0 "
+            elif 'nougat' in mdesc.os_type():
+                cmdline += " androidboot.hardware=gem5 qemu=1 qemu.gles=0 " + \
+                           "android.bootanim=0 " + \
+                           "vmalloc=640MB " + \
+                           "android.early.fstab=/fstab.gem5 " + \
+                           "androidboot.selinux=permissive " + \
+                           "video=Virtual-1:1920x1080-16"
+
+        self.boot_osflags = fillInCmdline(mdesc, cmdline)
+
+    if external_memory:
+        # I/O traffic enters iobus
+        self.external_io = ExternalMaster(port_data="external_io",
+                                          port_type=external_memory)
+        self.external_io.port = self.iobus.slave
+
+        # Ensure iocache only receives traffic destined for (actual) memory.
+        self.iocache = ExternalSlave(port_data="iocache",
+                                     port_type=external_memory,
+                                     addr_ranges=self.mem_ranges)
+        self.iocache.port = self.iobus.master
+
+        # Let system_port get to nvmem and nothing else.
+        self.bridge.ranges = [self.realview.nvmem.range]
+
+        self.realview.attachOnChipIO(self.iobus)
+        # Attach off-chip devices
+        self.realview.attachIO(self.iobus)
+    elif ruby:
+        self._dma_ports = [ ]
+        self._mem_ports = [ ]
+        self.realview.attachOnChipIO(self.iobus,
+            dma_ports=self._dma_ports, mem_ports=self._mem_ports)
+        self.realview.attachIO(self.iobus, dma_ports=self._dma_ports)
+    else:
+        self.realview.attachOnChipIO(self.membus, self.bridge)
+        # Attach off-chip devices
+        self.realview.attachIO(self.iobus)
+
+    for dev_id, dev in enumerate(pci_devices):
+        dev.pci_bus, dev.pci_dev, dev.pci_func = (0, dev_id + 1, 0)
+        self.realview.attachPciDevice(
+            dev, self.iobus,
+            dma_ports=self._dma_ports if ruby else None)
 
-    self.physmem.port = self.membus.master
-    self.realview.attachOnChipIO(self.membus, self.bridge)
-    self.realview.attachIO(self.iobus)
     self.intrctrl = IntrControl()
     self.terminal = Terminal()
     self.vncserver = VncServer()
 
-    self.system_port = self.membus.slave
+    if not ruby:
+        self.system_port = self.membus.slave
+
+    if ruby:
+        if buildEnv['PROTOCOL'] == 'MI_example' and num_cpus > 1:
+            fatal("The MI_example protocol cannot implement Load/Store "
+                  "Exclusive operations. Multicore ARM systems configured "
+                  "with the MI_example protocol will not work properly.")
+        warn("You are trying to use Ruby on ARM, which is not working "
+             "properly yet.")
 
     return self
 
 
-def makeLinuxMipsSystem(mem_mode, mdesc = None):
+def makeLinuxMipsSystem(mem_mode, mdesc=None, cmdline=None):
     class BaseMalta(Malta):
         ethernet = NSGigE(pci_bus=0, pci_dev=1, pci_func=0)
         ide = IdeController(disks=[Parent.disk0, Parent.disk2],
@@ -316,13 +400,12 @@ def makeLinuxMipsSystem(mem_mode, mdesc = None):
         # 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.iobus = IOXBar()
+    self.membus = MemBus()
+    self.bridge = Bridge(delay='50ns')
+    self.mem_ranges = [AddrRange('1GB')]
     self.bridge.master = self.iobus.slave
     self.bridge.slave = self.membus.master
-    self.physmem.port = self.membus.master
     self.disk0 = CowIdeDisk(driveID='master')
     self.disk2 = CowIdeDisk(driveID='master')
     self.disk0.childImage(mdesc.disk())
@@ -330,19 +413,18 @@ def makeLinuxMipsSystem(mem_mode, mdesc = None):
     self.malta = BaseMalta()
     self.malta.attachIO(self.iobus)
     self.malta.ide.pio = self.iobus.master
-    self.malta.ide.config = self.iobus.master
     self.malta.ide.dma = self.iobus.slave
     self.malta.ethernet.pio = self.iobus.master
-    self.malta.ethernet.config = self.iobus.master
     self.malta.ethernet.dma = self.iobus.slave
     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'
+    if not cmdline:
+        cmdline = 'root=/dev/hda1 console=ttyS0'
+    self.boot_osflags = fillInCmdline(mdesc, cmdline)
 
     self.system_port = self.membus.slave
 
@@ -359,22 +441,22 @@ def connectX86ClassicSystem(x86_sys, numCPUs):
     interrupts_address_space_base = 0xa000000000000000
     APIC_range_size = 1 << 12;
 
-    x86_sys.membus = MemBus(bus_id=1)
-    x86_sys.physmem.port = x86_sys.membus.master
+    x86_sys.membus = MemBus()
 
     # North Bridge
-    x86_sys.iobus = Bus(bus_id=0)
-    x86_sys.bridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
+    x86_sys.iobus = IOXBar()
+    x86_sys.bridge = Bridge(delay='50ns')
     x86_sys.bridge.master = x86_sys.iobus.slave
     x86_sys.bridge.slave = x86_sys.membus.master
-    # Allow the bridge to pass through the IO APIC (two pages),
-    # everything in the IO address range up to the local APIC, and
-    # then the entire PCI address space and beyond
+    # Allow the bridge to pass through:
+    #  1) kernel configured PCI device memory map address: address range
+    #     [0xC0000000, 0xFFFF0000). (The upper 64kB are reserved for m5ops.)
+    #  2) the bridge to pass through the IO APIC (two pages, already contained in 1),
+    #  3) everything in the IO address range up to the local APIC, and
+    #  4) then the entire PCI address space and beyond.
     x86_sys.bridge.ranges = \
         [
-        AddrRange(x86_sys.pc.south_bridge.io_apic.pio_addr,
-                  x86_sys.pc.south_bridge.io_apic.pio_addr +
-                  APIC_range_size - 1),
+        AddrRange(0xC0000000, 0xFFFF0000),
         AddrRange(IO_address_space_base,
                   interrupts_address_space_base - 1),
         AddrRange(pci_config_address_space_base,
@@ -383,7 +465,7 @@ def connectX86ClassicSystem(x86_sys, numCPUs):
 
     # Create a bridge from the IO bus to the memory bus to allow access to
     # the local APIC (two pages)
-    x86_sys.apicbridge = Bridge(delay='50ns', nack_delay='4ns')
+    x86_sys.apicbridge = Bridge(delay='50ns')
     x86_sys.apicbridge.slave = x86_sys.iobus.master
     x86_sys.apicbridge.master = x86_sys.membus.slave
     x86_sys.apicbridge.ranges = [AddrRange(interrupts_address_space_base,
@@ -398,21 +480,15 @@ def connectX86ClassicSystem(x86_sys, numCPUs):
 
 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.master = x86_sys.physmem.port
+    x86_sys.iobus = IOXBar()
+
     # add the ide to the list of dma devices that later need to attach to
     # dma controllers
     x86_sys._dma_ports = [x86_sys.pc.south_bridge.ide.dma]
-    x86_sys.pc.attachIO(x86_sys.piobus, x86_sys._dma_ports)
+    x86_sys.pc.attachIO(x86_sys.iobus, x86_sys._dma_ports)
 
 
-def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False):
+def makeX86System(mem_mode, numCPUs=1, mdesc=None, self=None, Ruby=False):
     if self == None:
         self = X86System()
 
@@ -424,7 +500,20 @@ def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False
     self.mem_mode = mem_mode
 
     # Physical memory
-    self.physmem = PhysicalMemory(range = AddrRange(mdesc.mem()))
+    # On the PC platform, the memory region 0xC0000000-0xFFFFFFFF is reserved
+    # for various devices.  Hence, if the physical memory size is greater than
+    # 3GB, we need to split it into two parts.
+    excess_mem_size = \
+        convert.toMemorySize(mdesc.mem()) - convert.toMemorySize('3GB')
+    if excess_mem_size <= 0:
+        self.mem_ranges = [AddrRange(mdesc.mem())]
+    else:
+        warn("Physical memory size specified is %s which is greater than " \
+             "3GB.  Twice the number of memory controllers would be " \
+             "created."  % (mdesc.mem()))
+
+        self.mem_ranges = [AddrRange('3GB'),
+            AddrRange(Addr('4GB'), size = excess_mem_size)]
 
     # Platform
     self.pc = Pc()
@@ -451,7 +540,7 @@ def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False
     # Set up the Intel MP table
     base_entries = []
     ext_entries = []
-    for i in xrange(numCPUs):
+    for i in range(numCPUs):
         bp = X86IntelMPProcessor(
                 local_apic_id = i,
                 local_apic_version = 0x14,
@@ -465,18 +554,21 @@ def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False
             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')
+    # In gem5 Pc::calcPciConfigAddr(), it required "assert(bus==0)",
+    # but linux kernel cannot config PCI device if it was not connected to PCI bus,
+    # so we fix PCI bus id to 0, and ISA bus id to 1.
+    pci_bus = X86IntelMPBus(bus_id = 0, bus_type='PCI   ')
     base_entries.append(pci_bus)
-    connect_busses = X86IntelMPBusHierarchy(bus_id=0,
-            subtractive_decode=True, parent_bus=1)
+    isa_bus = X86IntelMPBus(bus_id = 1, bus_type='ISA   ')
+    base_entries.append(isa_bus)
+    connect_busses = X86IntelMPBusHierarchy(bus_id=1,
+            subtractive_decode=True, parent_bus=0)
     ext_entries.append(connect_busses)
     pci_dev4_inta = X86IntelMPIOIntAssignment(
             interrupt_type = 'INT',
             polarity = 'ConformPolarity',
             trigger = 'ConformTrigger',
-            source_bus_id = 1,
+            source_bus_id = 0,
             source_bus_irq = 0 + (4 << 2),
             dest_io_apic_id = io_apic.id,
             dest_io_apic_intin = 16)
@@ -486,7 +578,7 @@ def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False
                 interrupt_type = 'ExtInt',
                 polarity = 'ConformPolarity',
                 trigger = 'ConformTrigger',
-                source_bus_id = 0,
+                source_bus_id = 1,
                 source_bus_irq = irq,
                 dest_io_apic_id = io_apic.id,
                 dest_io_apic_intin = 0)
@@ -495,7 +587,7 @@ def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False
                 interrupt_type = 'INT',
                 polarity = 'ConformPolarity',
                 trigger = 'ConformTrigger',
-                source_bus_id = 0,
+                source_bus_id = 1,
                 source_bus_irq = irq,
                 dest_io_apic_id = io_apic.id,
                 dest_io_apic_intin = apicPin)
@@ -507,7 +599,8 @@ def makeX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, self = None, Ruby = False
     self.intel_mp_table.base_entries = base_entries
     self.intel_mp_table.ext_entries = ext_entries
 
-def makeLinuxX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, Ruby = False):
+def makeLinuxX86System(mem_mode, numCPUs=1, mdesc=None, Ruby=False,
+                       cmdline=None):
     self = LinuxX86System()
 
     # Build up the x86 system and then specialize it for Linux
@@ -515,21 +608,46 @@ def makeLinuxX86System(mem_mode, numCPUs = 1, mdesc = None, Ruby = False):
 
     # 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)
+    phys_mem_size = sum(map(lambda r: r.size(), self.mem_ranges))
+    assert(phys_mem_size >= 0x200000)
+    assert(len(self.mem_ranges) <= 2)
 
-    self.e820_table.entries = \
+    entries = \
        [
         # Mark the first megabyte of memory as reserved
-        X86E820Entry(addr = 0, size = '1MB', range_type = 2),
-        # Mark the rest as available
+        X86E820Entry(addr = 0, size = '639kB', range_type = 1),
+        X86E820Entry(addr = 0x9fc00, size = '385kB', range_type = 2),
+        # Mark the rest of physical memory as available
         X86E820Entry(addr = 0x100000,
-                size = '%dB' % (self.physmem.range.second - 0x100000 + 1),
-                range_type = 1)
+                size = '%dB' % (self.mem_ranges[0].size() - 0x100000),
+                range_type = 1),
         ]
 
+    # Mark [mem_size, 3GB) as reserved if memory less than 3GB, which force
+    # IO devices to be mapped to [0xC0000000, 0xFFFF0000). Requests to this
+    # specific range can pass though bridge to iobus.
+    if len(self.mem_ranges) == 1:
+        entries.append(X86E820Entry(addr = self.mem_ranges[0].size(),
+            size='%dB' % (0xC0000000 - self.mem_ranges[0].size()),
+            range_type=2))
+
+    # Reserve the last 16kB of the 32-bit address space for the m5op interface
+    entries.append(X86E820Entry(addr=0xFFFF0000, size='64kB', range_type=2))
+
+    # In case the physical memory is greater than 3GB, we split it into two
+    # parts and add a separate e820 entry for the second part.  This entry
+    # starts at 0x100000000,  which is the first address after the space
+    # reserved for devices.
+    if len(self.mem_ranges) == 2:
+        entries.append(X86E820Entry(addr = 0x100000000,
+            size = '%dB' % (self.mem_ranges[1].size()), range_type = 1))
+
+    self.e820_table.entries = entries
+
     # Command line
-    self.boot_osflags = 'earlyprintk=ttyS0 console=ttyS0 lpj=7999923 ' + \
-                        'root=/dev/hda1'
+    if not cmdline:
+        cmdline = 'earlyprintk=ttyS0 console=ttyS0 lpj=7999923 root=/dev/hda1'
+    self.boot_osflags = fillInCmdline(mdesc, cmdline)
     return self
 
 
@@ -538,8 +656,6 @@ def makeDualRoot(full_system, testSystem, driveSystem, dumpfile):
     self.testsys = testSystem
     self.drivesys = driveSystem
     self.etherlink = EtherLink()
-    self.etherlink.int0 = Parent.testsys.tsunami.ethernet.interface
-    self.etherlink.int1 = Parent.drivesys.tsunami.ethernet.interface
 
     if hasattr(testSystem, 'realview'):
         self.etherlink.int0 = Parent.testsys.realview.ethernet.interface
@@ -556,72 +672,38 @@ def makeDualRoot(full_system, testSystem, driveSystem, dumpfile):
 
     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
+
+def makeDistRoot(testSystem,
+                 rank,
+                 size,
+                 server_name,
+                 server_port,
+                 sync_repeat,
+                 sync_start,
+                 linkspeed,
+                 linkdelay,
+                 dumpfile):
+    self = Root(full_system = True)
+    self.testsys = testSystem
+
+    self.etherlink = DistEtherLink(speed = linkspeed,
+                                   delay = linkdelay,
+                                   dist_rank = rank,
+                                   dist_size = size,
+                                   server_name = server_name,
+                                   server_port = server_port,
+                                   sync_start = sync_start,
+                                   sync_repeat = sync_repeat)
+
+    if hasattr(testSystem, 'realview'):
+        self.etherlink.int0 = Parent.testsys.realview.ethernet.interface
+    elif hasattr(testSystem, 'tsunami'):
+        self.etherlink.int0 = Parent.testsys.tsunami.ethernet.interface
+    else:
+        fatal("Don't know how to connect DistEtherLink to this system")
+
+    if dumpfile:
+        self.etherdump = EtherDump(file=dumpfile)
+        self.etherlink.dump = Parent.etherdump
+
+    return self