MEM: Enable multiple distributed generalized memories
[gem5.git] / src / cpu / inorder / cpu.hh
index a8703082892e3de30b4f640e2cfb5ebef191ee81..d8fe5c0573d44f0a8db00362bae2c14db47411cd 100644 (file)
@@ -1,4 +1,16 @@
 /*
+ * Copyright (c) 2012 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) 2007 MIPS Technologies, Inc.
  * All rights reserved.
  *
@@ -43,7 +55,6 @@
 #include "arch/types.hh"
 #include "base/statistics.hh"
 #include "base/types.hh"
-#include "config/full_system.hh"
 #include "config/the_isa.hh"
 #include "cpu/inorder/inorder_dyn_inst.hh"
 #include "cpu/inorder/pipeline_stage.hh"
@@ -62,6 +73,7 @@
 #include "sim/eventq.hh"
 #include "sim/process.hh"
 
+class CacheUnit;
 class ThreadContext;
 class MemInterface;
 class MemObject;
@@ -97,6 +109,12 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     /* Destructor */
     ~InOrderCPU();
     
+    /** Return a reference to the data port. */
+    virtual CpuPort &getDataPort() { return dataPort; }
+
+    /** Return a reference to the instruction port. */
+    virtual CpuPort &getInstPort() { return instPort; }
+
     /** CPU ID */
     int cpu_id;
 
@@ -133,6 +151,31 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     /** Overall CPU status. */
     Status _status;
   private:
+
+    /**
+     * CachePort class for the in-order CPU, interacting with a
+     * specific CacheUnit in the pipeline.
+     */
+    class CachePort : public CpuPort
+    {
+
+      private:
+        /** Pointer to cache unit */
+        CacheUnit *cacheUnit;
+
+      public:
+        /** Default constructor. */
+        CachePort(CacheUnit *_cacheUnit);
+
+      protected:
+
+        /** Timing version of receive */
+        bool recvTiming(PacketPtr pkt);
+
+        /** Handles doing a retry of a failed timing request. */
+        void recvRetry();
+    };
+
     /** Define TickEvent for the CPU */
     class TickEvent : public Event
     {
@@ -148,7 +191,7 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
         void process();
 
         /** Returns the description of the tick event. */
-        const char *description();
+        const char *description() const;
     };
 
     /** The tick event used for scheduling CPU ticks. */
@@ -230,7 +273,7 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
         void process();
 
         /** Returns the description of the CPU event. */
-        const char *description();
+        const char *description() const;
 
         /** Schedule Event */
         void scheduleEvent(int delay);
@@ -245,6 +288,10 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
                           CPUEventPri event_pri = InOrderCPU_Pri);
 
   public:
+
+    /** Width (processing bandwidth) of each stage */
+    int stageWidth;
+
     /** Interface between the CPU and CPU resources. */
     ResourcePool *resPool;
 
@@ -253,32 +300,14 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     DynInstPtr dummyInst[ThePipeline::MaxThreads];
     DynInstPtr dummyBufferInst;
     DynInstPtr dummyReqInst;
+    DynInstPtr dummyTrapInst[ThePipeline::MaxThreads];
 
     /** Used by resources to signify a denied access to a resource. */
     ResourceRequest *dummyReq[ThePipeline::MaxThreads];
 
-    /** Identifies the resource id that identifies a fetch
-     * access unit.
-     */
-    unsigned fetchPortIdx;
-
-    /** Identifies the resource id that identifies a ITB       */
-    unsigned itbIdx;
-
-    /** Identifies the resource id that identifies a data
-     * access unit.
-     */
-    unsigned dataPortIdx;
-
-    /** Identifies the resource id that identifies a DTB       */
-    unsigned dtbIdx;
-
     /** The Pipeline Stages for the CPU */
     PipelineStage *pipelineStage[ThePipeline::NumStages];
 
-    /** Width (processing bandwidth) of each stage */
-    int stageWidth;
-
     /** Program Counters */
     TheISA::PCState pc[ThePipeline::MaxThreads];
 
@@ -310,6 +339,8 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     TheISA::TLB *getITBPtr();
     TheISA::TLB *getDTBPtr();
 
+    Decoder *getDecoderPtr();
+
     /** Accessor Type for the SkedCache */
     typedef uint32_t SkedID;
 
@@ -324,6 +355,7 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     SkedCacheIt endOfSkedIt;
 
     ThePipeline::RSkedPtr frontEndSked;
+    ThePipeline::RSkedPtr faultSked;
 
     /** Add a new instruction schedule to the schedule cache */
     void addToSkedCache(DynInstPtr inst, ThePipeline::RSkedPtr inst_sked)
@@ -371,6 +403,7 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     }
 
     ThePipeline::RSkedPtr createFrontEndSked();
+    ThePipeline::RSkedPtr createFaultSked();
     ThePipeline::RSkedPtr createBackEndSked(DynInstPtr inst);
 
     class StageScheduler {
@@ -398,6 +431,14 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
         }
     };
 
+  private:
+
+    /** Data port. Note that it has to appear after the resPool. */
+    CachePort dataPort;
+
+    /** Instruction port. Note that it has to appear after the resPool. */
+    CachePort instPort;
+
   public:
 
     /** Registers statistics. */
@@ -411,15 +452,13 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     /** Initialize the CPU */
     void init();
 
-    /** Get a Memory Port */
-    Port* getPort(const std::string &if_name, int idx = 0);
-
-#if FULL_SYSTEM
     /** HW return from error interrupt. */
     Fault hwrei(ThreadID tid);
 
     bool simPalCheck(int palFunc, ThreadID tid);
 
+    void checkForInterrupts();
+
     /** Returns the Fault for any valid interrupt. */
     Fault getInterrupts();
 
@@ -429,23 +468,18 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     /** Halts the CPU. */
     void halt() { panic("Halt not implemented!\n"); }
 
-    /** Update the Virt and Phys ports of all ThreadContexts to
-     * reflect change in memory connections. */
-    void updateMemPorts();
-
     /** Check if this address is a valid instruction address. */
     bool validInstAddr(Addr addr) { return true; }
 
     /** Check if this address is a valid data address. */
     bool validDataAddr(Addr addr) { return true; }
-#else
+
     /** Schedule a syscall on the CPU */
     void syscallContext(Fault fault, ThreadID tid, DynInstPtr inst,
                         int delay = 0);
 
     /** Executes a syscall.*/
     void syscall(int64_t callnum, ThreadID tid);
-#endif
 
     /** Schedule a trap on the CPU */
     void trapContext(Fault fault, ThreadID tid, DynInstPtr inst, int delay = 0);
@@ -475,13 +509,13 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     void deactivateThread(ThreadID tid);
 
     /** Schedule a thread suspension on the CPU */
-    void suspendContext(ThreadID tid, int delay = 0);
+  void suspendContext(ThreadID tid);
 
     /** Suspend Thread, Remove from Active Threads List, Add to Suspend List */
     void suspendThread(ThreadID tid);
 
     /** Schedule a thread halt on the CPU */
-    void haltContext(ThreadID tid, int delay = 0);
+    void haltContext(ThreadID tid);
 
     /** Halt Thread, Remove from Active Thread List, Place Thread on Halted 
      *  Threads List 
@@ -668,6 +702,8 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
      */
     std::queue<ListIt> removeList;
 
+    bool trapPending[ThePipeline::MaxThreads];
+
     /** List of all the cpu event requests that will be removed at the end of
      *  the current cycle.
      */
@@ -750,11 +786,9 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     /** Wakes the CPU, rescheduling the CPU if it's not already active. */
     void wakeCPU();
 
-#if FULL_SYSTEM
     virtual void wakeup();
-#endif
 
-    // LL/SC debug functionality
+    /* LL/SC debug functionality
     unsigned stCondFails;
 
     unsigned readStCondFailures() 
@@ -762,6 +796,7 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
 
     unsigned setStCondFailures(unsigned st_fails) 
     { return stCondFails = st_fails; }
+    */
 
     /** Returns a pointer to a thread context. */
     ThreadContext *tcBase(ThreadID tid = 0)
@@ -770,7 +805,7 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     }
 
     /** Count the Total Instructions Committed in the CPU. */
-    virtual Counter totalInstructions() const
+    virtual Counter totalInsts() const
     {
         Counter total(0);
 
@@ -780,14 +815,20 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
         return total;
     }
 
-#if FULL_SYSTEM
+    /** Count the Total Ops Committed in the CPU. */
+    virtual Counter totalOps() const
+    {
+        Counter total(0);
+
+        for (ThreadID tid = 0; tid < (ThreadID)thread.size(); tid++)
+            total += thread[tid]->numOp;
+
+        return total;
+    }
+
     /** Pointer to the system. */
     System *system;
 
-    /** Pointer to physical memory. */
-    PhysicalMemory *physmem;
-#endif
-
     /** The global sequence number counter. */
     InstSeqNum globalSeqNum[ThePipeline::MaxThreads];
 
@@ -799,17 +840,16 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     unsigned resReqCount;
 #endif
 
-    /** Counter of how many stages have completed switching out. */
-    int switchCount;
+    Addr lockAddr;
 
-    /** Pointers to all of the threads in the CPU. */
-    std::vector<Thread *> thread;
+    /** Temporary fix for the lock flag, works in the UP case. */
+    bool lockFlag;
 
-    /** Pointer to the icache interface. */
-    MemInterface *icacheInterface;
+    /** Counter of how many stages have completed draining */
+    int drainCount;
 
-    /** Pointer to the dcache interface. */
-    MemInterface *dcacheInterface;
+    /** Pointers to all of the threads in the CPU. */
+    std::vector<Thread *> thread;
 
     /** Whether or not the CPU should defer its registration. */
     bool deferRegistration;
@@ -860,6 +900,9 @@ class InOrderCPU : public BaseCPU
     /** Stat for the number of committed instructions per thread. */
     Stats::Vector committedInsts;
 
+    /** Stat for the number of committed ops per thread. */
+    Stats::Vector committedOps;
+
     /** Stat for the number of committed instructions per thread. */
     Stats::Vector smtCommittedInsts;