ruby: move stall and wakeup functions to AbstractController
[gem5.git] / src / mem / bus.cc
index 61b84d82e4502ceebdfc8fece17d36d11d23e9d2..d29422593214fd3971b8a5c6410988c1afa0a459 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2011-2012 ARM Limited
+ * Copyright (c) 2011-2013 ARM Limited
  * All rights reserved
  *
  * The license below extends only to copyright in the software and shall
 #include "base/trace.hh"
 #include "debug/Bus.hh"
 #include "debug/BusAddrRanges.hh"
+#include "debug/Drain.hh"
 #include "mem/bus.hh"
 
-Bus::Bus(const BusParams *p)
-    : MemObject(p), clock(p->clock),
-      headerCycles(p->header_cycles), width(p->width), tickNextIdle(0),
-      drainEvent(NULL), busIdleEvent(this), inRetry(false),
-      defaultPortId(Port::INVALID_PORT_ID),
+BaseBus::BaseBus(const BaseBusParams *p)
+    : MemObject(p),
+      headerCycles(p->header_cycles), width(p->width),
+      gotAddrRanges(p->port_default_connection_count +
+                          p->port_master_connection_count, false),
+      gotAllAddrRanges(false), defaultPortID(InvalidPortID),
       useDefaultRange(p->use_default_range),
-      defaultBlockSize(p->block_size),
-      cachedBlockSize(0), cachedBlockSizeValid(false)
+      blockSize(p->block_size)
+{}
+
+BaseBus::~BaseBus()
 {
-    //width, clock period, and header cycles must be positive
-    if (width <= 0)
-        fatal("Bus width must be positive\n");
-    if (clock <= 0)
-        fatal("Bus clock period must be positive\n");
-    if (headerCycles <= 0)
-        fatal("Number of header cycles must be positive\n");
-
-    // create the ports based on the size of the master and slave
-    // vector ports, and the presence of the default port, the ports
-    // are enumerated starting from zero
-    for (int i = 0; i < p->port_master_connection_count; ++i) {
-        std::string portName = csprintf("%s-p%d", name(), i);
-        MasterPort* bp = new BusMasterPort(portName, this, i);
-        masterPorts.push_back(bp);
+    for (MasterPortIter m = masterPorts.begin(); m != masterPorts.end();
+         ++m) {
+        delete *m;
     }
 
-    // see if we have a default slave device connected and if so add
-    // our corresponding master port
-    if (p->port_default_connection_count) {
-        defaultPortId = masterPorts.size();
-        std::string portName = csprintf("%s-default", name());
-        MasterPort* bp = new BusMasterPort(portName, this, defaultPortId);
-        masterPorts.push_back(bp);
+    for (SlavePortIter s = slavePorts.begin(); s != slavePorts.end();
+         ++s) {
+        delete *s;
     }
+}
+
+void
+BaseBus::init()
+{
+    // determine the maximum peer block size, look at both the
+    // connected master and slave modules
+    uint32_t peer_block_size = 0;
 
-    // create the slave ports, once again starting at zero
-    for (int i = 0; i < p->port_slave_connection_count; ++i) {
-        std::string portName = csprintf("%s-p%d", name(), i);
-        SlavePort* bp = new BusSlavePort(portName, this, i);
-        slavePorts.push_back(bp);
+    for (MasterPortConstIter m = masterPorts.begin(); m != masterPorts.end();
+         ++m) {
+        peer_block_size = std::max((*m)->peerBlockSize(), peer_block_size);
     }
 
-    clearPortCache();
+    for (SlavePortConstIter s = slavePorts.begin(); s != slavePorts.end();
+         ++s) {
+        peer_block_size = std::max((*s)->peerBlockSize(), peer_block_size);
+    }
+
+    // if the peers do not have a block size, use the default value
+    // set through the bus parameters
+    if (peer_block_size != 0)
+        blockSize = peer_block_size;
+
+    // check if the block size is a value known to work
+    if (!(blockSize == 16 || blockSize == 32 || blockSize == 64 ||
+          blockSize == 128))
+        warn_once("Block size is neither 16, 32, 64 or 128 bytes.\n");
 }
 
-MasterPort &
-Bus::getMasterPort(const std::string &if_name, int idx)
+BaseMasterPort &
+BaseBus::getMasterPort(const std::string &if_name, PortID idx)
 {
     if (if_name == "master" && idx < masterPorts.size()) {
         // the master port index translates directly to the vector position
         return *masterPorts[idx];
     } else  if (if_name == "default") {
-        return *masterPorts[defaultPortId];
+        return *masterPorts[defaultPortID];
     } else {
         return MemObject::getMasterPort(if_name, idx);
     }
 }
 
-SlavePort &
-Bus::getSlavePort(const std::string &if_name, int idx)
+BaseSlavePort &
+BaseBus::getSlavePort(const std::string &if_name, PortID idx)
 {
     if (if_name == "slave" && idx < slavePorts.size()) {
         // the slave port index translates directly to the vector position
@@ -123,311 +130,132 @@ Bus::getSlavePort(const std::string &if_name, int idx)
 }
 
 void
-Bus::init()
+BaseBus::calcPacketTiming(PacketPtr pkt)
 {
-    // iterate over our slave ports and determine which of our
-    // neighbouring master ports are snooping and add them as snoopers
-    for (SlavePortConstIter p = slavePorts.begin(); p != slavePorts.end();
-         ++p) {
-        if ((*p)->getMasterPort().isSnooping()) {
-            DPRINTF(BusAddrRanges, "Adding snooping neighbour %s\n",
-                    (*p)->getMasterPort().name());
-            snoopPorts.push_back(*p);
-        }
-    }
-}
-
-Tick
-Bus::calcPacketTiming(PacketPtr pkt)
-{
-    // determine the current time rounded to the closest following
-    // clock edge
-    Tick now = curTick();
-    if (now % clock != 0) {
-        now = ((now / clock) + 1) * clock;
-    }
-
-    Tick headerTime = now + headerCycles * clock;
-
-    // The packet will be sent. Figure out how long it occupies the bus, and
-    // how much of that time is for the first "word", aka bus width.
-    int numCycles = 0;
-    if (pkt->hasData()) {
-        // If a packet has data, it needs ceil(size/width) cycles to send it
-        int dataSize = pkt->getSize();
-        numCycles += dataSize/width;
-        if (dataSize % width)
-            numCycles++;
-    }
-
-    // The first word will be delivered after the current tick, the delivery
-    // of the address if any, and one bus cycle to deliver the data
-    pkt->firstWordTime = headerTime + clock;
-
-    pkt->finishTime = headerTime + numCycles * clock;
-
-    return headerTime;
+    // the bus will be called at a time that is not necessarily
+    // coinciding with its own clock, so start by determining how long
+    // until the next clock edge (could be zero)
+    Tick offset = nextCycle() - curTick();
+
+    // determine how many cycles are needed to send the data
+    unsigned dataCycles = pkt->hasData() ? divCeil(pkt->getSize(), width) : 0;
+
+    // before setting the bus delay fields of the packet, ensure that
+    // the delay from any previous bus has been accounted for
+    if (pkt->busFirstWordDelay != 0 || pkt->busLastWordDelay != 0)
+        panic("Packet %s already has bus delay (%d, %d) that should be "
+              "accounted for.\n", pkt->cmdString(), pkt->busFirstWordDelay,
+              pkt->busLastWordDelay);
+
+    // The first word will be delivered on the cycle after the header.
+    pkt->busFirstWordDelay = (headerCycles + 1) * clockPeriod() + offset;
+
+    // Note that currently busLastWordDelay can be smaller than
+    // busFirstWordDelay if the packet has no data
+    pkt->busLastWordDelay = (headerCycles + dataCycles) * clockPeriod() +
+        offset;
 }
 
-void Bus::occupyBus(Tick until)
+template <typename PortClass>
+BaseBus::Layer<PortClass>::Layer(BaseBus& _bus, const std::string& _name) :
+    Drainable(),
+    bus(_bus), _name(_name), state(IDLE), drainManager(NULL),
+    releaseEvent(this)
 {
-    if (until == 0) {
-        // shortcut for express snoop packets
-        return;
-    }
-
-    tickNextIdle = until;
-    reschedule(busIdleEvent, tickNextIdle, true);
-
-    DPRINTF(Bus, "The bus is now occupied from tick %d to %d\n",
-            curTick(), tickNextIdle);
 }
 
-bool
-Bus::isOccupied(PacketPtr pkt, Port* port)
+template <typename PortClass>
+void BaseBus::Layer<PortClass>::occupyLayer(Tick until)
 {
-    // first we see if the next idle tick is in the future, next the
-    // bus is considered occupied if there are ports on the retry list
-    // and we are not in a retry with the current port
-    if (tickNextIdle > curTick() ||
-        (!retryList.empty() && !(inRetry && port == retryList.front()))) {
-        addToRetryList(port);
-        return true;
-    }
-    return false;
+    // ensure the state is busy or in retry and never idle at this
+    // point, as the bus should transition from idle as soon as it has
+    // decided to forward the packet to prevent any follow-on calls to
+    // sendTiming seeing an unoccupied bus
+    assert(state != IDLE);
+
+    // note that we do not change the bus state here, if we are going
+    // from idle to busy it is handled by tryTiming, and if we
+    // are in retry we should remain in retry such that
+    // succeededTiming still sees the accurate state
+
+    // until should never be 0 as express snoops never occupy the bus
+    assert(until != 0);
+    bus.schedule(releaseEvent, until);
+
+    DPRINTF(BaseBus, "The bus is now busy from tick %d to %d\n",
+            curTick(), until);
 }
 
+template <typename PortClass>
 bool
-Bus::recvTimingReq(PacketPtr pkt)
+BaseBus::Layer<PortClass>::tryTiming(PortClass* port)
 {
-    // determine the source port based on the id
-    SlavePort *src_port = slavePorts[pkt->getSrc()];
-
-    // test if the bus should be considered occupied for the current
-    // packet, and exclude express snoops from the check
-    if (!pkt->isExpressSnoop() && isOccupied(pkt, src_port)) {
-        DPRINTF(Bus, "recvTimingReq: src %s %s 0x%x BUSY\n",
-                src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
-        return false;
-    }
-
-    DPRINTF(Bus, "recvTimingReq: src %s %s 0x%x\n",
-            src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
-
-    Tick headerFinishTime = pkt->isExpressSnoop() ? 0 : calcPacketTiming(pkt);
-    Tick packetFinishTime = pkt->isExpressSnoop() ? 0 : pkt->finishTime;
-
-    // the packet is a memory-mapped request and should be
-    // broadcasted to our snoopers but the source
-    forwardTiming(pkt, pkt->getSrc());
-
-    // remember if we add an outstanding req so we can undo it if
-    // necessary, if the packet needs a response, we should add it
-    // as outstanding and express snoops never fail so there is
-    // not need to worry about them
-    bool add_outstanding = !pkt->isExpressSnoop() && pkt->needsResponse();
-
-    // keep track that we have an outstanding request packet
-    // matching this request, this is used by the coherency
-    // mechanism in determining what to do with snoop responses
-    // (in recvTimingSnoop)
-    if (add_outstanding) {
-        // we should never have an exsiting request outstanding
-        assert(outstandingReq.find(pkt->req) == outstandingReq.end());
-        outstandingReq.insert(pkt->req);
-    }
-
-    // since it is a normal request, determine the destination
-    // based on the address and attempt to send the packet
-    bool success = masterPorts[findPort(pkt->getAddr())]->sendTimingReq(pkt);
-
-    if (!success)  {
-        // inhibited packets should never be forced to retry
-        assert(!pkt->memInhibitAsserted());
-
-        // if it was added as outstanding and the send failed, then
-        // erase it again
-        if (add_outstanding)
-            outstandingReq.erase(pkt->req);
-
-        DPRINTF(Bus, "recvTimingReq: src %s %s 0x%x RETRY\n",
-                src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
-
-        addToRetryList(src_port);
-        occupyBus(headerFinishTime);
-
+    // first we see if the bus is busy, next we check if we are in a
+    // retry with a port other than the current one
+    if (state == BUSY || (state == RETRY && port != retryList.front())) {
+        // put the port at the end of the retry list
+        retryList.push_back(port);
         return false;
     }
 
-    succeededTiming(packetFinishTime);
+    // update the state which is shared for request, response and
+    // snoop responses, if we were idle we are now busy, if we are in
+    // a retry, then do not change
+    if (state == IDLE)
+        state = BUSY;
 
     return true;
 }
 
-bool
-Bus::recvTimingResp(PacketPtr pkt)
+template <typename PortClass>
+void
+BaseBus::Layer<PortClass>::succeededTiming(Tick busy_time)
 {
-    // determine the source port based on the id
-    MasterPort *src_port = masterPorts[pkt->getSrc()];
-
-    // test if the bus should be considered occupied for the current
-    // packet
-    if (isOccupied(pkt, src_port)) {
-        DPRINTF(Bus, "recvTimingResp: src %s %s 0x%x BUSY\n",
-                src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
-        return false;
+    // if a retrying port succeeded, also take it off the retry list
+    if (state == RETRY) {
+        DPRINTF(BaseBus, "Remove retry from list %s\n",
+                retryList.front()->name());
+        retryList.pop_front();
+        state = BUSY;
     }
 
-    DPRINTF(Bus, "recvTimingResp: src %s %s 0x%x\n",
-            src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
+    // we should either have gone from idle to busy in the
+    // tryTiming test, or just gone from a retry to busy
+    assert(state == BUSY);
 
-    calcPacketTiming(pkt);
-    Tick packetFinishTime = pkt->finishTime;
-
-    // the packet is a normal response to a request that we should
-    // have seen passing through the bus
-    assert(outstandingReq.find(pkt->req) != outstandingReq.end());
-
-    // remove it as outstanding
-    outstandingReq.erase(pkt->req);
-
-    // send the packet to the destination through one of our slave
-    // ports, as determined by the destination field
-    bool success M5_VAR_USED = slavePorts[pkt->getDest()]->sendTimingResp(pkt);
-
-    // currently it is illegal to block responses... can lead to
-    // deadlock
-    assert(success);
-
-    succeededTiming(packetFinishTime);
-
-    return true;
+    // occupy the bus accordingly
+    occupyLayer(busy_time);
 }
 
+template <typename PortClass>
 void
-Bus::recvTimingSnoopReq(PacketPtr pkt)
-{
-    DPRINTF(Bus, "recvTimingSnoopReq: src %s %s 0x%x\n",
-            masterPorts[pkt->getSrc()]->name(), pkt->cmdString(),
-            pkt->getAddr());
-
-    // we should only see express snoops from caches
-    assert(pkt->isExpressSnoop());
-
-    // forward to all snoopers
-    forwardTiming(pkt, Port::INVALID_PORT_ID);
-
-    // a snoop request came from a connected slave device (one of
-    // our master ports), and if it is not coming from the slave
-    // device responsible for the address range something is
-    // wrong, hence there is nothing further to do as the packet
-    // would be going back to where it came from
-    assert(pkt->getSrc() == findPort(pkt->getAddr()));
-
-    // this is an express snoop and is never forced to retry
-    assert(!inRetry);
-}
-
-bool
-Bus::recvTimingSnoopResp(PacketPtr pkt)
+BaseBus::Layer<PortClass>::failedTiming(PortClass* port, Tick busy_time)
 {
-    // determine the source port based on the id
-    SlavePort* src_port = slavePorts[pkt->getSrc()];
-
-    if (isOccupied(pkt, src_port)) {
-        DPRINTF(Bus, "recvTimingSnoopResp: src %s %s 0x%x BUSY\n",
-                src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
-        return false;
+    // if we are not in a retry, i.e. busy (but never idle), or we are
+    // in a retry but not for the current port, then add the port at
+    // the end of the retry list
+    if (state != RETRY || port != retryList.front()) {
+        retryList.push_back(port);
     }
 
-    DPRINTF(Bus, "recvTimingSnoop: src %s %s 0x%x\n",
-            src_port->name(), pkt->cmdString(), pkt->getAddr());
-
-    // get the destination from the packet
-    Packet::NodeID dest = pkt->getDest();
-
-    // responses are never express snoops
-    assert(!pkt->isExpressSnoop());
+    // even if we retried the current one and did not succeed,
+    // we are no longer retrying but instead busy
+    state = BUSY;
 
-    calcPacketTiming(pkt);
-    Tick packetFinishTime = pkt->finishTime;
-
-    // determine if the response is from a snoop request we
-    // created as the result of a normal request (in which case it
-    // should be in the outstandingReq), or if we merely forwarded
-    // someone else's snoop request
-    if (outstandingReq.find(pkt->req) == outstandingReq.end()) {
-        // this is a snoop response to a snoop request we
-        // forwarded, e.g. coming from the L1 and going to the L2
-        // this should be forwarded as a snoop response
-        bool success M5_VAR_USED = masterPorts[dest]->sendTimingSnoopResp(pkt);
-        assert(success);
-    } else {
-        // we got a snoop response on one of our slave ports,
-        // i.e. from a coherent master connected to the bus, and
-        // since we created the snoop request as part of
-        // recvTiming, this should now be a normal response again
-        outstandingReq.erase(pkt->req);
-
-        // this is a snoop response from a coherent master, with a
-        // destination field set on its way through the bus as
-        // request, hence it should never go back to where the
-        // snoop response came from, but instead to where the
-        // original request came from
-        assert(pkt->getSrc() != dest);
-
-        // as a normal response, it should go back to a master
-        // through one of our slave ports
-        bool success M5_VAR_USED = slavePorts[dest]->sendTimingResp(pkt);
-
-        // currently it is illegal to block responses... can lead
-        // to deadlock
-        assert(success);
-    }
-
-    succeededTiming(packetFinishTime);
-
-    return true;
-}
-
-
-void
-Bus::succeededTiming(Tick busy_time)
-{
     // occupy the bus accordingly
-    occupyBus(busy_time);
-
-    // if a retrying port succeeded, also take it off the retry list
-    if (inRetry) {
-        DPRINTF(Bus, "Remove retry from list %s\n",
-                retryList.front()->name());
-        retryList.pop_front();
-        inRetry = false;
-    }
-}
-
-void
-Bus::forwardTiming(PacketPtr pkt, int exclude_slave_port_id)
-{
-    for (SlavePortIter s = snoopPorts.begin(); s != snoopPorts.end(); ++s) {
-        SlavePort *p = *s;
-        // we could have gotten this request from a snooping master
-        // (corresponding to our own slave port that is also in
-        // snoopPorts) and should not send it back to where it came
-        // from
-        if (exclude_slave_port_id == Port::INVALID_PORT_ID ||
-            p->getId() != exclude_slave_port_id) {
-            // cache is not allowed to refuse snoop
-            p->sendTimingSnoopReq(pkt);
-        }
-    }
+    occupyLayer(busy_time);
 }
 
+template <typename PortClass>
 void
-Bus::releaseBus()
+BaseBus::Layer<PortClass>::releaseLayer()
 {
     // releasing the bus means we should now be idle
-    assert(curTick() >= tickNextIdle);
+    assert(state == BUSY);
+    assert(!releaseEvent.scheduled());
+
+    // update the state
+    state = IDLE;
 
     // bus is now idle, so if someone is waiting we can retry
     if (!retryList.empty()) {
@@ -436,98 +264,102 @@ Bus::releaseBus()
         // busy, and in the latter case the bus may be released before
         // we see a retry from the destination
         retryWaiting();
-    }
-
-    //If we weren't able to drain before, we might be able to now.
-    if (drainEvent && retryList.empty() && curTick() >= tickNextIdle) {
-        drainEvent->process();
+    } else if (drainManager) {
+        DPRINTF(Drain, "Bus done draining, signaling drain manager\n");
+        //If we weren't able to drain before, do it now.
+        drainManager->signalDrainDone();
         // Clear the drain event once we're done with it.
-        drainEvent = NULL;
+        drainManager = NULL;
     }
 }
 
+template <typename PortClass>
 void
-Bus::retryWaiting()
+BaseBus::Layer<PortClass>::retryWaiting()
 {
     // this should never be called with an empty retry list
     assert(!retryList.empty());
 
-    // send a retry to the port at the head of the retry list
-    inRetry = true;
+    // we always go to retrying from idle
+    assert(state == IDLE);
+
+    // update the state which is shared for request, response and
+    // snoop responses
+    state = RETRY;
 
     // note that we might have blocked on the receiving port being
     // busy (rather than the bus itself) and now call retry before the
     // destination called retry on the bus
     retryList.front()->sendRetry();
 
-    // If inRetry is still true, sendTiming wasn't called in zero time
-    // (e.g. the cache does this)
-    if (inRetry) {
+    // If the bus is still in the retry state, sendTiming wasn't
+    // called in zero time (e.g. the cache does this)
+    if (state == RETRY) {
         retryList.pop_front();
-        inRetry = false;
-
-        //Bring tickNextIdle up to the present
-        while (tickNextIdle < curTick())
-            tickNextIdle += clock;
 
         //Burn a cycle for the missed grant.
-        tickNextIdle += clock;
 
-        reschedule(busIdleEvent, tickNextIdle, true);
+        // update the state which is shared for request, response and
+        // snoop responses
+        state = BUSY;
+
+        // occupy the bus layer until the next cycle ends
+        occupyLayer(bus.clockEdge(Cycles(1)));
     }
 }
 
+template <typename PortClass>
 void
-Bus::recvRetry(Port::PortId id)
+BaseBus::Layer<PortClass>::recvRetry()
 {
     // we got a retry from a peer that we tried to send something to
     // and failed, but we sent it on the account of someone else, and
     // that source port should be on our retry list, however if the
-    // bus is released before this happens and the retry (from the bus
-    // point of view) is successful then this no longer holds and we
-    // could in fact have an empty retry list
+    // bus layer is released before this happens and the retry (from
+    // the bus point of view) is successful then this no longer holds
+    // and we could in fact have an empty retry list
     if (retryList.empty())
         return;
 
-    // if the bus isn't busy
-    if (curTick() >= tickNextIdle) {
+    // if the bus layer is idle
+    if (state == IDLE) {
         // note that we do not care who told us to retry at the moment, we
         // merely let the first one on the retry list go
         retryWaiting();
     }
 }
 
-int
-Bus::findPort(Addr addr)
+PortID
+BaseBus::findPort(Addr addr)
 {
-    /* An interval tree would be a better way to do this. --ali. */
-    int dest_id;
+    // we should never see any address lookups before we've got the
+    // ranges of all connected slave modules
+    assert(gotAllAddrRanges);
 
-    dest_id = checkPortCache(addr);
-    if (dest_id != Port::INVALID_PORT_ID)
+    // Check the cache
+    PortID dest_id = checkPortCache(addr);
+    if (dest_id != InvalidPortID)
         return dest_id;
 
-    // Check normal port ranges
-    PortIter i = portMap.find(RangeSize(addr,1));
+    // Check the address map interval tree
+    PortMapConstIter i = portMap.find(addr);
     if (i != portMap.end()) {
         dest_id = i->second;
-        updatePortCache(dest_id, i->first.start, i->first.end);
+        updatePortCache(dest_id, i->first);
         return dest_id;
     }
 
     // Check if this matches the default range
     if (useDefaultRange) {
-        AddrRangeIter a_end = defaultRange.end();
-        for (AddrRangeIter i = defaultRange.begin(); i != a_end; i++) {
-            if (*i == addr) {
-                DPRINTF(Bus, "  found addr %#llx on default\n", addr);
-                return defaultPortId;
-            }
+        if (defaultRange.contains(addr)) {
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "  found addr %#llx on default\n",
+                    addr);
+            return defaultPortID;
         }
-    } else if (defaultPortId != Port::INVALID_PORT_ID) {
-        DPRINTF(Bus, "Unable to find destination for addr %#llx, "
+    } else if (defaultPortID != InvalidPortID) {
+        DPRINTF(BusAddrRanges, "Unable to find destination for addr %#llx, "
                 "will use default port\n", addr);
-        return defaultPortId;
+        return defaultPortID;
     }
 
     // we should use the range for the default port and it did not
@@ -536,327 +368,213 @@ Bus::findPort(Addr addr)
           name());
 }
 
-Tick
-Bus::recvAtomic(PacketPtr pkt)
-{
-    DPRINTF(Bus, "recvAtomic: packet src %s addr 0x%x cmd %s\n",
-            slavePorts[pkt->getSrc()]->name(), pkt->getAddr(),
-            pkt->cmdString());
-
-    // forward to all snoopers but the source
-    std::pair<MemCmd, Tick> snoop_result = forwardAtomic(pkt, pkt->getSrc());
-    MemCmd snoop_response_cmd = snoop_result.first;
-    Tick snoop_response_latency = snoop_result.second;
-
-    // even if we had a snoop response, we must continue and also
-    // perform the actual request at the destination
-    int dest_id = findPort(pkt->getAddr());
-
-    // forward the request to the appropriate destination
-    Tick response_latency = masterPorts[dest_id]->sendAtomic(pkt);
-
-    // if we got a response from a snooper, restore it here
-    if (snoop_response_cmd != MemCmd::InvalidCmd) {
-        // no one else should have responded
-        assert(!pkt->isResponse());
-        pkt->cmd = snoop_response_cmd;
-        response_latency = snoop_response_latency;
-    }
-
-    pkt->finishTime = curTick() + response_latency;
-    return response_latency;
-}
-
-Tick
-Bus::recvAtomicSnoop(PacketPtr pkt)
+/** Function called by the port when the bus is receiving a range change.*/
+void
+BaseBus::recvRangeChange(PortID master_port_id)
 {
-    DPRINTF(Bus, "recvAtomicSnoop: packet src %s addr 0x%x cmd %s\n",
-            masterPorts[pkt->getSrc()]->name(), pkt->getAddr(),
-            pkt->cmdString());
-
-    // forward to all snoopers
-    std::pair<MemCmd, Tick> snoop_result =
-        forwardAtomic(pkt, Port::INVALID_PORT_ID);
-    MemCmd snoop_response_cmd = snoop_result.first;
-    Tick snoop_response_latency = snoop_result.second;
+    DPRINTF(BusAddrRanges, "Received range change from slave port %s\n",
+            masterPorts[master_port_id]->getSlavePort().name());
+
+    // remember that we got a range from this master port and thus the
+    // connected slave module
+    gotAddrRanges[master_port_id] = true;
+
+    // update the global flag
+    if (!gotAllAddrRanges) {
+        // take a logical AND of all the ports and see if we got
+        // ranges from everyone
+        gotAllAddrRanges = true;
+        std::vector<bool>::const_iterator r = gotAddrRanges.begin();
+        while (gotAllAddrRanges &&  r != gotAddrRanges.end()) {
+            gotAllAddrRanges &= *r++;
+        }
+        if (gotAllAddrRanges)
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "Got address ranges from all slaves\n");
+    }
+
+    // note that we could get the range from the default port at any
+    // point in time, and we cannot assume that the default range is
+    // set before the other ones are, so we do additional checks once
+    // all ranges are provided
+    if (master_port_id == defaultPortID) {
+        // only update if we are indeed checking ranges for the
+        // default port since the port might not have a valid range
+        // otherwise
+        if (useDefaultRange) {
+            AddrRangeList ranges = masterPorts[master_port_id]->getAddrRanges();
 
-    if (snoop_response_cmd != MemCmd::InvalidCmd)
-        pkt->cmd = snoop_response_cmd;
+            if (ranges.size() != 1)
+                fatal("Bus %s may only have a single default range",
+                      name());
 
-    pkt->finishTime = curTick() + snoop_response_latency;
-    return snoop_response_latency;
-}
-
-std::pair<MemCmd, Tick>
-Bus::forwardAtomic(PacketPtr pkt, int exclude_slave_port_id)
-{
-    // the packet may be changed on snoops, record the original source
-    // and command to enable us to restore it between snoops so that
-    // additional snoops can take place properly
-    Packet::NodeID orig_src_id = pkt->getSrc();
-    MemCmd orig_cmd = pkt->cmd;
-    MemCmd snoop_response_cmd = MemCmd::InvalidCmd;
-    Tick snoop_response_latency = 0;
-
-    for (SlavePortIter s = snoopPorts.begin(); s != snoopPorts.end(); ++s) {
-        SlavePort *p = *s;
-        // we could have gotten this request from a snooping master
-        // (corresponding to our own slave port that is also in
-        // snoopPorts) and should not send it back to where it came
-        // from
-        if (exclude_slave_port_id == Port::INVALID_PORT_ID ||
-            p->getId() != exclude_slave_port_id) {
-            Tick latency = p->sendAtomicSnoop(pkt);
-            // in contrast to a functional access, we have to keep on
-            // going as all snoopers must be updated even if we get a
-            // response
-            if (pkt->isResponse()) {
-                // response from snoop agent
-                assert(pkt->cmd != orig_cmd);
-                assert(pkt->memInhibitAsserted());
-                // should only happen once
-                assert(snoop_response_cmd == MemCmd::InvalidCmd);
-                // save response state
-                snoop_response_cmd = pkt->cmd;
-                snoop_response_latency = latency;
-                // restore original packet state for remaining snoopers
-                pkt->cmd = orig_cmd;
-                pkt->setSrc(orig_src_id);
-                pkt->clearDest();
+            defaultRange = ranges.front();
+        }
+    } else {
+        // the ports are allowed to update their address ranges
+        // dynamically, so remove any existing entries
+        if (gotAddrRanges[master_port_id]) {
+            for (PortMapIter p = portMap.begin(); p != portMap.end(); ) {
+                if (p->second == master_port_id)
+                    // erasing invalidates the iterator, so advance it
+                    // before the deletion takes place
+                    portMap.erase(p++);
+                else
+                    p++;
             }
         }
-    }
 
-    // the packet is restored as part of the loop and any potential
-    // snoop response is part of the returned pair
-    return std::make_pair(snoop_response_cmd, snoop_response_latency);
-}
-
-void
-Bus::recvFunctional(PacketPtr pkt)
-{
-    if (!pkt->isPrint()) {
-        // don't do DPRINTFs on PrintReq as it clutters up the output
-        DPRINTF(Bus,
-                "recvFunctional: packet src %s addr 0x%x cmd %s\n",
-                slavePorts[pkt->getSrc()]->name(), pkt->getAddr(),
-                pkt->cmdString());
-    }
-
-    // forward to all snoopers but the source
-    forwardFunctional(pkt, pkt->getSrc());
+        AddrRangeList ranges = masterPorts[master_port_id]->getAddrRanges();
 
-    // there is no need to continue if the snooping has found what we
-    // were looking for and the packet is already a response
-    if (!pkt->isResponse()) {
-        int dest_id = findPort(pkt->getAddr());
-
-        masterPorts[dest_id]->sendFunctional(pkt);
-    }
-}
-
-void
-Bus::recvFunctionalSnoop(PacketPtr pkt)
-{
-    if (!pkt->isPrint()) {
-        // don't do DPRINTFs on PrintReq as it clutters up the output
-        DPRINTF(Bus,
-                "recvFunctionalSnoop: packet src %s addr 0x%x cmd %s\n",
-                masterPorts[pkt->getSrc()]->name(), pkt->getAddr(),
-                pkt->cmdString());
-    }
-
-    // forward to all snoopers
-    forwardFunctional(pkt, Port::INVALID_PORT_ID);
-}
-
-void
-Bus::forwardFunctional(PacketPtr pkt, int exclude_slave_port_id)
-{
-    for (SlavePortIter s = snoopPorts.begin(); s != snoopPorts.end(); ++s) {
-        SlavePort *p = *s;
-        // we could have gotten this request from a snooping master
-        // (corresponding to our own slave port that is also in
-        // snoopPorts) and should not send it back to where it came
-        // from
-        if (exclude_slave_port_id == Port::INVALID_PORT_ID ||
-            p->getId() != exclude_slave_port_id)
-            p->sendFunctionalSnoop(pkt);
-
-        // if we get a response we are done
-        if (pkt->isResponse()) {
-            break;
+        for (AddrRangeConstIter r = ranges.begin(); r != ranges.end(); ++r) {
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "Adding range %s for id %d\n",
+                    r->to_string(), master_port_id);
+            if (portMap.insert(*r, master_port_id) == portMap.end()) {
+                PortID conflict_id = portMap.find(*r)->second;
+                fatal("%s has two ports with same range:\n\t%s\n\t%s\n",
+                      name(),
+                      masterPorts[master_port_id]->getSlavePort().name(),
+                      masterPorts[conflict_id]->getSlavePort().name());
+            }
         }
     }
-}
 
-/** Function called by the port when the bus is receiving a range change.*/
-void
-Bus::recvRangeChange(Port::PortId id)
-{
-    AddrRangeList ranges;
-    AddrRangeIter iter;
+    // if we have received ranges from all our neighbouring slave
+    // modules, go ahead and tell our connected master modules in
+    // turn, this effectively assumes a tree structure of the system
+    if (gotAllAddrRanges) {
+        DPRINTF(BusAddrRanges, "Aggregating bus ranges\n");
+        busRanges.clear();
 
-    if (inRecvRangeChange.count(id))
-        return;
-    inRecvRangeChange.insert(id);
+        // start out with the default range
+        if (useDefaultRange) {
+            if (!gotAddrRanges[defaultPortID])
+                fatal("Bus %s uses default range, but none provided",
+                      name());
 
-    DPRINTF(BusAddrRanges, "received RangeChange from device id %d\n", id);
+            busRanges.push_back(defaultRange);
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Adding default %s\n",
+                    defaultRange.to_string());
+        }
 
-    clearPortCache();
-    if (id == defaultPortId) {
-        defaultRange.clear();
-        // Only try to update these ranges if the user set a default responder.
-        if (useDefaultRange) {
-            AddrRangeList ranges =
-                masterPorts[id]->getSlavePort().getAddrRanges();
-            for(iter = ranges.begin(); iter != ranges.end(); iter++) {
-                defaultRange.push_back(*iter);
-                DPRINTF(BusAddrRanges, "Adding range %#llx - %#llx for default range\n",
-                        iter->start, iter->end);
+        // merge all interleaved ranges and add any range that is not
+        // a subset of the default range
+        std::vector<AddrRange> intlv_ranges;
+        for (AddrRangeMap<PortID>::const_iterator r = portMap.begin();
+             r != portMap.end(); ++r) {
+            // if the range is interleaved then save it for now
+            if (r->first.interleaved()) {
+                // if we already got interleaved ranges that are not
+                // part of the same range, then first do a merge
+                // before we add the new one
+                if (!intlv_ranges.empty() &&
+                    !intlv_ranges.back().mergesWith(r->first)) {
+                    DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Merging range from %d ranges\n",
+                            intlv_ranges.size());
+                    AddrRange merged_range(intlv_ranges);
+                    // next decide if we keep the merged range or not
+                    if (!(useDefaultRange &&
+                          merged_range.isSubset(defaultRange))) {
+                        busRanges.push_back(merged_range);
+                        DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Adding merged range %s\n",
+                                merged_range.to_string());
+                    }
+                    intlv_ranges.clear();
+                }
+                intlv_ranges.push_back(r->first);
+            } else {
+                // keep the current range if not a subset of the default
+                if (!(useDefaultRange &&
+                      r->first.isSubset(defaultRange))) {
+                    busRanges.push_back(r->first);
+                    DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Adding range %s\n",
+                            r->first.to_string());
+                }
             }
         }
-    } else {
-
-        assert(id < masterPorts.size() && id >= 0);
-        MasterPort *port = masterPorts[id];
 
-        // Clean out any previously existent ids
-        for (PortIter portIter = portMap.begin();
-             portIter != portMap.end(); ) {
-            if (portIter->second == id)
-                portMap.erase(portIter++);
-            else
-                portIter++;
+        // if there is still interleaved ranges waiting to be merged,
+        // go ahead and do it
+        if (!intlv_ranges.empty()) {
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Merging range from %d ranges\n",
+                    intlv_ranges.size());
+            AddrRange merged_range(intlv_ranges);
+            if (!(useDefaultRange && merged_range.isSubset(defaultRange))) {
+                busRanges.push_back(merged_range);
+                DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Adding merged range %s\n",
+                        merged_range.to_string());
+            }
         }
 
-        ranges = port->getSlavePort().getAddrRanges();
-
-        for (iter = ranges.begin(); iter != ranges.end(); iter++) {
-            DPRINTF(BusAddrRanges, "Adding range %#llx - %#llx for id %d\n",
-                    iter->start, iter->end, id);
-            if (portMap.insert(*iter, id) == portMap.end()) {
-                int conflict_id = portMap.find(*iter)->second;
-                fatal("%s has two ports with same range:\n\t%s\n\t%s\n",
-                      name(), masterPorts[id]->getSlavePort().name(),
-                      masterPorts[conflict_id]->getSlavePort().name());
+        // also check that no range partially overlaps with the
+        // default range, this has to be done after all ranges are set
+        // as there are no guarantees for when the default range is
+        // update with respect to the other ones
+        if (useDefaultRange) {
+            for (AddrRangeConstIter r = busRanges.begin();
+                 r != busRanges.end(); ++r) {
+                // see if the new range is partially
+                // overlapping the default range
+                if (r->intersects(defaultRange) &&
+                    !r->isSubset(defaultRange))
+                    fatal("Range %s intersects the "                    \
+                          "default range of %s but is not a "           \
+                          "subset\n", r->to_string(), name());
             }
         }
-    }
-    DPRINTF(BusAddrRanges, "port list has %d entries\n", portMap.size());
 
-    // tell all our neighbouring master ports that our address range
-    // has changed
-    for (SlavePortConstIter p = slavePorts.begin(); p != slavePorts.end();
-         ++p)
-        (*p)->sendRangeChange();
+        // tell all our neighbouring master ports that our address
+        // ranges have changed
+        for (SlavePortConstIter s = slavePorts.begin(); s != slavePorts.end();
+             ++s)
+            (*s)->sendRangeChange();
+    }
 
-    inRecvRangeChange.erase(id);
+    clearPortCache();
 }
 
 AddrRangeList
-Bus::getAddrRanges(Port::PortId id)
+BaseBus::getAddrRanges() const
 {
-    AddrRangeList ranges;
+    // we should never be asked without first having sent a range
+    // change, and the latter is only done once we have all the ranges
+    // of the connected devices
+    assert(gotAllAddrRanges);
 
-    DPRINTF(BusAddrRanges, "received address range request, returning:\n");
+    // at the moment, this never happens, as there are no cycles in
+    // the range queries and no devices on the master side of a bus
+    // (CPU, cache, bridge etc) actually care about the ranges of the
+    // ports they are connected to
 
-    for (AddrRangeIter dflt_iter = defaultRange.begin();
-         dflt_iter != defaultRange.end(); dflt_iter++) {
-        ranges.push_back(*dflt_iter);
-        DPRINTF(BusAddrRanges, "  -- Dflt: %#llx : %#llx\n",dflt_iter->start,
-                dflt_iter->end);
-    }
-    for (PortIter portIter = portMap.begin();
-         portIter != portMap.end(); portIter++) {
-        bool subset = false;
-        for (AddrRangeIter dflt_iter = defaultRange.begin();
-             dflt_iter != defaultRange.end(); dflt_iter++) {
-            if ((portIter->first.start < dflt_iter->start &&
-                portIter->first.end >= dflt_iter->start) ||
-               (portIter->first.start < dflt_iter->end &&
-                portIter->first.end >= dflt_iter->end))
-                fatal("Devices can not set ranges that itersect the default set\
-                        but are not a subset of the default set.\n");
-            if (portIter->first.start >= dflt_iter->start &&
-                portIter->first.end <= dflt_iter->end) {
-                subset = true;
-                DPRINTF(BusAddrRanges, "  -- %#llx : %#llx is a SUBSET\n",
-                    portIter->first.start, portIter->first.end);
-            }
-        }
-        if (portIter->second != id && !subset) {
-            ranges.push_back(portIter->first);
-            DPRINTF(BusAddrRanges, "  -- %#llx : %#llx\n",
-                    portIter->first.start, portIter->first.end);
-        }
-    }
-
-    return ranges;
-}
+    DPRINTF(BusAddrRanges, "Received address range request\n");
 
-bool
-Bus::isSnooping(Port::PortId id) const
-{
-    // in essence, answer the question if there are snooping ports
-    return !snoopPorts.empty();
+    return busRanges;
 }
 
 unsigned
-Bus::findBlockSize(Port::PortId id)
+BaseBus::deviceBlockSize() const
 {
-    if (cachedBlockSizeValid)
-        return cachedBlockSize;
-
-    unsigned max_bs = 0;
-
-    PortIter p_end = portMap.end();
-    for (PortIter p_iter = portMap.begin(); p_iter != p_end; p_iter++) {
-        unsigned tmp_bs = masterPorts[p_iter->second]->peerBlockSize();
-        if (tmp_bs > max_bs)
-            max_bs = tmp_bs;
-    }
-
-    for (SlavePortConstIter s = snoopPorts.begin(); s != snoopPorts.end();
-         ++s) {
-        unsigned tmp_bs = (*s)->peerBlockSize();
-        if (tmp_bs > max_bs)
-            max_bs = tmp_bs;
-    }
-    if (max_bs == 0)
-        max_bs = defaultBlockSize;
-
-    if (max_bs != 64)
-        warn_once("Blocksize found to not be 64... hmm... probably not.\n");
-    cachedBlockSize = max_bs;
-    cachedBlockSizeValid = true;
-    return max_bs;
+    return blockSize;
 }
 
-
+template <typename PortClass>
 unsigned int
-Bus::drain(Event * de)
+BaseBus::Layer<PortClass>::drain(DrainManager *dm)
 {
     //We should check that we're not "doing" anything, and that noone is
     //waiting. We might be idle but have someone waiting if the device we
     //contacted for a retry didn't actually retry.
-    if (!retryList.empty() || (curTick() < tickNextIdle &&
-                               busIdleEvent.scheduled())) {
-        drainEvent = de;
+    if (!retryList.empty() || state != IDLE) {
+        DPRINTF(Drain, "Bus not drained\n");
+        drainManager = dm;
         return 1;
     }
     return 0;
 }
 
-void
-Bus::startup()
-{
-    if (tickNextIdle < curTick())
-        tickNextIdle = (curTick() / clock) * clock + clock;
-}
-
-Bus *
-BusParams::create()
-{
-    return new Bus(this);
-}
+/**
+ * Bus layer template instantiations. Could be removed with _impl.hh
+ * file, but since there are only two given options (MasterPort and
+ * SlavePort) it seems a bit excessive at this point.
+ */
+template class BaseBus::Layer<SlavePort>;
+template class BaseBus::Layer<MasterPort>;