ruby: move stall and wakeup functions to AbstractController
[gem5.git] / src / mem / bus.cc
index 6e790e438f1f35dbee1f071f91b0c454e147b8b7..d29422593214fd3971b8a5c6410988c1afa0a459 100644 (file)
@@ -1,4 +1,16 @@
 /*
+ * Copyright (c) 2011-2013 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) 2006 The Regents of The University of Michigan
  * All rights reserved.
  *
@@ -26,6 +38,8 @@
  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  *
  * Authors: Ali Saidi
+ *          Andreas Hansson
+ *          William Wang
  */
 
 /**
  * Definition of a bus object.
  */
 
-#include <algorithm>
-#include <limits>
-
 #include "base/misc.hh"
 #include "base/trace.hh"
+#include "debug/Bus.hh"
+#include "debug/BusAddrRanges.hh"
+#include "debug/Drain.hh"
 #include "mem/bus.hh"
 
-Port *
-Bus::getPort(const std::string &if_name, int idx)
+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),
+      blockSize(p->block_size)
+{}
+
+BaseBus::~BaseBus()
 {
-    if (if_name == "default") {
-        if (defaultPort == NULL) {
-            defaultPort = new BusPort(csprintf("%s-default",name()), this,
-                                      defaultId);
-            cachedBlockSizeValid = false;
-            return defaultPort;
-        } else
-            fatal("Default port already set\n");
-    }
-    int id;
-    if (if_name == "functional") {
-        if (!funcPort) {
-            id = maxId++;
-            funcPort = new BusPort(csprintf("%s-p%d-func", name(), id), this, id);
-            funcPortId = id;
-            interfaces[id] = funcPort;
-        }
-        return funcPort;
+    for (MasterPortIter m = masterPorts.begin(); m != masterPorts.end();
+         ++m) {
+        delete *m;
     }
 
-    // if_name ignored?  forced to be empty?
-    id = maxId++;
-    assert(maxId < std::numeric_limits<typeof(maxId)>::max());
-    BusPort *bp = new BusPort(csprintf("%s-p%d", name(), id), this, id);
-    interfaces[id] = bp;
-    cachedBlockSizeValid = false;
-    return bp;
+    for (SlavePortIter s = slavePorts.begin(); s != slavePorts.end();
+         ++s) {
+        delete *s;
+    }
 }
 
 void
-Bus::deletePortRefs(Port *p)
+BaseBus::init()
 {
+    // determine the maximum peer block size, look at both the
+    // connected master and slave modules
+    uint32_t peer_block_size = 0;
 
-    BusPort *bp =  dynamic_cast<BusPort*>(p);
-    if (bp == NULL)
-        panic("Couldn't convert Port* to BusPort*\n");
-    // If this is our one functional port
-    if (funcPort == bp)
-        return;
-    interfaces.erase(bp->getId());
-    clearBusCache();
-    delete bp;
+    for (MasterPortConstIter m = masterPorts.begin(); m != masterPorts.end();
+         ++m) {
+        peer_block_size = std::max((*m)->peerBlockSize(), peer_block_size);
+    }
+
+    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");
 }
 
-/** Get the ranges of anyone other buses that we are connected to. */
-void
-Bus::init()
+BaseMasterPort &
+BaseBus::getMasterPort(const std::string &if_name, PortID idx)
 {
-    m5::hash_map<short,BusPort*>::iterator intIter;
-
-    for (intIter = interfaces.begin(); intIter != interfaces.end(); intIter++)
-        intIter->second->sendStatusChange(Port::RangeChange);
+    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];
+    } else {
+        return MemObject::getMasterPort(if_name, idx);
+    }
 }
 
-Bus::BusFreeEvent::BusFreeEvent(Bus *_bus) : Event(&mainEventQueue), bus(_bus)
-{}
+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
+        return *slavePorts[idx];
+    } else {
+        return MemObject::getSlavePort(if_name, idx);
+    }
+}
 
-void Bus::BusFreeEvent::process()
+void
+BaseBus::calcPacketTiming(PacketPtr pkt)
 {
-    bus->recvRetry(-1);
+    // 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;
 }
 
-const char * Bus::BusFreeEvent::description()
+template <typename PortClass>
+BaseBus::Layer<PortClass>::Layer(BaseBus& _bus, const std::string& _name) :
+    Drainable(),
+    bus(_bus), _name(_name), state(IDLE), drainManager(NULL),
+    releaseEvent(this)
 {
-    return "bus became available";
 }
 
-void Bus::occupyBus(PacketPtr pkt)
+template <typename PortClass>
+void BaseBus::Layer<PortClass>::occupyLayer(Tick until)
 {
-    //Bring tickNextIdle up to the present tick
-    //There is some potential ambiguity where a cycle starts, which might make
-    //a difference when devices are acting right around a cycle boundary. Using
-    //a < allows things which happen exactly on a cycle boundary to take up
-    //only the following cycle. Anything that happens later will have to "wait"
-    //for the end of that cycle, and then start using the bus after that.
-    if (tickNextIdle < curTick) {
-        tickNextIdle = curTick;
-        if (tickNextIdle % clock != 0)
-            tickNextIdle = curTick - (curTick % clock) + clock;
-    }
+    // 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);
+}
 
-    // 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;
-    // Requests need one cycle to send an address
-    if (pkt->isRequest())
-        numCycles++;
-    else if (pkt->isResponse() || pkt->hasData()) {
-        // If a packet has data, it needs ceil(size/width) cycles to send it
-        // We're using the "adding instead of dividing" trick again here
-        if (pkt->hasData()) {
-            int dataSize = pkt->getSize();
-            numCycles += dataSize/width;
-            if (dataSize % width)
-                numCycles++;
-        } else {
-            // If the packet didn't have data, it must have been a response.
-            // Those use the bus for one cycle to send their data.
-            numCycles++;
-        }
+template <typename PortClass>
+bool
+BaseBus::Layer<PortClass>::tryTiming(PortClass* port)
+{
+    // 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;
     }
 
-    // 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 = tickNextIdle + (pkt->isRequest() ? clock : 0) + clock;
+    // 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;
 
-    //Advance it numCycles bus cycles.
-    //XXX Should this use the repeated addition trick as well?
-    tickNextIdle += (numCycles * clock);
-    if (!busIdle.scheduled()) {
-        busIdle.schedule(tickNextIdle);
-    } else {
-        busIdle.reschedule(tickNextIdle);
-    }
-    DPRINTF(Bus, "The bus is now occupied from tick %d to %d\n",
-            curTick, tickNextIdle);
-
-    // The bus will become idle once the current packet is delivered.
-    pkt->finishTime = tickNextIdle;
+    return true;
 }
 
-/** Function called by the port when the bus is receiving a Timing
- * transaction.*/
-bool
-Bus::recvTiming(PacketPtr pkt)
+template <typename PortClass>
+void
+BaseBus::Layer<PortClass>::succeededTiming(Tick busy_time)
 {
-    short src = pkt->getSrc();
-    DPRINTF(Bus, "recvTiming: packet src %d dest %d addr 0x%x cmd %s\n",
-            src, pkt->getDest(), pkt->getAddr(), pkt->cmdString());
-
-    BusPort *src_port;
-    if (src == defaultId)
-        src_port = defaultPort;
-    else {
-        src_port = checkBusCache(src);
-        if (src_port == NULL) {
-            src_port = interfaces[src];
-            updateBusCache(src, src_port);
-        }
+    // 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;
     }
 
-    // If the bus is busy, or other devices are in line ahead of the current
-    // one, put this device on the retry list.
-    if (!pkt->isExpressSnoop() &&
-        (tickNextIdle > curTick ||
-         (retryList.size() && (!inRetry || src_port != retryList.front()))))
-    {
-        addToRetryList(src_port);
-        DPRINTF(Bus, "recvTiming: Bus is busy, returning false\n");
-        return false;
-    }
+    // we should either have gone from idle to busy in the
+    // tryTiming test, or just gone from a retry to busy
+    assert(state == BUSY);
 
-    if (!pkt->isExpressSnoop()) {
-        occupyBus(pkt);
-    }
+    // occupy the bus accordingly
+    occupyLayer(busy_time);
+}
 
-    short dest = pkt->getDest();
-    int dest_port_id;
-    Port *dest_port;
-
-    if (dest == Packet::Broadcast) {
-        dest_port_id = findPort(pkt->getAddr());
-        dest_port = (dest_port_id == defaultId) ?
-            defaultPort : interfaces[dest_port_id];
-        SnoopIter s_end = snoopPorts.end();
-        for (SnoopIter s_iter = snoopPorts.begin(); s_iter != s_end; s_iter++) {
-            BusPort *p = *s_iter;
-            if (p != dest_port && p != src_port) {
-                // cache is not allowed to refuse snoop
-                bool success M5_VAR_USED = p->sendTiming(pkt);
-                assert(success);
-            }
-        }
-    } else {
-        assert(dest >= 0 && dest < maxId);
-        assert(dest != src); // catch infinite loops
-        dest_port_id = dest;
-        if (dest_port_id == defaultId)
-            dest_port = defaultPort;
-        else {
-            dest_port = checkBusCache(dest);
-            if (dest_port == NULL) {
-                dest_port = interfaces[dest_port_id];
-            // updateBusCache(dest_port_id, dest_port);
-            }
-        }
-        dest_port = (dest_port_id == defaultId) ?
-            defaultPort : interfaces[dest_port_id];
+template <typename PortClass>
+void
+BaseBus::Layer<PortClass>::failedTiming(PortClass* port, Tick busy_time)
+{
+    // 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);
     }
 
-    if (dest_port_id == src) {
-        // Must be forwarded snoop up from below...
-        assert(dest == Packet::Broadcast);
-        assert(src != defaultId); // catch infinite loops
-    } else {
-        // send to actual target
-        if (!dest_port->sendTiming(pkt))  {
-            // Packet not successfully sent. Leave or put it on the retry list.
-            // illegal to block responses... can lead to deadlock
-            assert(!pkt->isResponse());
-            DPRINTF(Bus, "Adding2 a retry to RETRY list %d\n", src);
-            addToRetryList(src_port);
-            return false;
-        }
-        // send OK, fall through
-    }
+    // even if we retried the current one and did not succeed,
+    // we are no longer retrying but instead busy
+    state = BUSY;
 
-    // Packet was successfully sent.
-    // Also take care of retries
-    if (inRetry) {
-        DPRINTF(Bus, "Remove retry from list %d\n", src);
-        retryList.front()->onRetryList(false);
-        retryList.pop_front();
-        inRetry = false;
-    }
-    return true;
+    // occupy the bus accordingly
+    occupyLayer(busy_time);
 }
 
+template <typename PortClass>
 void
-Bus::recvRetry(int id)
+BaseBus::Layer<PortClass>::releaseLayer()
 {
-    // If there's anything waiting, and the bus isn't busy...
-    if (retryList.size() && curTick >= tickNextIdle) {
-        //retryingPort = retryList.front();
-        inRetry = true;
-        DPRINTF(Bus, "Sending a retry to %s\n", retryList.front()->getPeer()->name());
-        retryList.front()->sendRetry();
-        // If inRetry is still true, sendTiming wasn't called
-        if (inRetry)
-        {
-            retryList.front()->onRetryList(false);
-            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;
-
-            busIdle.reschedule(tickNextIdle, true);
-        }
-    }
-    //If we weren't able to drain before, we might be able to now.
-    if (drainEvent && retryList.size() == 0 && curTick >= tickNextIdle) {
-        drainEvent->process();
+    // releasing the bus means we should now be idle
+    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()) {
+        // note that we block (return false on recvTiming) both
+        // because the bus is busy and because the destination is
+        // busy, and in the latter case the bus may be released before
+        // we see a retry from the destination
+        retryWaiting();
+    } 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;
     }
 }
 
-int
-Bus::findPort(Addr addr)
+template <typename PortClass>
+void
+BaseBus::Layer<PortClass>::retryWaiting()
 {
-    /* An interval tree would be a better way to do this. --ali. */
-    int dest_id = -1;
-
-    dest_id = checkPortCache(addr);
-    if (dest_id == -1) {
-        PortIter i = portMap.find(RangeSize(addr,1));
-        if (i != portMap.end())
-          dest_id = i->second;
-        updatePortCache(dest_id, i->first.start, i->first.end);
-    }
+    // this should never be called with an empty retry list
+    assert(!retryList.empty());
 
-    // Check if this matches the default range
-    if (dest_id == -1) {
-        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 defaultId;
-            }
-        }
+    // we always go to retrying from idle
+    assert(state == IDLE);
 
-        if (responderSet) {
-            panic("Unable to find destination for addr (user set default "
-                  "responder): %#llx", addr);
-        } else {
-            DPRINTF(Bus, "Unable to find destination for addr: %#llx, will use "
-                    "default port", addr);
+    // update the state which is shared for request, response and
+    // snoop responses
+    state = RETRY;
 
-            return defaultId;
-        }
-    }
+    // 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();
 
-    return dest_id;
-}
+    // 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();
 
+        //Burn a cycle for the missed grant.
 
-/** Function called by the port when the bus is receiving a Atomic
- * transaction.*/
-Tick
-Bus::recvAtomic(PacketPtr pkt)
-{
-    DPRINTF(Bus, "recvAtomic: packet src %d dest %d addr 0x%x cmd %s\n",
-            pkt->getSrc(), pkt->getDest(), pkt->getAddr(), pkt->cmdString());
-    assert(pkt->getDest() == Packet::Broadcast);
-    assert(pkt->isRequest());
-
-    // Variables for recording original command and snoop response (if
-    // any)... if a snooper respondes, we will need to restore
-    // original command so that additional snoops can take place
-    // properly
-    MemCmd orig_cmd = pkt->cmd;
-    MemCmd snoop_response_cmd = MemCmd::InvalidCmd;
-    Tick snoop_response_latency = 0;
-    int orig_src = pkt->getSrc();
-
-    int target_port_id = findPort(pkt->getAddr());
-    BusPort *target_port;
-    if (target_port_id == defaultId)
-        target_port = defaultPort;
-    else {
-      target_port = checkBusCache(target_port_id);
-      if (target_port == NULL) {
-          target_port = interfaces[target_port_id];
-          updateBusCache(target_port_id, target_port);
-      }
-    }
+        // update the state which is shared for request, response and
+        // snoop responses
+        state = BUSY;
 
-    SnoopIter s_end = snoopPorts.end();
-    for (SnoopIter s_iter = snoopPorts.begin(); s_iter != s_end; s_iter++) {
-        BusPort *p = *s_iter;
-        // same port should not have both target addresses and snooping
-        assert(p != target_port);
-        if (p->getId() != pkt->getSrc()) {
-            Tick latency = p->sendAtomic(pkt);
-            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);
-                pkt->setDest(Packet::Broadcast);
-            }
-        }
+        // occupy the bus layer until the next cycle ends
+        occupyLayer(bus.clockEdge(Cycles(1)));
     }
+}
 
-    Tick response_latency = 0;
-
-    // we can get requests sent up from the memory side of the bus for
-    // snooping... don't send them back down!
-    if (target_port_id != pkt->getSrc()) {
-        response_latency = target_port->sendAtomic(pkt);
-    }
+template <typename PortClass>
+void
+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 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 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());
-        assert(pkt->cmd == orig_cmd);
-        pkt->cmd = snoop_response_cmd;
-        response_latency = snoop_response_latency;
+    // 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();
     }
-
-    // why do we have this packet field and the return value both???
-    pkt->finishTime = curTick + response_latency;
-    return response_latency;
 }
 
-/** Function called by the port when the bus is receiving a Functional
- * transaction.*/
-void
-Bus::recvFunctional(PacketPtr pkt)
+PortID
+BaseBus::findPort(Addr addr)
 {
-    DPRINTF(Bus, "recvFunctional: packet src %d dest %d addr 0x%x cmd %s\n",
-            pkt->getSrc(), pkt->getDest(), pkt->getAddr(), pkt->cmdString());
-    assert(pkt->getDest() == Packet::Broadcast);
-
-    int port_id = findPort(pkt->getAddr());
-    Port *port = (port_id == defaultId) ? defaultPort : interfaces[port_id];
-    // The packet may be changed by another bus on snoops, restore the
-    // id after each
-    int src_id = pkt->getSrc();
-
-    assert(pkt->isRequest()); // hasn't already been satisfied
-
-    SnoopIter s_end = snoopPorts.end();
-    for (SnoopIter s_iter = snoopPorts.begin(); s_iter != s_end; s_iter++) {
-        BusPort *p = *s_iter;
-        if (p != port && p->getId() != src_id) {
-            p->sendFunctional(pkt);
-        }
-        if (pkt->isResponse()) {
-            break;
-        }
-        pkt->setSrc(src_id);
+    // we should never see any address lookups before we've got the
+    // ranges of all connected slave modules
+    assert(gotAllAddrRanges);
+
+    // Check the cache
+    PortID dest_id = checkPortCache(addr);
+    if (dest_id != InvalidPortID)
+        return dest_id;
+
+    // Check the address map interval tree
+    PortMapConstIter i = portMap.find(addr);
+    if (i != portMap.end()) {
+        dest_id = i->second;
+        updatePortCache(dest_id, i->first);
+        return dest_id;
     }
 
-    // If the snooping hasn't found what we were looking for, keep going.
-    if (!pkt->isResponse() && port_id != pkt->getSrc()) {
-        port->sendFunctional(pkt);
+    // Check if this matches the default range
+    if (useDefaultRange) {
+        if (defaultRange.contains(addr)) {
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "  found addr %#llx on default\n",
+                    addr);
+            return defaultPortID;
+        }
+    } else if (defaultPortID != InvalidPortID) {
+        DPRINTF(BusAddrRanges, "Unable to find destination for addr %#llx, "
+                "will use default port\n", addr);
+        return defaultPortID;
     }
+
+    // we should use the range for the default port and it did not
+    // match, or the default port is not set
+    fatal("Unable to find destination for addr %#llx on bus %s\n", addr,
+          name());
 }
 
-/** Function called by the port when the bus is receiving a status change.*/
+/** Function called by the port when the bus is receiving a range change.*/
 void
-Bus::recvStatusChange(Port::Status status, int id)
+BaseBus::recvRangeChange(PortID master_port_id)
 {
-    AddrRangeList ranges;
-    bool snoops;
-    AddrRangeIter iter;
-
-    if (inRecvStatusChange.count(id))
-        return;
-    inRecvStatusChange.insert(id);
-
-    assert(status == Port::RangeChange &&
-           "The other statuses need to be implemented.");
-
-    DPRINTF(BusAddrRanges, "received RangeChange from device id %d\n", id);
+    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");
+    }
 
-    clearPortCache();
-    if (id == defaultId) {
-        defaultRange.clear();
-        // Only try to update these ranges if the user set a default responder.
-        if (responderSet) {
-            defaultPort->getPeerAddressRanges(ranges, snoops);
-            assert(snoops == false);
-            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);
-            }
+    // 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 (ranges.size() != 1)
+                fatal("Bus %s may only have a single default range",
+                      name());
+
+            defaultRange = ranges.front();
         }
     } else {
-
-        assert((id < maxId && id >= 0) || id == defaultId);
-        BusPort *port = interfaces[id];
-
-        // Clean out any previously existent ids
-        for (PortIter portIter = portMap.begin();
-             portIter != portMap.end(); ) {
-            if (portIter->second == id)
-                portMap.erase(portIter++);
-            else
-                portIter++;
+        // 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++;
+            }
         }
 
-        for (SnoopIter s_iter = snoopPorts.begin();
-             s_iter != snoopPorts.end(); ) {
-            if ((*s_iter)->getId() == id)
-                s_iter = snoopPorts.erase(s_iter);
-            else
-                s_iter++;
+        AddrRangeList ranges = masterPorts[master_port_id]->getAddrRanges();
+
+        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());
+            }
         }
+    }
 
-        port->getPeerAddressRanges(ranges, snoops);
-
-        if (snoops) {
-            DPRINTF(BusAddrRanges, "Adding id %d to snoop list\n", id);
-            snoopPorts.push_back(port);
+    // 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();
+
+        // start out with the default range
+        if (useDefaultRange) {
+            if (!gotAddrRanges[defaultPortID])
+                fatal("Bus %s uses default range, but none provided",
+                      name());
+
+            busRanges.push_back(defaultRange);
+            DPRINTF(BusAddrRanges, "-- Adding default %s\n",
+                    defaultRange.to_string());
         }
 
-        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())
-                panic("Two devices with same range\n");
+        // 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());
+                }
+            }
+        }
 
+        // 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());
+            }
         }
-    }
-    DPRINTF(MMU, "port list has %d entries\n", portMap.size());
 
-    // tell all our peers that our address range has changed.
-    // Don't tell the device that caused this change, it already knows
-    m5::hash_map<short,BusPort*>::iterator intIter;
+        // 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());
+            }
+        }
 
-    for (intIter = interfaces.begin(); intIter != interfaces.end(); intIter++)
-        if (intIter->first != id && intIter->first != funcPortId)
-            intIter->second->sendStatusChange(Port::RangeChange);
+        // tell all our neighbouring master ports that our address
+        // ranges have changed
+        for (SlavePortConstIter s = slavePorts.begin(); s != slavePorts.end();
+             ++s)
+            (*s)->sendRangeChange();
+    }
 
-    if (id != defaultId && defaultPort)
-        defaultPort->sendStatusChange(Port::RangeChange);
-    inRecvStatusChange.erase(id);
+    clearPortCache();
 }
 
-void
-Bus::addressRanges(AddrRangeList &resp, bool &snoop, int id)
+AddrRangeList
+BaseBus::getAddrRanges() const
 {
-    resp.clear();
-    snoop = false;
+    // 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++) {
-        resp.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) {
-            resp.push_back(portIter->first);
-            DPRINTF(BusAddrRanges, "  -- %#llx : %#llx\n",
-                    portIter->first.start, portIter->first.end);
-        }
-    }
+    DPRINTF(BusAddrRanges, "Received address range request\n");
 
-    for (SnoopIter s_iter = snoopPorts.begin(); s_iter != snoopPorts.end();
-         s_iter++) {
-        if ((*s_iter)->getId() != id) {
-            snoop = true;
-            break;
-        }
-    }
+    return busRanges;
 }
 
-int
-Bus::findBlockSize(int id)
+unsigned
+BaseBus::deviceBlockSize() const
 {
-    if (cachedBlockSizeValid)
-        return cachedBlockSize;
-
-    int max_bs = -1;
-
-    PortIter p_end = portMap.end();
-    for (PortIter p_iter = portMap.begin(); p_iter != p_end; p_iter++) {
-        int tmp_bs = interfaces[p_iter->second]->peerBlockSize();
-        if (tmp_bs > max_bs)
-            max_bs = tmp_bs;
-    }
-    SnoopIter s_end = snoopPorts.end();
-    for (SnoopIter s_iter = snoopPorts.begin(); s_iter != s_end; s_iter++) {
-        int tmp_bs = (*s_iter)->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.size() || (curTick < tickNextIdle && busIdle.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>;