arch-power: Fix disassembly for compare instructions
[gem5.git] / src / sim / pseudo_inst.cc
index e43279376e89195d8c44b8cf8ad19012d0ca03b3..9b51b9fc06fc7e1eef6b0bdc05c725a9c79e5dc8 100644 (file)
@@ -1,4 +1,18 @@
 /*
+ * Copyright (c) 2010-2012, 2015, 2017 ARM Limited
+ * Copyright (c) 2020 Barkhausen Institut
+ * 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) 2011 Advanced Micro Devices, Inc.
  * Copyright (c) 2003-2006 The Regents of The University of Michigan
  * All rights reserved.
  *
  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- *
- * Authors: Nathan Binkert
  */
 
-#include <errno.h>
+#include "sim/pseudo_inst.hh"
+
 #include <fcntl.h>
 #include <unistd.h>
 
+#include <array>
+#include <cerrno>
 #include <fstream>
 #include <string>
+#include <vector>
 
-#include "arch/kernel_stats.hh"
-#include "arch/vtophys.hh"
-#include "base/annotate.hh"
+#include "base/debug.hh"
+#include "base/output.hh"
+#include "config/the_isa.hh"
 #include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/thread_context.hh"
-#include "cpu/quiesce_event.hh"
+#include "debug/Loader.hh"
+#include "debug/Quiesce.hh"
+#include "debug/WorkItems.hh"
+#include "dev/net/dist_iface.hh"
 #include "params/BaseCPU.hh"
-#include "sim/pseudo_inst.hh"
+#include "sim/process.hh"
 #include "sim/serialize.hh"
 #include "sim/sim_events.hh"
 #include "sim/sim_exit.hh"
 #include "sim/stat_control.hh"
 #include "sim/stats.hh"
 #include "sim/system.hh"
-#include "sim/debug.hh"
-#include "sim/vptr.hh"
-
-using namespace std;
 
 using namespace Stats;
-using namespace TheISA;
 
-namespace PseudoInst {
+namespace PseudoInst
+{
+
+/**
+ * Unique keys to retrieve various params by the initParam pseudo inst.
+ *
+ * @note Each key may be at most 16 characters (because we use
+ * two 64-bit registers to pass in the key to the initparam function).
+ */
+namespace InitParamKey
+{
+
+/**
+ *  The default key (empty string)
+ */
+const std::string DEFAULT = "";
+/**
+ *  Unique key for "rank" param (distributed gem5 runs)
+ */
+const std::string DIST_RANK = "dist-rank";
+/**
+ *  Unique key for "size" param (distributed gem5 runs)
+ */
+const std::string DIST_SIZE = "dist-size";
+
+} // namespace InitParamKey
 
 void
 arm(ThreadContext *tc)
 {
-    if (tc->getKernelStats())
-        tc->getKernelStats()->arm();
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::arm()\n");
+
+    auto *workload = tc->getSystemPtr()->workload;
+    if (workload)
+        workload->recordArm();
 }
 
 void
 quiesce(ThreadContext *tc)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_quiesce)
-        return;
-
-    DPRINTF(Quiesce, "%s: quiesce()\n", tc->getCpuPtr()->name());
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::quiesce()\n");
+    tc->quiesce();
+}
 
-    tc->suspend();
-    if (tc->getKernelStats())
-        tc->getKernelStats()->quiesce();
+void
+quiesceSkip(ThreadContext *tc)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::quiesceSkip()\n");
+    tc->quiesceTick(tc->getCpuPtr()->nextCycle() + 1);
 }
 
 void
 quiesceNs(ThreadContext *tc, uint64_t ns)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_quiesce || ns == 0)
-        return;
-
-    EndQuiesceEvent *quiesceEvent = tc->getQuiesceEvent();
-
-    Tick resume = curTick + Clock::Int::ns * ns;
-
-    mainEventQueue.reschedule(quiesceEvent, resume, true);
-
-    DPRINTF(Quiesce, "%s: quiesceNs(%d) until %d\n",
-            tc->getCpuPtr()->name(), ns, resume);
-
-    tc->suspend();
-    if (tc->getKernelStats())
-        tc->getKernelStats()->quiesce();
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::quiesceNs(%i)\n", ns);
+    tc->quiesceTick(curTick() + SimClock::Int::ns * ns);
 }
 
 void
 quiesceCycles(ThreadContext *tc, uint64_t cycles)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_quiesce || cycles == 0)
-        return;
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::quiesceCycles(%i)\n", cycles);
+    tc->quiesceTick(tc->getCpuPtr()->clockEdge(Cycles(cycles)));
+}
+
+uint64_t
+quiesceTime(ThreadContext *tc)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::quiesceTime()\n");
 
-    EndQuiesceEvent *quiesceEvent = tc->getQuiesceEvent();
+    return (tc->readLastActivate() - tc->readLastSuspend()) /
+        SimClock::Int::ns;
+}
 
-    Tick resume = curTick + tc->getCpuPtr()->ticks(cycles);
+uint64_t
+rpns(ThreadContext *tc)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::rpns()\n");
+    return curTick() / SimClock::Int::ns;
+}
 
-    mainEventQueue.reschedule(quiesceEvent, resume, true);
+void
+wakeCPU(ThreadContext *tc, uint64_t cpuid)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::wakeCPU(%i)\n", cpuid);
+    System *sys = tc->getSystemPtr();
 
-    DPRINTF(Quiesce, "%s: quiesceCycles(%d) until %d\n",
-            tc->getCpuPtr()->name(), cycles, resume);
+    if (sys->threads.size() <= cpuid) {
+        warn("PseudoInst::wakeCPU(%i), cpuid greater than number of contexts"
+             "(%i)\n", cpuid, sys->threads.size());
+        return;
+    }
 
-    tc->suspend();
-    if (tc->getKernelStats())
-        tc->getKernelStats()->quiesce();
+    ThreadContext *other_tc = sys->threads[cpuid];
+    if (other_tc->status() == ThreadContext::Suspended)
+        other_tc->activate();
 }
 
-uint64_t
-quiesceTime(ThreadContext *tc)
+void
+m5exit(ThreadContext *tc, Tick delay)
 {
-    return (tc->readLastActivate() - tc->readLastSuspend()) / Clock::Int::ns;
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::m5exit(%i)\n", delay);
+    if (DistIface::readyToExit(delay)) {
+        Tick when = curTick() + delay * SimClock::Int::ns;
+        exitSimLoop("m5_exit instruction encountered", 0, when, 0, true);
+    }
 }
 
+// m5sum is for sanity checking the gem5 op interface.
 uint64_t
-rpns(ThreadContext *tc)
+m5sum(ThreadContext *tc, uint64_t a, uint64_t b, uint64_t c,
+                         uint64_t d, uint64_t e, uint64_t f)
 {
-    return curTick / Clock::Int::ns;
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::m5sum(%#x, %#x, %#x, %#x, %#x, %#x)\n",
+            a, b, c, d, e, f);
+    return a + b + c + d + e + f;
 }
 
 void
-m5exit(ThreadContext *tc, Tick delay)
+m5fail(ThreadContext *tc, Tick delay, uint64_t code)
 {
-    Tick when = curTick + delay * Clock::Int::ns;
-    Event *event = new SimLoopExitEvent("m5_exit instruction encountered", 0);
-    mainEventQueue.schedule(event, when);
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::m5fail(%i, %i)\n", delay, code);
+    Tick when = curTick() + delay * SimClock::Int::ns;
+    exitSimLoop("m5_fail instruction encountered", code, when, 0, true);
 }
 
 void
 loadsymbol(ThreadContext *tc)
 {
-    const string &filename = tc->getCpuPtr()->system->params()->symbolfile;
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::loadsymbol()\n");
+
+    const std::string &filename = tc->getCpuPtr()->system->params().symbolfile;
     if (filename.empty()) {
         return;
     }
 
     std::string buffer;
-    ifstream file(filename.c_str());
+    std::ifstream file(filename.c_str());
 
     if (!file)
         fatal("file error: Can't open symbol table file %s\n", filename);
@@ -159,17 +219,17 @@ loadsymbol(ThreadContext *tc)
         if (buffer.empty())
             continue;
 
-        int idx = buffer.find(' ');
-        if (idx == string::npos)
+        std::string::size_type idx = buffer.find(' ');
+        if (idx == std::string::npos)
             continue;
 
-        string address = "0x" + buffer.substr(0, idx);
+        std::string address = "0x" + buffer.substr(0, idx);
         eat_white(address);
         if (address.empty())
             continue;
 
         // Skip over letter and space
-        string symbol = buffer.substr(idx + 3);
+        std::string symbol = buffer.substr(idx + 3);
         eat_white(symbol);
         if (symbol.empty())
             continue;
@@ -178,8 +238,10 @@ loadsymbol(ThreadContext *tc)
         if (!to_number(address, addr))
             continue;
 
-        if (!tc->getSystemPtr()->kernelSymtab->insert(addr, symbol))
+        if (!tc->getSystemPtr()->workload->insertSymbol(
+                    { Loader::Symbol::Binding::Global, symbol, addr })) {
             continue;
+        }
 
 
         DPRINTF(Loader, "Loaded symbol: %s @ %#llx\n", symbol, addr);
@@ -188,73 +250,115 @@ loadsymbol(ThreadContext *tc)
 }
 
 void
-resetstats(ThreadContext *tc, Tick delay, Tick period)
+addsymbol(ThreadContext *tc, Addr addr, Addr symbolAddr)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_statistics_insts)
-        return;
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::addsymbol(0x%x, 0x%x)\n",
+            addr, symbolAddr);
 
+    std::string symbol;
+    tc->getVirtProxy().readString(symbol, symbolAddr);
 
-    Tick when = curTick + delay * Clock::Int::ns;
-    Tick repeat = period * Clock::Int::ns;
+    DPRINTF(Loader, "Loaded symbol: %s @ %#llx\n", symbol, addr);
 
-    Stats::StatEvent(false, true, when, repeat);
+    tc->getSystemPtr()->workload->insertSymbol(
+            { Loader::Symbol::Binding::Global, symbol, addr });
+    Loader::debugSymbolTable.insert(
+            { Loader::Symbol::Binding::Global, symbol, addr });
 }
 
+uint64_t
+initParam(ThreadContext *tc, uint64_t key_str1, uint64_t key_str2)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::initParam() key:%s%s\n", (char *)&key_str1,
+            (char *)&key_str2);
+
+    // The key parameter string is passed in via two 64-bit registers. We copy
+    // out the characters from the 64-bit integer variables here, and
+    // concatenate them in the key character buffer
+    const int len = 2 * sizeof(uint64_t) + 1;
+    char key[len];
+    std::memset(key, '\0', len);
+
+    std::array<uint64_t, 2> key_regs = {{ key_str1, key_str2 }};
+    key_regs = letoh(key_regs);
+    std::memcpy(key, key_regs.data(), sizeof(key_regs));
+
+    // Check key parameter to figure out what to return.
+    const std::string key_str(key);
+    if (key == InitParamKey::DEFAULT)
+        return tc->getCpuPtr()->system->init_param;
+    else if (key == InitParamKey::DIST_RANK)
+        return DistIface::rankParam();
+    else if (key == InitParamKey::DIST_SIZE)
+        return DistIface::sizeParam();
+    else
+        panic("Unknown key for initparam pseudo instruction:\"%s\"", key_str);
+}
+
+
 void
-dumpstats(ThreadContext *tc, Tick delay, Tick period)
+resetstats(ThreadContext *tc, Tick delay, Tick period)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_statistics_insts)
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::resetstats(%i, %i)\n", delay, period);
+    if (!tc->getCpuPtr()->params().do_statistics_insts)
         return;
 
 
-    Tick when = curTick + delay * Clock::Int::ns;
-    Tick repeat = period * Clock::Int::ns;
+    Tick when = curTick() + delay * SimClock::Int::ns;
+    Tick repeat = period * SimClock::Int::ns;
 
-    Stats::StatEvent(true, false, when, repeat);
+    Stats::schedStatEvent(false, true, when, repeat);
 }
 
 void
-addsymbol(ThreadContext *tc, Addr addr, Addr symbolAddr)
+dumpstats(ThreadContext *tc, Tick delay, Tick period)
 {
-    char symb[100];
-    CopyStringOut(tc, symb, symbolAddr, 100);
-    std::string symbol(symb);
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::dumpstats(%i, %i)\n", delay, period);
+    if (!tc->getCpuPtr()->params().do_statistics_insts)
+        return;
 
-    DPRINTF(Loader, "Loaded symbol: %s @ %#llx\n", symbol, addr);
 
-    tc->getSystemPtr()->kernelSymtab->insert(addr,symbol);
+    Tick when = curTick() + delay * SimClock::Int::ns;
+    Tick repeat = period * SimClock::Int::ns;
+
+    Stats::schedStatEvent(true, false, when, repeat);
 }
 
 void
 dumpresetstats(ThreadContext *tc, Tick delay, Tick period)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_statistics_insts)
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::dumpresetstats(%i, %i)\n", delay, period);
+    if (!tc->getCpuPtr()->params().do_statistics_insts)
         return;
 
 
-    Tick when = curTick + delay * Clock::Int::ns;
-    Tick repeat = period * Clock::Int::ns;
+    Tick when = curTick() + delay * SimClock::Int::ns;
+    Tick repeat = period * SimClock::Int::ns;
 
-    Stats::StatEvent(true, true, when, repeat);
+    Stats::schedStatEvent(true, true, when, repeat);
 }
 
 void
 m5checkpoint(ThreadContext *tc, Tick delay, Tick period)
 {
-    if (!tc->getCpuPtr()->params()->do_checkpoint_insts)
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::m5checkpoint(%i, %i)\n", delay, period);
+    if (!tc->getCpuPtr()->params().do_checkpoint_insts)
         return;
 
-    Tick when = curTick + delay * Clock::Int::ns;
-    Tick repeat = period * Clock::Int::ns;
-
-    Event *event = new SimLoopExitEvent("checkpoint", 0, repeat);
-    mainEventQueue.schedule(event, when);
+    if (DistIface::readyToCkpt(delay, period)) {
+        Tick when = curTick() + delay * SimClock::Int::ns;
+        Tick repeat = period * SimClock::Int::ns;
+        exitSimLoop("checkpoint", 0, when, repeat);
+    }
 }
 
 uint64_t
 readfile(ThreadContext *tc, Addr vaddr, uint64_t len, uint64_t offset)
 {
-    const string &file = tc->getSystemPtr()->params()->readfile;
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::readfile(0x%x, 0x%x, 0x%x)\n",
+            vaddr, len, offset);
+
+    const std::string &file = tc->getSystemPtr()->params().readfile;
     if (file.empty()) {
         return ULL(0);
     }
@@ -281,21 +385,203 @@ readfile(ThreadContext *tc, Addr vaddr, uint64_t len, uint64_t offset)
     }
 
     close(fd);
-    CopyIn(tc, vaddr, buf, result);
+    tc->getVirtProxy().writeBlob(vaddr, buf, result);
     delete [] buf;
     return result;
 }
 
+uint64_t
+writefile(ThreadContext *tc, Addr vaddr, uint64_t len, uint64_t offset,
+            Addr filename_addr)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::writefile(0x%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x)\n",
+            vaddr, len, offset, filename_addr);
+
+    // copy out target filename
+    std::string filename;
+    tc->getVirtProxy().readString(filename, filename_addr);
+
+    OutputStream *out;
+    if (offset == 0) {
+        // create a new file (truncate)
+        out = simout.create(filename, true, true);
+    } else {
+        // do not truncate file if offset is non-zero
+        // (ios::in flag is required as well to keep the existing data
+        //  intact, otherwise existing data will be zeroed out.)
+        out = simout.open(filename,
+                std::ios::in | std::ios::out | std::ios::binary, true);
+    }
+
+    std::ostream *os(out->stream());
+    if (!os)
+        panic("could not open file %s\n", filename);
+
+    if (offset != 0) {
+        // seek to offset
+        os->seekp(offset);
+    }
+
+    // copy out data and write to file
+    char *buf = new char[len];
+    tc->getVirtProxy().readBlob(vaddr, buf, len);
+    os->write(buf, len);
+    if (os->fail() || os->bad())
+        panic("Error while doing writefile!\n");
+
+    simout.close(out);
+
+    delete [] buf;
+
+    return len;
+}
+
 void
 debugbreak(ThreadContext *tc)
 {
-    debug_break();
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::debugbreak()\n");
+    Debug::breakpoint();
 }
 
 void
 switchcpu(ThreadContext *tc)
 {
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::switchcpu()\n");
     exitSimLoop("switchcpu");
 }
 
-/* namespace PseudoInst */ }
+void
+togglesync(ThreadContext *tc)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::togglesync()\n");
+    DistIface::toggleSync(tc);
+}
+
+void
+triggerWorkloadEvent(ThreadContext *tc)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::triggerWorkloadEvent()\n");
+    tc->getSystemPtr()->workload->event(tc);
+}
+
+//
+// This function is executed when annotated work items begin.  Depending on
+// what the user specified at the command line, the simulation may exit and/or
+// take a checkpoint when a certain work item begins.
+//
+void
+workbegin(ThreadContext *tc, uint64_t workid, uint64_t threadid)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::workbegin(%i, %i)\n", workid, threadid);
+    System *sys = tc->getSystemPtr();
+    const System::Params &params = sys->params();
+
+    if (params.exit_on_work_items) {
+        exitSimLoop("workbegin", static_cast<int>(workid));
+        return;
+    }
+
+    DPRINTF(WorkItems, "Work Begin workid: %d, threadid %d\n", workid,
+            threadid);
+    tc->getCpuPtr()->workItemBegin();
+    sys->workItemBegin(threadid, workid);
+
+    //
+    // If specified, determine if this is the specific work item the user
+    // identified
+    //
+    if (params.work_item_id == -1 || params.work_item_id == workid) {
+
+        uint64_t systemWorkBeginCount = sys->incWorkItemsBegin();
+        int cpuId = tc->getCpuPtr()->cpuId();
+
+        if (params.work_cpus_ckpt_count != 0 &&
+            sys->markWorkItem(cpuId) >= params.work_cpus_ckpt_count) {
+            //
+            // If active cpus equals checkpoint count, create checkpoint
+            //
+            exitSimLoop("checkpoint");
+        }
+
+        if (systemWorkBeginCount == params.work_begin_ckpt_count) {
+            //
+            // Note: the string specified as the cause of the exit event must
+            // exactly equal "checkpoint" inorder to create a checkpoint
+            //
+            exitSimLoop("checkpoint");
+        }
+
+        if (systemWorkBeginCount == params.work_begin_exit_count) {
+            //
+            // If a certain number of work items started, exit simulation
+            //
+            exitSimLoop("work started count reach");
+        }
+
+        if (cpuId == params.work_begin_cpu_id_exit) {
+            //
+            // If work started on the cpu id specified, exit simulation
+            //
+            exitSimLoop("work started on specific cpu");
+        }
+    }
+}
+
+//
+// This function is executed when annotated work items end.  Depending on
+// what the user specified at the command line, the simulation may exit and/or
+// take a checkpoint when a certain work item ends.
+//
+void
+workend(ThreadContext *tc, uint64_t workid, uint64_t threadid)
+{
+    DPRINTF(PseudoInst, "PseudoInst::workend(%i, %i)\n", workid, threadid);
+    System *sys = tc->getSystemPtr();
+    const System::Params &params = sys->params();
+
+    if (params.exit_on_work_items) {
+        exitSimLoop("workend", static_cast<int>(workid));
+        return;
+    }
+
+    DPRINTF(WorkItems, "Work End workid: %d, threadid %d\n", workid, threadid);
+    tc->getCpuPtr()->workItemEnd();
+    sys->workItemEnd(threadid, workid);
+
+    //
+    // If specified, determine if this is the specific work item the user
+    // identified
+    //
+    if (params.work_item_id == -1 || params.work_item_id == workid) {
+
+        uint64_t systemWorkEndCount = sys->incWorkItemsEnd();
+        int cpuId = tc->getCpuPtr()->cpuId();
+
+        if (params.work_cpus_ckpt_count != 0 &&
+            sys->markWorkItem(cpuId) >= params.work_cpus_ckpt_count) {
+            //
+            // If active cpus equals checkpoint count, create checkpoint
+            //
+            exitSimLoop("checkpoint");
+        }
+
+        if (params.work_end_ckpt_count != 0 &&
+            systemWorkEndCount == params.work_end_ckpt_count) {
+            //
+            // If total work items completed equals checkpoint count, create
+            // checkpoint
+            //
+            exitSimLoop("checkpoint");
+        }
+
+        if (params.work_end_exit_count != 0 &&
+            systemWorkEndCount == params.work_end_exit_count) {
+            //
+            // If total work items completed equals exit count, exit simulation
+            //
+            exitSimLoop("work items exit count reached");
+        }
+    }
+}
+
+} // namespace PseudoInst