systemc: Implement most of sc_object.
[gem5.git] / src / sim / system.cc
index c311d65b92bd3e3c82bd2b05d8f5c0af30e5ebd9..74bc94ee848b78f49bd10c54b722c60c1779bd9c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2011-2014 ARM Limited
+ * Copyright (c) 2011-2014,2017-2018 ARM Limited
  * All rights reserved
  *
  * The license below extends only to copyright in the software and shall
  *          Rick Strong
  */
 
+#include "sim/system.hh"
+
+#include <algorithm>
+
 #include "arch/remote_gdb.hh"
 #include "arch/utility.hh"
 #include "base/loader/object_file.hh"
 #include "base/loader/symtab.hh"
 #include "base/str.hh"
 #include "base/trace.hh"
+#include "config/use_kvm.hh"
+#if USE_KVM
+#include "cpu/kvm/base.hh"
+#include "cpu/kvm/vm.hh"
+#endif
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/thread_context.hh"
 #include "debug/Loader.hh"
 #include "debug/WorkItems.hh"
@@ -60,7 +70,6 @@
 #include "sim/byteswap.hh"
 #include "sim/debug.hh"
 #include "sim/full_system.hh"
-#include "sim/system.hh"
 
 /**
  * To avoid linking errors with LTO, only include the header if we
@@ -68,6 +77,7 @@
  */
 #if THE_ISA != NULL_ISA
 #include "kern/kernel_stats.hh"
+
 #endif
 
 using namespace std;
@@ -79,7 +89,7 @@ int System::numSystemsRunning = 0;
 
 System::System(Params *p)
     : MemObject(p), _systemPort("system_port", this),
-      _numContexts(0),
+      multiThread(p->multi_thread),
       pagePtr(0),
       init_param(p->init_param),
       physProxy(_systemPort, p->cache_line_size),
@@ -87,13 +97,18 @@ System::System(Params *p)
       kernel(nullptr),
       loadAddrMask(p->load_addr_mask),
       loadAddrOffset(p->load_offset),
-      nextPID(0),
-      physmem(name() + ".physmem", p->memories),
+#if USE_KVM
+      kvmVM(p->kvm_vm),
+#else
+      kvmVM(nullptr),
+#endif
+      physmem(name() + ".physmem", p->memories, p->mmap_using_noreserve),
       memoryMode(p->mem_mode),
       _cacheLineSize(p->cache_line_size),
       workItemsBegin(0),
       workItemsEnd(0),
       numWorkIds(p->num_work_ids),
+      thermalModel(p->thermal_model),
       _params(p),
       totalNumInsts(0),
       instEventQueue("system instruction-based event queue")
@@ -101,6 +116,12 @@ System::System(Params *p)
     // add self to global system list
     systemList.push_back(this);
 
+#if USE_KVM
+    if (kvmVM) {
+        kvmVM->setSystem(this);
+    }
+#endif
+
     if (FullSystem) {
         kernelSymtab = new SymbolTable;
         if (!debugSymbolTable)
@@ -114,11 +135,11 @@ System::System(Params *p)
 
     // Get the generic system master IDs
     MasterID tmp_id M5_VAR_USED;
-    tmp_id = getMasterId("writebacks");
+    tmp_id = getMasterId(this, "writebacks");
     assert(tmp_id == Request::wbMasterId);
-    tmp_id = getMasterId("functional");
+    tmp_id = getMasterId(this, "functional");
     assert(tmp_id == Request::funcMasterId);
-    tmp_id = getMasterId("interrupt");
+    tmp_id = getMasterId(this, "interrupt");
     assert(tmp_id == Request::intMasterId);
 
     if (FullSystem) {
@@ -138,6 +159,14 @@ System::System(Params *p)
             kernelEnd = kernel->bssBase() + kernel->bssSize();
             kernelEntry = kernel->entryPoint();
 
+            // If load_addr_mask is set to 0x0, then auto-calculate
+            // the smallest mask to cover all kernel addresses so gem5
+            // can relocate the kernel to a new offset.
+            if (loadAddrMask == 0) {
+                Addr shift_amt = findMsbSet(kernelEnd - kernelStart) + 1;
+                loadAddrMask = ((Addr)1 << shift_amt) - 1;
+            }
+
             // load symbols
             if (!kernel->loadGlobalSymbols(kernelSymtab))
                 fatal("could not load kernel symbols\n");
@@ -154,9 +183,17 @@ System::System(Params *p)
             // Loading only needs to happen once and after memory system is
             // connected so it will happen in initState()
         }
+
+        for (const auto &obj_name : p->kernel_extras) {
+            inform("Loading additional kernel object: %s", obj_name);
+            ObjectFile *obj = createObjectFile(obj_name);
+            fatal_if(!obj, "Failed to additional kernel object '%s'.\n",
+                     obj_name);
+            kernelExtras.push_back(obj);
+        }
     }
 
-    // increment the number of running systms
+    // increment the number of running systems
     numSystemsRunning++;
 
     // Set back pointers to the system in all memories
@@ -191,7 +228,7 @@ System::getMasterPort(const std::string &if_name, PortID idx)
 void
 System::setMemoryMode(Enums::MemoryMode mode)
 {
-    assert(getDrainState() == Drainable::Drained);
+    assert(drainState() == DrainState::Drained);
     memoryMode = mode;
 }
 
@@ -202,47 +239,38 @@ bool System::breakpoint()
     return false;
 }
 
-/**
- * Setting rgdb_wait to a positive integer waits for a remote debugger to
- * connect to that context ID before continuing.  This should really
-   be a parameter on the CPU object or something...
- */
-int rgdb_wait = -1;
-
-int
-System::registerThreadContext(ThreadContext *tc, int assigned)
+ContextID
+System::registerThreadContext(ThreadContext *tc, ContextID assigned)
 {
-    int id;
-    if (assigned == -1) {
-        for (id = 0; id < threadContexts.size(); id++) {
-            if (!threadContexts[id])
-                break;
-        }
-
-        if (threadContexts.size() <= id)
-            threadContexts.resize(id + 1);
-    } else {
-        if (threadContexts.size() <= assigned)
-            threadContexts.resize(assigned + 1);
-        id = assigned;
+    int id = assigned;
+    if (id == InvalidContextID) {
+        // Find an unused context ID for this thread.
+        id = 0;
+        while (id < threadContexts.size() && threadContexts[id])
+            id++;
     }
 
-    if (threadContexts[id])
-        fatal("Cannot have two CPUs with the same id (%d)\n", id);
+    if (threadContexts.size() <= id)
+        threadContexts.resize(id + 1);
+
+    fatal_if(threadContexts[id],
+             "Cannot have two CPUs with the same id (%d)\n", id);
 
     threadContexts[id] = tc;
-    _numContexts++;
 
 #if THE_ISA != NULL_ISA
     int port = getRemoteGDBPort();
     if (port) {
-        RemoteGDB *rgdb = new RemoteGDB(this, tc);
-        GDBListener *gdbl = new GDBListener(rgdb, port + id);
-        gdbl->listen();
+        RemoteGDB *rgdb = new RemoteGDB(this, tc, port + id);
+        rgdb->listen();
 
-        if (rgdb_wait != -1 && rgdb_wait == id)
-            gdbl->accept();
+        BaseCPU *cpu = tc->getCpuPtr();
+        if (cpu->waitForRemoteGDB()) {
+            inform("%s: Waiting for a remote GDB connection on port %d.\n",
+                   cpu->name(), rgdb->port());
 
+            rgdb->connect();
+        }
         if (remoteGDB.size() <= id) {
             remoteGDB.resize(id + 1);
         }
@@ -259,12 +287,13 @@ System::registerThreadContext(ThreadContext *tc, int assigned)
 int
 System::numRunningContexts()
 {
-    int running = 0;
-    for (int i = 0; i < _numContexts; ++i) {
-        if (threadContexts[i]->status() != ThreadContext::Halted)
-            ++running;
-    }
-    return running;
+    return std::count_if(
+        threadContexts.cbegin(),
+        threadContexts.cend(),
+        [] (ThreadContext* tc) {
+            return tc->status() != ThreadContext::Halted;
+        }
+    );
 }
 
 void
@@ -295,6 +324,10 @@ System::initState()
             }
             // Load program sections into memory
             kernel->loadSections(physProxy, loadAddrMask, loadAddrOffset);
+            for (const auto &extra_kernel : kernelExtras) {
+                extra_kernel->loadSections(physProxy, loadAddrMask,
+                                           loadAddrOffset);
+            }
 
             DPRINTF(Loader, "Kernel start = %#x\n", kernelStart);
             DPRINTF(Loader, "Kernel end   = %#x\n", kernelEnd);
@@ -302,12 +335,10 @@ System::initState()
             DPRINTF(Loader, "Kernel loaded...\n");
         }
     }
-
-    activeCpus.clear();
 }
 
 void
-System::replaceThreadContext(ThreadContext *tc, int context_id)
+System::replaceThreadContext(ThreadContext *tc, ContextID context_id)
 {
     if (context_id >= threadContexts.size()) {
         panic("replaceThreadContext: bad id, %d >= %d\n",
@@ -319,6 +350,24 @@ System::replaceThreadContext(ThreadContext *tc, int context_id)
         remoteGDB[context_id]->replaceThreadContext(tc);
 }
 
+bool
+System::validKvmEnvironment() const
+{
+#if USE_KVM
+    if (threadContexts.empty())
+        return false;
+
+    for (auto tc : threadContexts) {
+        if (dynamic_cast<BaseKvmCPU*>(tc->getCpuPtr()) == nullptr) {
+            return false;
+        }
+    }
+    return true;
+#else
+    return false;
+#endif
+}
+
 Addr
 System::allocPhysPages(int npages)
 {
@@ -357,51 +406,42 @@ System::isMemAddr(Addr addr) const
     return physmem.isMemAddr(addr);
 }
 
-unsigned int
-System::drain(DrainManager *dm)
-{
-    setDrainState(Drainable::Drained);
-    return 0;
-}
-
 void
 System::drainResume()
 {
-    Drainable::drainResume();
     totalNumInsts = 0;
 }
 
 void
-System::serialize(ostream &os)
+System::serialize(CheckpointOut &cp) const
 {
     if (FullSystem)
-        kernelSymtab->serialize("kernel_symtab", os);
+        kernelSymtab->serialize("kernel_symtab", cp);
     SERIALIZE_SCALAR(pagePtr);
-    SERIALIZE_SCALAR(nextPID);
-    serializeSymtab(os);
+    serializeSymtab(cp);
 
     // also serialize the memories in the system
-    nameOut(os, csprintf("%s.physmem", name()));
-    physmem.serialize(os);
+    physmem.serializeSection(cp, "physmem");
 }
 
 
 void
-System::unserialize(Checkpoint *cp, const string &section)
+System::unserialize(CheckpointIn &cp)
 {
     if (FullSystem)
-        kernelSymtab->unserialize("kernel_symtab", cp, section);
+        kernelSymtab->unserialize("kernel_symtab", cp);
     UNSERIALIZE_SCALAR(pagePtr);
-    UNSERIALIZE_SCALAR(nextPID);
-    unserializeSymtab(cp, section);
+    unserializeSymtab(cp);
 
     // also unserialize the memories in the system
-    physmem.unserialize(cp, csprintf("%s.physmem", name()));
+    physmem.unserializeSection(cp, "physmem");
 }
 
 void
 System::regStats()
 {
+    MemObject::regStats();
+
     for (uint32_t j = 0; j < numWorkIds ; j++) {
         workItemStats[j] = new Stats::Histogram();
         stringstream namestr;
@@ -452,15 +492,27 @@ printSystems()
 }
 
 MasterID
-System::getMasterId(std::string master_name)
+System::getGlobalMasterId(std::string master_name)
+{
+    return _getMasterId(nullptr, master_name);
+}
+
+MasterID
+System::getMasterId(const SimObject* master, std::string submaster)
+{
+    auto master_name = leafMasterName(master, submaster);
+    return _getMasterId(master, master_name);
+}
+
+MasterID
+System::_getMasterId(const SimObject* master, std::string master_name)
 {
-    // strip off system name if the string starts with it
     if (startswith(master_name, name()))
         master_name = master_name.erase(0, name().size() + 1);
 
     // CPUs in switch_cpus ask for ids again after switching
-    for (int i = 0; i < masterIds.size(); i++) {
-        if (masterIds[i] == master_name) {
+    for (int i = 0; i < masters.size(); i++) {
+        if (masters[i].masterName == master_name) {
             return i;
         }
     }
@@ -474,18 +526,35 @@ System::getMasterId(std::string master_name)
                 "You must do so in init().\n");
     }
 
-    masterIds.push_back(master_name);
+    // Generate a new MasterID incrementally
+    MasterID master_id = masters.size();
+
+    // Append the new Master metadata to the group of system Masters.
+    masters.emplace_back(master, master_name, master_id);
 
-    return masterIds.size() - 1;
+    return masters.back().masterId;
+}
+
+std::string
+System::leafMasterName(const SimObject* master, const std::string& submaster)
+{
+    if (submaster.empty()) {
+        return master->name();
+    } else {
+        // Get the full master name by appending the submaster name to
+        // the root SimObject master name
+        return master->name() + "." + submaster;
+    }
 }
 
 std::string
 System::getMasterName(MasterID master_id)
 {
-    if (master_id >= masterIds.size())
+    if (master_id >= masters.size())
         fatal("Invalid master_id passed to getMasterName()\n");
 
-    return masterIds[master_id];
+    const auto& master_info = masters[master_id];
+    return master_info.masterName;
 }
 
 System *