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authorNathan Binkert <binkertn@umich.edu>
Sun, 5 Jun 2005 00:50:10 +0000 (20:50 -0400)
committerNathan Binkert <binkertn@umich.edu>
Sun, 5 Jun 2005 00:50:10 +0000 (20:50 -0400)
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188 files changed:
SConscript
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kern/tru64/tru64_system.cc
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sim/process.cc
sim/stat_control.cc
sim/syscall_emul.cc
sim/syscall_emul.hh
sim/system.cc

index 059ce0ca1cf315afca8c389f7096eaa93120126c..b7ca89305f41976219576f1549ea10a05b923cf5 100644 (file)
@@ -45,7 +45,7 @@ Import('env')
 # Base sources used by all configurations.
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        arch/alpha/decoder.cc
-        arch/alpha/alpha_full_cpu_exec.cc
+        arch/alpha/alpha_o3_exec.cc
        arch/alpha/fast_cpu_exec.cc
        arch/alpha/simple_cpu_exec.cc
        arch/alpha/full_cpu_exec.cc
@@ -89,78 +89,80 @@ base_sources = Split('''
        base/stats/visit.cc
        base/stats/text.cc
 
-       cpu/base_cpu.cc
+       cpu/base.cc
         cpu/base_dyn_inst.cc
        cpu/exec_context.cc
        cpu/exetrace.cc
        cpu/pc_event.cc
        cpu/static_inst.cc
-        cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.cc
-        cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.cc
-        cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.cc
-        cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu_builder.cc
-        cpu/beta_cpu/bpred_unit.cc
-        cpu/beta_cpu/btb.cc
-        cpu/beta_cpu/commit.cc
-        cpu/beta_cpu/decode.cc
-        cpu/beta_cpu/fetch.cc
-        cpu/beta_cpu/free_list.cc
-        cpu/beta_cpu/full_cpu.cc
-        cpu/beta_cpu/iew.cc
-        cpu/beta_cpu/inst_queue.cc
-        cpu/beta_cpu/ldstq.cc
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-        cpu/beta_cpu/store_set.cc
-        cpu/beta_cpu/tournament_pred.cc
-       cpu/fast_cpu/fast_cpu.cc
-       cpu/full_cpu/bpred.cc
-       cpu/full_cpu/commit.cc
-       cpu/full_cpu/create_vector.cc
-       cpu/full_cpu/cv_spec_state.cc
-       cpu/full_cpu/dd_queue.cc
-       cpu/full_cpu/dep_link.cc
-       cpu/full_cpu/dispatch.cc
-       cpu/full_cpu/dyn_inst.cc
-       cpu/full_cpu/execute.cc
-       cpu/full_cpu/fetch.cc
-       cpu/full_cpu/floss_reasons.cc
-       cpu/full_cpu/fu_pool.cc
-       cpu/full_cpu/full_cpu.cc
-       cpu/full_cpu/inst_fifo.cc
-       cpu/full_cpu/instpipe.cc
-       cpu/full_cpu/issue.cc
-       cpu/full_cpu/ls_queue.cc
-       cpu/full_cpu/machine_queue.cc
-        cpu/full_cpu/pc_sample_profile.cc
-        cpu/full_cpu/pipetrace.cc
-        cpu/full_cpu/readyq.cc
-        cpu/full_cpu/reg_info.cc
-        cpu/full_cpu/rob_station.cc
-        cpu/full_cpu/spec_memory.cc
-        cpu/full_cpu/spec_state.cc
-        cpu/full_cpu/storebuffer.cc
-        cpu/full_cpu/writeback.cc
-        cpu/full_cpu/iq/iq_station.cc
-        cpu/full_cpu/iq/iqueue.cc
-        cpu/full_cpu/iq/segmented/chain_info.cc
-        cpu/full_cpu/iq/segmented/chain_wire.cc
-        cpu/full_cpu/iq/segmented/iq_seg.cc
-        cpu/full_cpu/iq/segmented/iq_segmented.cc
-        cpu/full_cpu/iq/segmented/seg_chain.cc
-        cpu/full_cpu/iq/seznec/iq_seznec.cc
-        cpu/full_cpu/iq/standard/iq_standard.cc
-        cpu/sampling_cpu/sampling_cpu.cc
-        cpu/simple_cpu/simple_cpu.cc
+        cpu/o3/2bit_local_pred.cc
+        cpu/o3/alpha_dyn_inst.cc
+        cpu/o3/alpha_cpu.cc
+        cpu/o3/alpha_cpu_builder.cc
+        cpu/o3/bpred_unit.cc
+        cpu/o3/btb.cc
+        cpu/o3/commit.cc
+        cpu/o3/decode.cc
+        cpu/o3/fetch.cc
+        cpu/o3/free_list.cc
+        cpu/o3/cpu.cc
+        cpu/o3/iew.cc
+        cpu/o3/inst_queue.cc
+        cpu/o3/ldstq.cc
+        cpu/o3/mem_dep_unit.cc
+        cpu/o3/ras.cc
+        cpu/o3/rename.cc
+        cpu/o3/rename_map.cc
+        cpu/o3/rob.cc
+        cpu/o3/sat_counter.cc
+        cpu/o3/store_set.cc
+        cpu/o3/tournament_pred.cc
+       cpu/fast/cpu.cc
+        cpu/sampler/sampler.cc
+        cpu/simple/cpu.cc
         cpu/trace/reader/mem_trace_reader.cc
         cpu/trace/reader/ibm_reader.cc
         cpu/trace/reader/itx_reader.cc
         cpu/trace/reader/m5_reader.cc
 
+       encumbered/cpu/full/bpred.cc
+       encumbered/cpu/full/commit.cc
+       encumbered/cpu/full/cpu.cc
+       encumbered/cpu/full/create_vector.cc
+       encumbered/cpu/full/cv_spec_state.cc
+       encumbered/cpu/full/dd_queue.cc
+       encumbered/cpu/full/dep_link.cc
+       encumbered/cpu/full/dispatch.cc
+       encumbered/cpu/full/dyn_inst.cc
+       encumbered/cpu/full/execute.cc
+       encumbered/cpu/full/fetch.cc
+       encumbered/cpu/full/floss_reasons.cc
+       encumbered/cpu/full/fu_pool.cc
+       encumbered/cpu/full/inst_fifo.cc
+       encumbered/cpu/full/instpipe.cc
+       encumbered/cpu/full/issue.cc
+       encumbered/cpu/full/ls_queue.cc
+       encumbered/cpu/full/machine_queue.cc
+        encumbered/cpu/full/pc_sample_profile.cc
+        encumbered/cpu/full/pipetrace.cc
+        encumbered/cpu/full/readyq.cc
+        encumbered/cpu/full/reg_info.cc
+        encumbered/cpu/full/rob_station.cc
+        encumbered/cpu/full/spec_memory.cc
+        encumbered/cpu/full/spec_state.cc
+        encumbered/cpu/full/storebuffer.cc
+        encumbered/cpu/full/writeback.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/iq_station.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/iqueue.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/segmented/chain_info.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/segmented/chain_wire.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/segmented/iq_seg.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/segmented/iq_segmented.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/segmented/seg_chain.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/seznec/iq_seznec.cc
+        encumbered/cpu/full/iq/standard/iq_standard.cc
+       encumbered/mem/functional/main.cc
+
        mem/base_hier.cc
        mem/base_mem.cc
        mem/hier_params.cc
@@ -202,11 +204,10 @@ base_sources = Split('''
        mem/cache/tags/split_lru.cc
        mem/cache/tags/repl/gen.cc
        mem/cache/tags/repl/repl.cc
-       mem/functional_mem/functional_memory.cc
-       mem/functional_mem/main_memory.cc
-       mem/timing_mem/base_memory.cc
-       mem/timing_mem/memory_builder.cc
-       mem/timing_mem/simple_mem_bank.cc
+       mem/functional/functional.cc
+       mem/timing/base_memory.cc
+       mem/timing/memory_builder.cc
+       mem/timing/simple_mem_bank.cc
         mem/trace/itx_writer.cc
        mem/trace/mem_trace_writer.cc
        mem/trace/m5_writer.cc
@@ -257,7 +258,6 @@ full_system_sources = Split('''
        dev/baddev.cc
         dev/simconsole.cc
        dev/disk_image.cc
-       dev/dma.cc
        dev/etherbus.cc
        dev/etherdump.cc
        dev/etherint.cc
@@ -268,25 +268,12 @@ full_system_sources = Split('''
        dev/ide_disk.cc
        dev/io_device.cc
        dev/ns_gige.cc
-       dev/etherdev.cc
        dev/pciconfigall.cc
        dev/pcidev.cc
        dev/pktfifo.cc
-       dev/scsi.cc
-       dev/scsi_ctrl.cc
-       dev/scsi_disk.cc
-       dev/scsi_none.cc
+        dev/platform.cc
        dev/sinic.cc
        dev/simple_disk.cc
-       dev/tlaser_clock.cc
-       dev/tlaser_ipi.cc
-       dev/tlaser_mbox.cc
-       dev/tlaser_mc146818.cc
-       dev/tlaser_node.cc
-       dev/tlaser_pcia.cc
-       dev/tlaser_pcidev.cc
-       dev/tlaser_serial.cc
-       dev/turbolaser.cc
        dev/tsunami.cc
        dev/tsunami_cchip.cc
        dev/tsunami_fake.cc
@@ -294,6 +281,22 @@ full_system_sources = Split('''
        dev/tsunami_pchip.cc
        dev/uart.cc
 
+       encumbered/dev/dma.cc
+       encumbered/dev/etherdev.cc
+       encumbered/dev/scsi.cc
+       encumbered/dev/scsi_ctrl.cc
+       encumbered/dev/scsi_disk.cc
+       encumbered/dev/scsi_none.cc
+       encumbered/dev/tlaser_clock.cc
+       encumbered/dev/tlaser_ipi.cc
+       encumbered/dev/tlaser_mbox.cc
+       encumbered/dev/tlaser_mc146818.cc
+       encumbered/dev/tlaser_node.cc
+       encumbered/dev/tlaser_pcia.cc
+       encumbered/dev/tlaser_pcidev.cc
+       encumbered/dev/tlaser_serial.cc
+       encumbered/dev/turbolaser.cc
+
        kern/kernel_binning.cc
        kern/kernel_stats.cc
        kern/system_events.cc
@@ -307,9 +310,8 @@ full_system_sources = Split('''
        kern/tru64/tru64_syscalls.cc
        kern/tru64/tru64_system.cc
 
-       mem/functional_mem/memory_control.cc
-       mem/functional_mem/physical_memory.cc
-        dev/platform.cc
+       mem/functional/memory_control.cc
+       mem/functional/physical.cc
 
        sim/system.cc
         ''')
@@ -391,7 +393,7 @@ env.Command(Split('base/traceflags.hh base/traceflags.cc'),
 # several files are generated from arch/$TARGET_ISA/isa_desc.
 env.Command(Split('''arch/alpha/decoder.cc
                     arch/alpha/decoder.hh
-                     arch/alpha/alpha_full_cpu_exec.cc
+                     arch/alpha/alpha_o3_exec.cc
                     arch/alpha/fast_cpu_exec.cc
                      arch/alpha/simple_cpu_exec.cc
                      arch/alpha/full_cpu_exec.cc'''),
index 07bd5e8002ef5dfe227fe86720aadaadcb7938bb..09039db901fb8982b9c6eca29b9063c0e3d2ce4a 100644 (file)
@@ -34,9 +34,9 @@
 #include <sys/types.h>
 #include <unistd.h>
 
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "sim/fake_syscall.hh"
 #include "sim/host.hh"
 #include "sim/process.hh"
index 4d73e711f2b5d74ec0ff0ca9bf023033288b962b..ab8558182a004a56c8779d07f0a4d1df7909835a 100644 (file)
@@ -44,9 +44,9 @@
 #include "arch/alpha/alpha_common_syscall_emul.hh"
 #include "arch/alpha/alpha_tru64_process.hh"
 #include "base/trace.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "sim/fake_syscall.hh"
 #include "sim/host.hh"
 #include "sim/process.hh"
index 905d6b9ae11193370c543c400d4e7116b8a78676..392f842feb7a58da6c948358d1b9006454b2d617 100644 (file)
@@ -29,7 +29,7 @@
 #include "arch/alpha/arguments.hh"
 #include "arch/alpha/vtophys.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 
 AlphaArguments::Data::~Data()
 {
index d75f4a8659c9a881a3424be198d340fb9c662bd0..9dcc9cab126c4f51767c128a09f4fee910752e07 100644 (file)
@@ -6,9 +6,9 @@
 #include "base/kgdb.h"
 #include "base/remote_gdb.hh"
 #include "base/stats/events.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/fast_cpu/fast_cpu.hh"
+#include "cpu/fast/cpu.hh"
 #include "kern/kernel_stats.hh"
 #include "sim/debug.hh"
 #include "sim/sim_events.hh"
index 0e07400d37154733578dda3d24b45a45300af063..02b9bfa096d4e612e4f48e44ffb1367bf7b8abfa 100644 (file)
@@ -41,7 +41,7 @@ output exec {{
 #ifdef FULL_SYSTEM
 #include "arch/alpha/pseudo_inst.hh"
 #endif
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exetrace.hh"
 #include "sim/sim_exit.hh"
 }};
index a4af891af738147478b35b3365c4cdc4441e073d..ff34aa19d72197f6cd3485656b65a3f608a5227c 100644 (file)
@@ -35,8 +35,8 @@
 
 #include "arch/alpha/pseudo_inst.hh"
 #include "arch/alpha/vtophys.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/sampling_cpu/sampling_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/sampler/sampler.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "kern/kernel_stats.hh"
 #include "sim/param.hh"
index e26721aab1fb06f58bbd6c1c07ddad4bea9ede4c..b87842f49e220add023d207f9c03ca02207cd379 100644 (file)
@@ -31,7 +31,7 @@
 #include "arch/alpha/vtophys.hh"
 #include "base/trace.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 
 using namespace std;
 
index 0d1320ccc95e4a4e2fe41274a3a7327e5a210215..d5cdd348b2a2e1be8111752589d7df19c42ce7a1 100755 (executable)
@@ -628,16 +628,16 @@ class CpuModel:
 # CPU-model-specific information in this file.  Note that the ISA
 # description itself should have *no* CPU-model-specific content.
 CpuModel('SimpleCPU', 'simple_cpu_exec.cc',
-         '#include "cpu/simple_cpu/simple_cpu.hh"',
+         '#include "cpu/simple/cpu.hh"',
          { 'CPU_exec_context': 'SimpleCPU' })
 CpuModel('FastCPU', 'fast_cpu_exec.cc',
-         '#include "cpu/fast_cpu/fast_cpu.hh"',
+         '#include "cpu/fast/cpu.hh"',
          { 'CPU_exec_context': 'FastCPU' })
 CpuModel('FullCPU', 'full_cpu_exec.cc',
-         '#include "cpu/full_cpu/dyn_inst.hh"',
+         '#include "encumbered/cpu/full/dyn_inst.hh"',
          { 'CPU_exec_context': 'DynInst' })
-CpuModel('AlphaFullCPU', 'alpha_full_cpu_exec.cc',
-         '#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"',
+CpuModel('AlphaFullCPU', 'alpha_o3_exec.cc',
+         '#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"',
          { 'CPU_exec_context': 'AlphaDynInst<AlphaSimpleImpl>' })
 
 # Expand template with CPU-specific references into a dictionary with
index 42a376ed1ce27846c09adfd76152ad418b047543..c1e49bff698eeb1870cfa6a22954abcf5c0cf9ad 100644 (file)
@@ -30,7 +30,7 @@
 
 #include "base/loader/aout_object.hh"
 
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "base/loader/symtab.hh"
 
 #include "base/trace.hh"       // for DPRINTF
index 714f1d7b8dd00830d834d812e1a04fde4dc97cd5..bc80ffb9663e024726de51a9e803dba0e7fefc30 100644 (file)
@@ -30,7 +30,7 @@
 
 #include "base/loader/ecoff_object.hh"
 
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "base/loader/symtab.hh"
 
 #include "base/trace.hh"       // for DPRINTF
index d434d199d5ca25040b15ccd4b79418f35dcfd4c8..cec18d2f7ec57079b53cc1f6506fb646e3c63d83 100644 (file)
@@ -43,7 +43,7 @@
 
 #include "base/loader/elf_object.hh"
 
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "base/loader/symtab.hh"
 
 #include "base/trace.hh"       // for DPRINTF
index 484a019445dbf03f6e1ae93de4d644abd8aa9729..c3590920a8f8558ac6860e40539203aec654b2f1 100644 (file)
 
 #include <sys/signal.h>
 
-#include <unistd.h>
-
 #include <cstdio>
 #include <string>
+#include <unistd.h>
 
-#include "cpu/exec_context.hh"
 #include "base/intmath.hh"
 #include "base/kgdb.h"
-
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
 #include "base/remote_gdb.hh"
 #include "base/socket.hh"
 #include "base/trace.hh"
-#include "targetarch/vtophys.hh"
-#include "sim/system.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
 #include "cpu/static_inst.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
+#include "sim/system.hh"
+#include "targetarch/vtophys.hh"
 
 using namespace std;
 
diff --git a/cpu/base.cc b/cpu/base.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..91ddc16
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,325 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2002-2004 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
+ * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
+ * documentation and/or other materials provided with the distribution;
+ * neither the name of the copyright holders nor the names of its
+ * contributors may be used to endorse or promote products derived from
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+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+ * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+ * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
+ * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <sstream>
+
+#include "base/cprintf.hh"
+#include "base/loader/symtab.hh"
+#include "base/misc.hh"
+#include "base/output.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+#include "cpu/sampler/sampler.hh"
+#include "sim/param.hh"
+#include "sim/sim_events.hh"
+
+#include "base/trace.hh"
+
+using namespace std;
+
+vector<BaseCPU *> BaseCPU::cpuList;
+
+// This variable reflects the max number of threads in any CPU.  Be
+// careful to only use it once all the CPUs that you care about have
+// been initialized
+int maxThreadsPerCPU = 1;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+BaseCPU::BaseCPU(Params *p)
+    : SimObject(p->name), clock(p->clock), checkInterrupts(true),
+      params(p), number_of_threads(p->numberOfThreads), system(p->system)
+#else
+BaseCPU::BaseCPU(Params *p)
+    : SimObject(p->name), clock(p->clock), params(p),
+      number_of_threads(p->numberOfThreads)
+#endif
+{
+    DPRINTF(FullCPU, "BaseCPU: Creating object, mem address %#x.\n", this);
+
+    // add self to global list of CPUs
+    cpuList.push_back(this);
+
+    DPRINTF(FullCPU, "BaseCPU: CPU added to cpuList, mem address %#x.\n",
+            this);
+
+    if (number_of_threads > maxThreadsPerCPU)
+        maxThreadsPerCPU = number_of_threads;
+
+    // allocate per-thread instruction-based event queues
+    comInstEventQueue = new EventQueue *[number_of_threads];
+    for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
+        comInstEventQueue[i] = new EventQueue("instruction-based event queue");
+
+    //
+    // set up instruction-count-based termination events, if any
+    //
+    if (p->max_insts_any_thread != 0)
+        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
+            new SimExitEvent(comInstEventQueue[i], p->max_insts_any_thread,
+                "a thread reached the max instruction count");
+
+    if (p->max_insts_all_threads != 0) {
+        // allocate & initialize shared downcounter: each event will
+        // decrement this when triggered; simulation will terminate
+        // when counter reaches 0
+        int *counter = new int;
+        *counter = number_of_threads;
+        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
+            new CountedExitEvent(comInstEventQueue[i],
+                "all threads reached the max instruction count",
+                p->max_insts_all_threads, *counter);
+    }
+
+    // allocate per-thread load-based event queues
+    comLoadEventQueue = new EventQueue *[number_of_threads];
+    for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
+        comLoadEventQueue[i] = new EventQueue("load-based event queue");
+
+    //
+    // set up instruction-count-based termination events, if any
+    //
+    if (p->max_loads_any_thread != 0)
+        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
+            new SimExitEvent(comLoadEventQueue[i], p->max_loads_any_thread,
+                "a thread reached the max load count");
+
+    if (p->max_loads_all_threads != 0) {
+        // allocate & initialize shared downcounter: each event will
+        // decrement this when triggered; simulation will terminate
+        // when counter reaches 0
+        int *counter = new int;
+        *counter = number_of_threads;
+        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
+            new CountedExitEvent(comLoadEventQueue[i],
+                "all threads reached the max load count",
+                p->max_loads_all_threads, *counter);
+    }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    memset(interrupts, 0, sizeof(interrupts));
+    intstatus = 0;
+#endif
+
+    functionTracingEnabled = false;
+    if (p->functionTrace) {
+        functionTraceStream = simout.find(csprintf("ftrace.%s", name()));
+        currentFunctionStart = currentFunctionEnd = 0;
+        functionEntryTick = p->functionTraceStart;
+
+        if (p->functionTraceStart == 0) {
+            functionTracingEnabled = true;
+        } else {
+            Event *e =
+                new EventWrapper<BaseCPU, &BaseCPU::enableFunctionTrace>(this,
+                                                                         true);
+            e->schedule(p->functionTraceStart);
+        }
+    }
+}
+
+
+void
+BaseCPU::enableFunctionTrace()
+{
+    functionTracingEnabled = true;
+}
+
+BaseCPU::~BaseCPU()
+{
+}
+
+void
+BaseCPU::init()
+{
+    if (!params->deferRegistration)
+        registerExecContexts();
+}
+
+void
+BaseCPU::regStats()
+{
+    using namespace Stats;
+
+    numCycles
+        .name(name() + ".numCycles")
+        .desc("number of cpu cycles simulated")
+        ;
+
+    int size = execContexts.size();
+    if (size > 1) {
+        for (int i = 0; i < size; ++i) {
+            stringstream namestr;
+            ccprintf(namestr, "%s.ctx%d", name(), i);
+            execContexts[i]->regStats(namestr.str());
+        }
+    } else if (size == 1)
+        execContexts[0]->regStats(name());
+}
+
+
+void
+BaseCPU::registerExecContexts()
+{
+    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
+        ExecContext *xc = execContexts[i];
+        int cpu_id;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        cpu_id = system->registerExecContext(xc);
+#else
+        cpu_id = xc->process->registerExecContext(xc);
+#endif
+
+        xc->cpu_id = cpu_id;
+    }
+}
+
+
+void
+BaseCPU::switchOut(SamplingCPU *sampler)
+{
+    panic("This CPU doesn't support sampling!");
+}
+
+void
+BaseCPU::takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU)
+{
+    assert(execContexts.size() == oldCPU->execContexts.size());
+
+    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
+        ExecContext *newXC = execContexts[i];
+        ExecContext *oldXC = oldCPU->execContexts[i];
+
+        newXC->takeOverFrom(oldXC);
+        assert(newXC->cpu_id == oldXC->cpu_id);
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        system->replaceExecContext(newXC, newXC->cpu_id);
+#else
+        assert(newXC->process == oldXC->process);
+        newXC->process->replaceExecContext(newXC, newXC->cpu_id);
+#endif
+    }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    for (int i = 0; i < NumInterruptLevels; ++i)
+        interrupts[i] = oldCPU->interrupts[i];
+    intstatus = oldCPU->intstatus;
+#endif
+}
+
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+void
+BaseCPU::post_interrupt(int int_num, int index)
+{
+    DPRINTF(Interrupt, "Interrupt %d:%d posted\n", int_num, index);
+
+    if (int_num < 0 || int_num >= NumInterruptLevels)
+        panic("int_num out of bounds\n");
+
+    if (index < 0 || index >= sizeof(uint64_t) * 8)
+        panic("int_num out of bounds\n");
+
+    checkInterrupts = true;
+    interrupts[int_num] |= 1 << index;
+    intstatus |= (ULL(1) << int_num);
+}
+
+void
+BaseCPU::clear_interrupt(int int_num, int index)
+{
+    DPRINTF(Interrupt, "Interrupt %d:%d cleared\n", int_num, index);
+
+    if (int_num < 0 || int_num >= NumInterruptLevels)
+        panic("int_num out of bounds\n");
+
+    if (index < 0 || index >= sizeof(uint64_t) * 8)
+        panic("int_num out of bounds\n");
+
+    interrupts[int_num] &= ~(1 << index);
+    if (interrupts[int_num] == 0)
+        intstatus &= ~(ULL(1) << int_num);
+}
+
+void
+BaseCPU::clear_interrupts()
+{
+    DPRINTF(Interrupt, "Interrupts all cleared\n");
+
+    memset(interrupts, 0, sizeof(interrupts));
+    intstatus = 0;
+}
+
+
+void
+BaseCPU::serialize(std::ostream &os)
+{
+    SERIALIZE_ARRAY(interrupts, NumInterruptLevels);
+    SERIALIZE_SCALAR(intstatus);
+}
+
+void
+BaseCPU::unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section)
+{
+    UNSERIALIZE_ARRAY(interrupts, NumInterruptLevels);
+    UNSERIALIZE_SCALAR(intstatus);
+}
+
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+void
+BaseCPU::traceFunctionsInternal(Addr pc)
+{
+    if (!debugSymbolTable)
+        return;
+
+    // if pc enters different function, print new function symbol and
+    // update saved range.  Otherwise do nothing.
+    if (pc < currentFunctionStart || pc >= currentFunctionEnd) {
+        string sym_str;
+        bool found = debugSymbolTable->findNearestSymbol(pc, sym_str,
+                                                         currentFunctionStart,
+                                                         currentFunctionEnd);
+
+        if (!found) {
+            // no symbol found: use addr as label
+            sym_str = csprintf("0x%x", pc);
+            currentFunctionStart = pc;
+            currentFunctionEnd = pc + 1;
+        }
+
+        ccprintf(*functionTraceStream, " (%d)\n%d: %s",
+                 curTick - functionEntryTick, curTick, sym_str);
+        functionEntryTick = curTick;
+    }
+}
+
+
+DEFINE_SIM_OBJECT_CLASS_NAME("BaseCPU", BaseCPU)
diff --git a/cpu/base.hh b/cpu/base.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0cb81e9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,219 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2002-2004 The Regents of The University of Michigan
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BASE_HH__
+#define __CPU_BASE_HH__
+
+#include <vector>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "cpu/sampler/sampler.hh"
+#include "sim/eventq.hh"
+#include "sim/sim_object.hh"
+#include "targetarch/isa_traits.hh"
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+class System;
+#endif
+
+class BranchPred;
+class ExecContext;
+
+class BaseCPU : public SimObject
+{
+  protected:
+    // CPU's clock period in terms of the number of ticks of curTime.
+    Tick clock;
+
+  public:
+    inline Tick frequency() const { return Clock::Frequency / clock; }
+    inline Tick cycles(int numCycles) const { return clock * numCycles; }
+    inline Tick curCycle() const { return curTick / clock; }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+  protected:
+    uint64_t interrupts[NumInterruptLevels];
+    uint64_t intstatus;
+
+  public:
+    virtual void post_interrupt(int int_num, int index);
+    virtual void clear_interrupt(int int_num, int index);
+    virtual void clear_interrupts();
+    bool checkInterrupts;
+
+    bool check_interrupt(int int_num) const {
+        if (int_num > NumInterruptLevels)
+            panic("int_num out of bounds\n");
+
+        return interrupts[int_num] != 0;
+    }
+
+    bool check_interrupts() const { return intstatus != 0; }
+    uint64_t intr_status() const { return intstatus; }
+#endif
+
+  protected:
+    std::vector<ExecContext *> execContexts;
+
+  public:
+
+    /// Notify the CPU that the indicated context is now active.  The
+    /// delay parameter indicates the number of ticks to wait before
+    /// executing (typically 0 or 1).
+    virtual void activateContext(int thread_num, int delay) {}
+
+    /// Notify the CPU that the indicated context is now suspended.
+    virtual void suspendContext(int thread_num) {}
+
+    /// Notify the CPU that the indicated context is now deallocated.
+    virtual void deallocateContext(int thread_num) {}
+
+    /// Notify the CPU that the indicated context is now halted.
+    virtual void haltContext(int thread_num) {}
+
+  public:
+    struct Params
+    {
+        std::string name;
+        int numberOfThreads;
+        bool deferRegistration;
+        Counter max_insts_any_thread;
+        Counter max_insts_all_threads;
+        Counter max_loads_any_thread;
+        Counter max_loads_all_threads;
+        Tick clock;
+        bool functionTrace;
+        Tick functionTraceStart;
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        System *system;
+#endif
+    };
+
+    const Params *params;
+
+    BaseCPU(Params *params);
+    virtual ~BaseCPU();
+
+    virtual void init();
+    virtual void regStats();
+
+    void registerExecContexts();
+
+    /// Prepare for another CPU to take over execution.  When it is
+    /// is ready (drained pipe) it signals the sampler.
+    virtual void switchOut(SamplingCPU *);
+
+    /// Take over execution from the given CPU.  Used for warm-up and
+    /// sampling.
+    virtual void takeOverFrom(BaseCPU *);
+
+    /**
+     *  Number of threads we're actually simulating (<= SMT_MAX_THREADS).
+     * This is a constant for the duration of the simulation.
+     */
+    int number_of_threads;
+
+    /**
+     * Vector of per-thread instruction-based event queues.  Used for
+     * scheduling events based on number of instructions committed by
+     * a particular thread.
+     */
+    EventQueue **comInstEventQueue;
+
+    /**
+     * Vector of per-thread load-based event queues.  Used for
+     * scheduling events based on number of loads committed by
+     *a particular thread.
+     */
+    EventQueue **comLoadEventQueue;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    System *system;
+
+    /**
+     * Serialize this object to the given output stream.
+     * @param os The stream to serialize to.
+     */
+    virtual void serialize(std::ostream &os);
+
+    /**
+     * Reconstruct the state of this object from a checkpoint.
+     * @param cp The checkpoint use.
+     * @param section The section name of this object
+     */
+    virtual void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
+
+#endif
+
+    /**
+     * Return pointer to CPU's branch predictor (NULL if none).
+     * @return Branch predictor pointer.
+     */
+    virtual BranchPred *getBranchPred() { return NULL; };
+
+    virtual Counter totalInstructions() const { return 0; }
+
+    // Function tracing
+  private:
+    bool functionTracingEnabled;
+    std::ostream *functionTraceStream;
+    Addr currentFunctionStart;
+    Addr currentFunctionEnd;
+    Tick functionEntryTick;
+    void enableFunctionTrace();
+    void traceFunctionsInternal(Addr pc);
+
+  protected:
+    void traceFunctions(Addr pc)
+    {
+        if (functionTracingEnabled)
+            traceFunctionsInternal(pc);
+    }
+
+  private:
+    static std::vector<BaseCPU *> cpuList;   //!< Static global cpu list
+
+  public:
+    static int numSimulatedCPUs() { return cpuList.size(); }
+    static Counter numSimulatedInstructions()
+    {
+        Counter total = 0;
+
+        int size = cpuList.size();
+        for (int i = 0; i < size; ++i)
+            total += cpuList[i]->totalInstructions();
+
+        return total;
+    }
+
+  public:
+    // Number of CPU cycles simulated
+    Stats::Scalar<> numCycles;
+};
+
+#endif // __CPU_BASE_HH__
diff --git a/cpu/base_cpu.cc b/cpu/base_cpu.cc
deleted file mode 100644 (file)
index fd91749..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,325 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2002-2004 The Regents of The University of Michigan
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- */
-
-#include <iostream>
-#include <string>
-#include <sstream>
-
-#include "base/cprintf.hh"
-#include "base/loader/symtab.hh"
-#include "base/misc.hh"
-#include "base/output.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/sampling_cpu/sampling_cpu.hh"
-#include "sim/param.hh"
-#include "sim/sim_events.hh"
-
-#include "base/trace.hh"
-
-using namespace std;
-
-vector<BaseCPU *> BaseCPU::cpuList;
-
-// This variable reflects the max number of threads in any CPU.  Be
-// careful to only use it once all the CPUs that you care about have
-// been initialized
-int maxThreadsPerCPU = 1;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-BaseCPU::BaseCPU(Params *p)
-    : SimObject(p->name), clock(p->clock), checkInterrupts(true),
-      params(p), number_of_threads(p->numberOfThreads), system(p->system)
-#else
-BaseCPU::BaseCPU(Params *p)
-    : SimObject(p->name), clock(p->clock), params(p),
-      number_of_threads(p->numberOfThreads)
-#endif
-{
-    DPRINTF(FullCPU, "BaseCPU: Creating object, mem address %#x.\n", this);
-
-    // add self to global list of CPUs
-    cpuList.push_back(this);
-
-    DPRINTF(FullCPU, "BaseCPU: CPU added to cpuList, mem address %#x.\n",
-            this);
-
-    if (number_of_threads > maxThreadsPerCPU)
-        maxThreadsPerCPU = number_of_threads;
-
-    // allocate per-thread instruction-based event queues
-    comInstEventQueue = new EventQueue *[number_of_threads];
-    for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
-        comInstEventQueue[i] = new EventQueue("instruction-based event queue");
-
-    //
-    // set up instruction-count-based termination events, if any
-    //
-    if (p->max_insts_any_thread != 0)
-        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
-            new SimExitEvent(comInstEventQueue[i], p->max_insts_any_thread,
-                "a thread reached the max instruction count");
-
-    if (p->max_insts_all_threads != 0) {
-        // allocate & initialize shared downcounter: each event will
-        // decrement this when triggered; simulation will terminate
-        // when counter reaches 0
-        int *counter = new int;
-        *counter = number_of_threads;
-        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
-            new CountedExitEvent(comInstEventQueue[i],
-                "all threads reached the max instruction count",
-                p->max_insts_all_threads, *counter);
-    }
-
-    // allocate per-thread load-based event queues
-    comLoadEventQueue = new EventQueue *[number_of_threads];
-    for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
-        comLoadEventQueue[i] = new EventQueue("load-based event queue");
-
-    //
-    // set up instruction-count-based termination events, if any
-    //
-    if (p->max_loads_any_thread != 0)
-        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
-            new SimExitEvent(comLoadEventQueue[i], p->max_loads_any_thread,
-                "a thread reached the max load count");
-
-    if (p->max_loads_all_threads != 0) {
-        // allocate & initialize shared downcounter: each event will
-        // decrement this when triggered; simulation will terminate
-        // when counter reaches 0
-        int *counter = new int;
-        *counter = number_of_threads;
-        for (int i = 0; i < number_of_threads; ++i)
-            new CountedExitEvent(comLoadEventQueue[i],
-                "all threads reached the max load count",
-                p->max_loads_all_threads, *counter);
-    }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    memset(interrupts, 0, sizeof(interrupts));
-    intstatus = 0;
-#endif
-
-    functionTracingEnabled = false;
-    if (p->functionTrace) {
-        functionTraceStream = simout.find(csprintf("ftrace.%s", name()));
-        currentFunctionStart = currentFunctionEnd = 0;
-        functionEntryTick = p->functionTraceStart;
-
-        if (p->functionTraceStart == 0) {
-            functionTracingEnabled = true;
-        } else {
-            Event *e =
-                new EventWrapper<BaseCPU, &BaseCPU::enableFunctionTrace>(this,
-                                                                         true);
-            e->schedule(p->functionTraceStart);
-        }
-    }
-}
-
-
-void
-BaseCPU::enableFunctionTrace()
-{
-    functionTracingEnabled = true;
-}
-
-BaseCPU::~BaseCPU()
-{
-}
-
-void
-BaseCPU::init()
-{
-    if (!params->deferRegistration)
-        registerExecContexts();
-}
-
-void
-BaseCPU::regStats()
-{
-    using namespace Stats;
-
-    numCycles
-        .name(name() + ".numCycles")
-        .desc("number of cpu cycles simulated")
-        ;
-
-    int size = execContexts.size();
-    if (size > 1) {
-        for (int i = 0; i < size; ++i) {
-            stringstream namestr;
-            ccprintf(namestr, "%s.ctx%d", name(), i);
-            execContexts[i]->regStats(namestr.str());
-        }
-    } else if (size == 1)
-        execContexts[0]->regStats(name());
-}
-
-
-void
-BaseCPU::registerExecContexts()
-{
-    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
-        ExecContext *xc = execContexts[i];
-        int cpu_id;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        cpu_id = system->registerExecContext(xc);
-#else
-        cpu_id = xc->process->registerExecContext(xc);
-#endif
-
-        xc->cpu_id = cpu_id;
-    }
-}
-
-
-void
-BaseCPU::switchOut(SamplingCPU *sampler)
-{
-    panic("This CPU doesn't support sampling!");
-}
-
-void
-BaseCPU::takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU)
-{
-    assert(execContexts.size() == oldCPU->execContexts.size());
-
-    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
-        ExecContext *newXC = execContexts[i];
-        ExecContext *oldXC = oldCPU->execContexts[i];
-
-        newXC->takeOverFrom(oldXC);
-        assert(newXC->cpu_id == oldXC->cpu_id);
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        system->replaceExecContext(newXC, newXC->cpu_id);
-#else
-        assert(newXC->process == oldXC->process);
-        newXC->process->replaceExecContext(newXC, newXC->cpu_id);
-#endif
-    }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    for (int i = 0; i < NumInterruptLevels; ++i)
-        interrupts[i] = oldCPU->interrupts[i];
-    intstatus = oldCPU->intstatus;
-#endif
-}
-
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-void
-BaseCPU::post_interrupt(int int_num, int index)
-{
-    DPRINTF(Interrupt, "Interrupt %d:%d posted\n", int_num, index);
-
-    if (int_num < 0 || int_num >= NumInterruptLevels)
-        panic("int_num out of bounds\n");
-
-    if (index < 0 || index >= sizeof(uint64_t) * 8)
-        panic("int_num out of bounds\n");
-
-    checkInterrupts = true;
-    interrupts[int_num] |= 1 << index;
-    intstatus |= (ULL(1) << int_num);
-}
-
-void
-BaseCPU::clear_interrupt(int int_num, int index)
-{
-    DPRINTF(Interrupt, "Interrupt %d:%d cleared\n", int_num, index);
-
-    if (int_num < 0 || int_num >= NumInterruptLevels)
-        panic("int_num out of bounds\n");
-
-    if (index < 0 || index >= sizeof(uint64_t) * 8)
-        panic("int_num out of bounds\n");
-
-    interrupts[int_num] &= ~(1 << index);
-    if (interrupts[int_num] == 0)
-        intstatus &= ~(ULL(1) << int_num);
-}
-
-void
-BaseCPU::clear_interrupts()
-{
-    DPRINTF(Interrupt, "Interrupts all cleared\n");
-
-    memset(interrupts, 0, sizeof(interrupts));
-    intstatus = 0;
-}
-
-
-void
-BaseCPU::serialize(std::ostream &os)
-{
-    SERIALIZE_ARRAY(interrupts, NumInterruptLevels);
-    SERIALIZE_SCALAR(intstatus);
-}
-
-void
-BaseCPU::unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section)
-{
-    UNSERIALIZE_ARRAY(interrupts, NumInterruptLevels);
-    UNSERIALIZE_SCALAR(intstatus);
-}
-
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-void
-BaseCPU::traceFunctionsInternal(Addr pc)
-{
-    if (!debugSymbolTable)
-        return;
-
-    // if pc enters different function, print new function symbol and
-    // update saved range.  Otherwise do nothing.
-    if (pc < currentFunctionStart || pc >= currentFunctionEnd) {
-        string sym_str;
-        bool found = debugSymbolTable->findNearestSymbol(pc, sym_str,
-                                                         currentFunctionStart,
-                                                         currentFunctionEnd);
-
-        if (!found) {
-            // no symbol found: use addr as label
-            sym_str = csprintf("0x%x", pc);
-            currentFunctionStart = pc;
-            currentFunctionEnd = pc + 1;
-        }
-
-        ccprintf(*functionTraceStream, " (%d)\n%d: %s",
-                 curTick - functionEntryTick, curTick, sym_str);
-        functionEntryTick = curTick;
-    }
-}
-
-
-DEFINE_SIM_OBJECT_CLASS_NAME("BaseCPU", BaseCPU)
diff --git a/cpu/base_cpu.hh b/cpu/base_cpu.hh
deleted file mode 100644 (file)
index f38a6c9..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,219 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __BASE_CPU_HH__
-#define __BASE_CPU_HH__
-
-#include <vector>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "cpu/sampling_cpu/sampling_cpu.hh"
-#include "sim/eventq.hh"
-#include "sim/sim_object.hh"
-#include "targetarch/isa_traits.hh"
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-class System;
-#endif
-
-class BranchPred;
-class ExecContext;
-
-class BaseCPU : public SimObject
-{
-  protected:
-    // CPU's clock period in terms of the number of ticks of curTime.
-    Tick clock;
-
-  public:
-    inline Tick frequency() const { return Clock::Frequency / clock; }
-    inline Tick cycles(int numCycles) const { return clock * numCycles; }
-    inline Tick curCycle() const { return curTick / clock; }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-  protected:
-    uint64_t interrupts[NumInterruptLevels];
-    uint64_t intstatus;
-
-  public:
-    virtual void post_interrupt(int int_num, int index);
-    virtual void clear_interrupt(int int_num, int index);
-    virtual void clear_interrupts();
-    bool checkInterrupts;
-
-    bool check_interrupt(int int_num) const {
-        if (int_num > NumInterruptLevels)
-            panic("int_num out of bounds\n");
-
-        return interrupts[int_num] != 0;
-    }
-
-    bool check_interrupts() const { return intstatus != 0; }
-    uint64_t intr_status() const { return intstatus; }
-#endif
-
-  protected:
-    std::vector<ExecContext *> execContexts;
-
-  public:
-
-    /// Notify the CPU that the indicated context is now active.  The
-    /// delay parameter indicates the number of ticks to wait before
-    /// executing (typically 0 or 1).
-    virtual void activateContext(int thread_num, int delay) {}
-
-    /// Notify the CPU that the indicated context is now suspended.
-    virtual void suspendContext(int thread_num) {}
-
-    /// Notify the CPU that the indicated context is now deallocated.
-    virtual void deallocateContext(int thread_num) {}
-
-    /// Notify the CPU that the indicated context is now halted.
-    virtual void haltContext(int thread_num) {}
-
-  public:
-    struct Params
-    {
-        std::string name;
-        int numberOfThreads;
-        bool deferRegistration;
-        Counter max_insts_any_thread;
-        Counter max_insts_all_threads;
-        Counter max_loads_any_thread;
-        Counter max_loads_all_threads;
-        Tick clock;
-        bool functionTrace;
-        Tick functionTraceStart;
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        System *system;
-#endif
-    };
-
-    const Params *params;
-
-    BaseCPU(Params *params);
-    virtual ~BaseCPU();
-
-    virtual void init();
-    virtual void regStats();
-
-    void registerExecContexts();
-
-    /// Prepare for another CPU to take over execution.  When it is
-    /// is ready (drained pipe) it signals the sampler.
-    virtual void switchOut(SamplingCPU *);
-
-    /// Take over execution from the given CPU.  Used for warm-up and
-    /// sampling.
-    virtual void takeOverFrom(BaseCPU *);
-
-    /**
-     *  Number of threads we're actually simulating (<= SMT_MAX_THREADS).
-     * This is a constant for the duration of the simulation.
-     */
-    int number_of_threads;
-
-    /**
-     * Vector of per-thread instruction-based event queues.  Used for
-     * scheduling events based on number of instructions committed by
-     * a particular thread.
-     */
-    EventQueue **comInstEventQueue;
-
-    /**
-     * Vector of per-thread load-based event queues.  Used for
-     * scheduling events based on number of loads committed by
-     *a particular thread.
-     */
-    EventQueue **comLoadEventQueue;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    System *system;
-
-    /**
-     * Serialize this object to the given output stream.
-     * @param os The stream to serialize to.
-     */
-    virtual void serialize(std::ostream &os);
-
-    /**
-     * Reconstruct the state of this object from a checkpoint.
-     * @param cp The checkpoint use.
-     * @param section The section name of this object
-     */
-    virtual void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
-
-#endif
-
-    /**
-     * Return pointer to CPU's branch predictor (NULL if none).
-     * @return Branch predictor pointer.
-     */
-    virtual BranchPred *getBranchPred() { return NULL; };
-
-    virtual Counter totalInstructions() const { return 0; }
-
-    // Function tracing
-  private:
-    bool functionTracingEnabled;
-    std::ostream *functionTraceStream;
-    Addr currentFunctionStart;
-    Addr currentFunctionEnd;
-    Tick functionEntryTick;
-    void enableFunctionTrace();
-    void traceFunctionsInternal(Addr pc);
-
-  protected:
-    void traceFunctions(Addr pc)
-    {
-        if (functionTracingEnabled)
-            traceFunctionsInternal(pc);
-    }
-
-  private:
-    static std::vector<BaseCPU *> cpuList;   //!< Static global cpu list
-
-  public:
-    static int numSimulatedCPUs() { return cpuList.size(); }
-    static Counter numSimulatedInstructions()
-    {
-        Counter total = 0;
-
-        int size = cpuList.size();
-        for (int i = 0; i < size; ++i)
-            total += cpuList[i]->totalInstructions();
-
-        return total;
-    }
-
-  public:
-    // Number of CPU cycles simulated
-    Stats::Scalar<> numCycles;
-};
-
-#endif // __BASE_CPU_HH__
index 98a4d5b6da579b5175974e0aee35ec0ff9179445..5ad990c72ea73ff972d9053f0daff83ab2994e57 100644 (file)
@@ -41,8 +41,8 @@
 #include "mem/mem_req.hh"
 
 #include "cpu/base_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_cpu.hh"
 
 using namespace std;
 
index a54e532553a24e2ce6d50df895cae367f7cf1993..2a5e07894da6d42553a57fed7845cbc503ee0105 100644 (file)
 
 #include "base/fast_alloc.hh"
 #include "base/trace.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
 #include "cpu/exetrace.hh"
-#include "cpu/full_cpu/bpred_update.hh"
-#include "cpu/full_cpu/op_class.hh"
-#include "cpu/full_cpu/spec_memory.hh"
-#include "cpu/full_cpu/spec_state.hh"
 #include "cpu/inst_seq.hh"
+#include "cpu/o3/comm.hh"
 #include "cpu/static_inst.hh"
-#include "mem/functional_mem/main_memory.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/bpred_update.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/op_class.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/spec_memory.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/spec_state.hh"
+#include "encumbered/mem/functional/main.hh"
 
 /**
  * @file
diff --git a/cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.cc b/cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.cc
deleted file mode 100644 (file)
index e753cbc..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,129 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "base/trace.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.hh"
-
-DefaultBP::DefaultBP(unsigned _localPredictorSize,
-                     unsigned _localCtrBits,
-                     unsigned _instShiftAmt)
-    : localPredictorSize(_localPredictorSize),
-      localCtrBits(_localCtrBits),
-      instShiftAmt(_instShiftAmt)
-{
-    // Should do checks here to make sure sizes are correct (powers of 2).
-
-    // Setup the index mask.
-    indexMask = localPredictorSize - 1;
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: index mask: %#x\n", indexMask);
-
-    // Setup the array of counters for the local predictor.
-    localCtrs = new SatCounter[localPredictorSize];
-
-    for (int i = 0; i < localPredictorSize; ++i)
-        localCtrs[i].setBits(_localCtrBits);
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: local predictor size: %i\n",
-            localPredictorSize);
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: local counter bits: %i\n", localCtrBits);
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: instruction shift amount: %i\n",
-            instShiftAmt);
-}
-
-bool
-DefaultBP::lookup(Addr &branch_addr)
-{
-    bool taken;
-    uint8_t local_prediction;
-    unsigned local_predictor_idx = getLocalIndex(branch_addr);
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Looking up index %#x\n",
-            local_predictor_idx);
-
-    assert(local_predictor_idx < localPredictorSize);
-
-    local_prediction = localCtrs[local_predictor_idx].read();
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: prediction is %i.\n",
-            (int)local_prediction);
-
-    taken = getPrediction(local_prediction);
-
-#if 0
-    // Speculative update.
-    if (taken) {
-        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as taken.\n");
-        localCtrs[local_predictor_idx].increment();
-    } else {
-        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as not taken.\n");
-        localCtrs[local_predictor_idx].decrement();
-    }
-#endif
-
-    return taken;
-}
-
-void
-DefaultBP::update(Addr &branch_addr, bool taken)
-{
-    unsigned local_predictor_idx;
-
-    // Update the local predictor.
-    local_predictor_idx = getLocalIndex(branch_addr);
-
-    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Looking up index %#x\n",
-            local_predictor_idx);
-
-    assert(local_predictor_idx < localPredictorSize);
-
-    if (taken) {
-        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as taken.\n");
-        localCtrs[local_predictor_idx].increment();
-    } else {
-        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as not taken.\n");
-        localCtrs[local_predictor_idx].decrement();
-    }
-}
-
-inline
-bool
-DefaultBP::getPrediction(uint8_t &count)
-{
-    // Get the MSB of the count
-    return (count >> (localCtrBits - 1));
-}
-
-inline
-unsigned
-DefaultBP::getLocalIndex(Addr &branch_addr)
-{
-    return (branch_addr >> instShiftAmt) & indexMask;
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.hh b/cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 945584e..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,86 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_2BIT_LOCAL_PRED_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_2BIT_LOCAL_PRED_HH__
-
-// For Addr type.
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/sat_counter.hh"
-
-class DefaultBP
-{
-  public:
-    /**
-     * Default branch predictor constructor.
-     */
-    DefaultBP(unsigned localPredictorSize, unsigned localCtrBits,
-              unsigned instShiftAmt);
-
-    /**
-     * Looks up the given address in the branch predictor and returns
-     * a true/false value as to whether it is taken.
-     * @param branch_addr The address of the branch to look up.
-     * @return Whether or not the branch is taken.
-     */
-    bool lookup(Addr &branch_addr);
-
-    /**
-     * Updates the branch predictor with the actual result of a branch.
-     * @param branch_addr The address of the branch to update.
-     * @param taken Whether or not the branch was taken.
-     */
-    void update(Addr &branch_addr, bool taken);
-
-  private:
-
-    /** Returns the taken/not taken prediction given the value of the
-     *  counter.
-     */
-    inline bool getPrediction(uint8_t &count);
-
-    /** Calculates the local index based on the PC. */
-    inline unsigned getLocalIndex(Addr &PC);
-
-    /** Array of counters that make up the local predictor. */
-    SatCounter *localCtrs;
-
-    /** Size of the local predictor. */
-    unsigned localPredictorSize;
-
-    /** Number of bits of the local predictor's counters. */
-    unsigned localCtrBits;
-
-    /** Number of bits to shift the PC when calculating index. */
-    unsigned instShiftAmt;
-
-    /** Mask to get index bits. */
-    unsigned indexMask;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_2BIT_LOCAL_PRED_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.cc b/cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 39759dd..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,34 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-
-// Force instantiation of AlphaDynInst for all the implementations that
-// are needed.
-template class AlphaDynInst<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh b/cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh
deleted file mode 100644 (file)
index e4a7901..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,235 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_DYN_INST_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_DYN_INST_HH__
-
-#include "cpu/base_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-
-/**
- * Mostly implementation specific AlphaDynInst.  It is templated in case there
- * are other implementations that are similar enough to be able to use this
- * class without changes.  This is mainly useful if there are multiple similar
- * CPU implementations of the same ISA.
- */
-
-template <class Impl>
-class AlphaDynInst : public BaseDynInst<Impl>
-{
-  public:
-    /** Typedef for the CPU. */
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-
-    /** Typedef to get the ISA. */
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-
-    /** Binary machine instruction type. */
-    typedef typename ISA::MachInst MachInst;
-    /** Memory address type. */
-    typedef typename ISA::Addr    Addr;
-    /** Logical register index type. */
-    typedef typename ISA::RegIndex RegIndex;
-    /** Integer register index type. */
-    typedef typename ISA::IntReg   IntReg;
-
-    enum {
-        MaxInstSrcRegs = ISA::MaxInstSrcRegs,  //< Max source regs
-        MaxInstDestRegs = ISA::MaxInstDestRegs,        //< Max dest regs
-    };
-
-  public:
-    /** BaseDynInst constructor given a binary instruction. */
-    AlphaDynInst(MachInst inst, Addr PC, Addr Pred_PC, InstSeqNum seq_num,
-                 FullCPU *cpu);
-
-    /** BaseDynInst constructor given a static inst pointer. */
-    AlphaDynInst(StaticInstPtr<AlphaISA> &_staticInst);
-
-    /** Executes the instruction.*/
-    Fault execute()
-    {
-        return this->fault = this->staticInst->execute(this, this->traceData);
-    }
-
-  public:
-    uint64_t readUniq();
-    void setUniq(uint64_t val);
-
-    uint64_t readFpcr();
-    void setFpcr(uint64_t val);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault);
-    Fault setIpr(int idx, uint64_t val);
-    Fault hwrei();
-    int readIntrFlag();
-    void setIntrFlag(int val);
-    bool inPalMode();
-    void trap(Fault fault);
-    bool simPalCheck(int palFunc);
-#else
-    void syscall();
-#endif
-
-
-
-  private:
-    /** Physical register index of the destination registers of this
-     *  instruction.
-     */
-    PhysRegIndex _destRegIdx[MaxInstDestRegs];
-
-    /** Physical register index of the source registers of this
-     *  instruction.
-     */
-    PhysRegIndex _srcRegIdx[MaxInstSrcRegs];
-
-    /** Physical register index of the previous producers of the
-     *  architected destinations.
-     */
-    PhysRegIndex _prevDestRegIdx[MaxInstDestRegs];
-
-  public:
-
-    // The register accessor methods provide the index of the
-    // instruction's operand (e.g., 0 or 1), not the architectural
-    // register index, to simplify the implementation of register
-    // renaming.  We find the architectural register index by indexing
-    // into the instruction's own operand index table.  Note that a
-    // raw pointer to the StaticInst is provided instead of a
-    // ref-counted StaticInstPtr to redice overhead.  This is fine as
-    // long as these methods don't copy the pointer into any long-term
-    // storage (which is pretty hard to imagine they would have reason
-    // to do).
-
-    uint64_t readIntReg(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
-    {
-        return this->cpu->readIntReg(_srcRegIdx[idx]);
-    }
-
-    float readFloatRegSingle(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
-    {
-        return this->cpu->readFloatRegSingle(_srcRegIdx[idx]);
-    }
-
-    double readFloatRegDouble(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
-    {
-        return this->cpu->readFloatRegDouble(_srcRegIdx[idx]);
-    }
-
-    uint64_t readFloatRegInt(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
-    {
-        return this->cpu->readFloatRegInt(_srcRegIdx[idx]);
-    }
-
-    /** @todo: Make results into arrays so they can handle multiple dest
-     *  registers.
-     */
-    void setIntReg(const StaticInst<ISA> *si, int idx, uint64_t val)
-    {
-        this->cpu->setIntReg(_destRegIdx[idx], val);
-        this->instResult.integer = val;
-    }
-
-    void setFloatRegSingle(const StaticInst<ISA> *si, int idx, float val)
-    {
-        this->cpu->setFloatRegSingle(_destRegIdx[idx], val);
-        this->instResult.fp = val;
-    }
-
-    void setFloatRegDouble(const StaticInst<ISA> *si, int idx, double val)
-    {
-        this->cpu->setFloatRegDouble(_destRegIdx[idx], val);
-        this->instResult.dbl = val;
-    }
-
-    void setFloatRegInt(const StaticInst<ISA> *si, int idx, uint64_t val)
-    {
-        this->cpu->setFloatRegInt(_destRegIdx[idx], val);
-        this->instResult.integer = val;
-    }
-
-    /** Returns the physical register index of the i'th destination
-     *  register.
-     */
-    PhysRegIndex renamedDestRegIdx(int idx) const
-    {
-        return _destRegIdx[idx];
-    }
-
-    /** Returns the physical register index of the i'th source register. */
-    PhysRegIndex renamedSrcRegIdx(int idx) const
-    {
-        return _srcRegIdx[idx];
-    }
-
-    /** Returns the physical register index of the previous physical register
-     *  that remapped to the same logical register index.
-     */
-    PhysRegIndex prevDestRegIdx(int idx) const
-    {
-        return _prevDestRegIdx[idx];
-    }
-
-    /** Renames a destination register to a physical register.  Also records
-     *  the previous physical register that the logical register mapped to.
-     */
-    void renameDestReg(int idx,
-                       PhysRegIndex renamed_dest,
-                       PhysRegIndex previous_rename)
-    {
-        _destRegIdx[idx] = renamed_dest;
-        _prevDestRegIdx[idx] = previous_rename;
-    }
-
-    /** Renames a source logical register to the physical register which
-     *  has/will produce that logical register's result.
-     *  @todo: add in whether or not the source register is ready.
-     */
-    void renameSrcReg(int idx, PhysRegIndex renamed_src)
-    {
-        _srcRegIdx[idx] = renamed_src;
-    }
-
-  public:
-    Fault calcEA()
-    {
-        return this->staticInst->eaCompInst()->execute(this, this->traceData);
-    }
-
-    Fault memAccess()
-    {
-        return this->staticInst->memAccInst()->execute(this, this->traceData);
-    }
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_DYN_INST_HH__
-
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst_impl.hh b/cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 66a2cc3..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,162 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-
-template <class Impl>
-AlphaDynInst<Impl>::AlphaDynInst(MachInst inst, Addr PC, Addr Pred_PC,
-                                 InstSeqNum seq_num, FullCPU *cpu)
-    : BaseDynInst<Impl>(inst, PC, Pred_PC, seq_num, cpu)
-{
-    // Make sure to have the renamed register entries set to the same
-    // as the normal register entries.  It will allow the IQ to work
-    // without any modifications.
-    for (int i = 0; i < this->staticInst->numDestRegs(); i++)
-    {
-        _destRegIdx[i] = this->staticInst->destRegIdx(i);
-    }
-
-    for (int i = 0; i < this->staticInst->numSrcRegs(); i++)
-    {
-        _srcRegIdx[i] = this->staticInst->srcRegIdx(i);
-        this->_readySrcRegIdx[i] = 0;
-    }
-
-}
-
-template <class Impl>
-AlphaDynInst<Impl>::AlphaDynInst(StaticInstPtr<AlphaISA> &_staticInst)
-    : BaseDynInst<Impl>(_staticInst)
-{
-    // Make sure to have the renamed register entries set to the same
-    // as the normal register entries.  It will allow the IQ to work
-    // without any modifications.
-    for (int i = 0; i < _staticInst->numDestRegs(); i++)
-    {
-        _destRegIdx[i] = _staticInst->destRegIdx(i);
-    }
-
-    for (int i = 0; i < _staticInst->numSrcRegs(); i++)
-    {
-        _srcRegIdx[i] = _staticInst->srcRegIdx(i);
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-AlphaDynInst<Impl>::readUniq()
-{
-    return this->cpu->readUniq();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaDynInst<Impl>::setUniq(uint64_t val)
-{
-    this->cpu->setUniq(val);
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-AlphaDynInst<Impl>::readFpcr()
-{
-    return this->cpu->readFpcr();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaDynInst<Impl>::setFpcr(uint64_t val)
-{
-    this->cpu->setFpcr(val);
-}
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-template <class Impl>
-uint64_t
-AlphaDynInst<Impl>::readIpr(int idx, Fault &fault)
-{
-    return this->cpu->readIpr(idx, fault);
-}
-
-template <class Impl>
-Fault
-AlphaDynInst<Impl>::setIpr(int idx, uint64_t val)
-{
-    return this->cpu->setIpr(idx, val);
-}
-
-template <class Impl>
-Fault
-AlphaDynInst<Impl>::hwrei()
-{
-    return this->cpu->hwrei();
-}
-
-template <class Impl>
-int
-AlphaDynInst<Impl>::readIntrFlag()
-{
-return this->cpu->readIntrFlag();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaDynInst<Impl>::setIntrFlag(int val)
-{
-    this->cpu->setIntrFlag(val);
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-AlphaDynInst<Impl>::inPalMode()
-{
-    return this->cpu->inPalMode();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaDynInst<Impl>::trap(Fault fault)
-{
-    this->cpu->trap(fault);
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-AlphaDynInst<Impl>::simPalCheck(int palFunc)
-{
-    return this->cpu->simPalCheck(palFunc);
-}
-#else
-template <class Impl>
-void
-AlphaDynInst<Impl>::syscall()
-{
-    this->cpu->syscall(this->threadNumber);
-}
-#endif
-
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.cc b/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 862a8cc..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,36 +0,0 @@
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-
-// Force instantiation of AlphaFullCPU for all the implemntations that are
-// needed.  Consider merging this and alpha_dyn_inst.cc, and maybe all
-// classes that depend on a certain impl, into one file (alpha_impl.cc?).
-template class AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.hh b/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 4213979..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,291 +0,0 @@
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- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
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- */
-
-// Todo: Find all the stuff in ExecContext and ev5 that needs to be
-// specifically designed for this CPU.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_FULL_CPU_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_FULL_CPU_HH__
-
-#include "cpu/beta_cpu/full_cpu.hh"
-
-template <class Impl>
-class AlphaFullCPU : public FullBetaCPU<Impl>
-{
-  public:
-    typedef typename Impl::ISA AlphaISA;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-
-  public:
-    AlphaFullCPU(Params &params);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    AlphaITB *itb;
-    AlphaDTB *dtb;
-#endif
-
-  public:
-    void regStats();
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    //Note that the interrupt stuff from the base CPU might be somewhat
-    //ISA specific (ie NumInterruptLevels).  These functions might not
-    //be needed in FullCPU though.
-//    void post_interrupt(int int_num, int index);
-//    void clear_interrupt(int int_num, int index);
-//    void clear_interrupts();
-
-    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return itb->translate(req);
-    }
-
-    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dtb->translate(req, false);
-    }
-
-    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dtb->translate(req, true);
-    }
-
-#else
-    Fault dummyTranslation(MemReqPtr &req)
-    {
-#if 0
-        assert((req->vaddr >> 48 & 0xffff) == 0);
-#endif
-
-        // put the asid in the upper 16 bits of the paddr
-        req->paddr = req->vaddr & ~((Addr)0xffff << sizeof(Addr) * 8 - 16);
-        req->paddr = req->paddr | (Addr)req->asid << sizeof(Addr) * 8 - 16;
-        return No_Fault;
-    }
-
-    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dummyTranslation(req);
-    }
-
-    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dummyTranslation(req);
-    }
-
-    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dummyTranslation(req);
-    }
-
-#endif
-
-    // Later on may want to remove this misc stuff from the regfile and
-    // have it handled at this level.  Might prove to be an issue when
-    // trying to rename source/destination registers...
-    uint64_t readUniq()
-    {
-        return this->regFile.readUniq();
-    }
-
-    void setUniq(uint64_t val)
-    {
-        this->regFile.setUniq(val);
-    }
-
-    uint64_t readFpcr()
-    {
-        return this->regFile.readFpcr();
-    }
-
-    void setFpcr(uint64_t val)
-    {
-        this->regFile.setFpcr(val);
-    }
-
-    // Most of the full system code and syscall emulation is not yet
-    // implemented.  These functions do show what the final interface will
-    // look like.
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    uint64_t *getIpr();
-    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault);
-    Fault setIpr(int idx, uint64_t val);
-    int readIntrFlag();
-    void setIntrFlag(int val);
-    Fault hwrei();
-    bool inPalMode() { return AlphaISA::PcPAL(this->regFile.readPC()); }
-    bool inPalMode(uint64_t PC)
-    { return AlphaISA::PcPAL(PC); }
-
-    void trap(Fault fault);
-    bool simPalCheck(int palFunc);
-
-    void processInterrupts();
-#endif
-
-
-#ifndef FULL_SYSTEM
-    // Need to change these into regfile calls that directly set a certain
-    // register.  Actually, these functions should handle most of this
-    // functionality by themselves; should look up the rename and then
-    // set the register.
-    IntReg getSyscallArg(int i)
-    {
-        return this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ArgumentReg0 + i];
-    }
-
-    // used to shift args for indirect syscall
-    void setSyscallArg(int i, IntReg val)
-    {
-        this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ArgumentReg0 + i] = val;
-    }
-
-    void setSyscallReturn(int64_t return_value)
-    {
-        // check for error condition.  Alpha syscall convention is to
-        // indicate success/failure in reg a3 (r19) and put the
-        // return value itself in the standard return value reg (v0).
-        const int RegA3 = 19;  // only place this is used
-        if (return_value >= 0) {
-            // no error
-            this->xc->regs.intRegFile[RegA3] = 0;
-            this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ReturnValueReg] = return_value;
-        } else {
-            // got an error, return details
-            this->xc->regs.intRegFile[RegA3] = (IntReg) -1;
-            this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ReturnValueReg] = -return_value;
-        }
-    }
-
-    void syscall(short thread_num);
-    void squashStages();
-
-#endif
-
-    void copyToXC();
-    void copyFromXC();
-
-  public:
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    bool palShadowEnabled;
-
-    // Not sure this is used anywhere.
-    void intr_post(RegFile *regs, Fault fault, Addr pc);
-    // Actually used within exec files.  Implement properly.
-    void swapPALShadow(bool use_shadow);
-    // Called by CPU constructor.  Can implement as I please.
-    void initCPU(RegFile *regs);
-    // Called by initCPU.  Implement as I please.
-    void initIPRs(RegFile *regs);
-
-    void halt() { panic("Halt not implemented!\n"); }
-#endif
-
-
-    template <class T>
-    Fault read(MemReqPtr &req, T &data)
-    {
-#if defined(TARGET_ALPHA) && defined(FULL_SYSTEM)
-        if (req->flags & LOCKED) {
-            MiscRegFile *cregs = &req->xc->regs.miscRegs;
-            cregs->lock_addr = req->paddr;
-            cregs->lock_flag = true;
-        }
-#endif
-
-        Fault error;
-        error = this->mem->read(req, data);
-        data = htoa(data);
-        return error;
-    }
-
-    template <class T>
-    Fault read(MemReqPtr &req, T &data, int load_idx)
-    {
-        return this->iew.ldstQueue.read(req, data, load_idx);
-    }
-
-    template <class T>
-    Fault write(MemReqPtr &req, T &data)
-    {
-#if defined(TARGET_ALPHA) && defined(FULL_SYSTEM)
-
-        MiscRegFile *cregs;
-
-        // If this is a store conditional, act appropriately
-        if (req->flags & LOCKED) {
-            cregs = &this->xc->regs.miscRegs;
-
-            if (req->flags & UNCACHEABLE) {
-                // Don't update result register (see stq_c in isa_desc)
-                req->result = 2;
-                req->xc->storeCondFailures = 0;//Needed? [RGD]
-            } else {
-                req->result = cregs->lock_flag;
-                if (!cregs->lock_flag ||
-                    ((cregs->lock_addr & ~0xf) != (req->paddr & ~0xf))) {
-                    cregs->lock_flag = false;
-                    if (((++req->xc->storeCondFailures) % 100000) == 0) {
-                        std::cerr << "Warning: "
-                                  << req->xc->storeCondFailures
-                                  << " consecutive store conditional failures "
-                                  << "on cpu " << this->cpu_id
-                                  << std::endl;
-                    }
-                    return No_Fault;
-                }
-                else req->xc->storeCondFailures = 0;
-            }
-        }
-
-        // Need to clear any locked flags on other proccessors for
-        // this address.  Only do this for succsful Store Conditionals
-        // and all other stores (WH64?).  Unsuccessful Store
-        // Conditionals would have returned above, and wouldn't fall
-        // through.
-        for (int i = 0; i < this->system->execContexts.size(); i++){
-            cregs = &this->system->execContexts[i]->regs.miscRegs;
-            if ((cregs->lock_addr & ~0xf) == (req->paddr & ~0xf)) {
-                cregs->lock_flag = false;
-            }
-        }
-
-#endif
-
-        return this->mem->write(req, (T)htoa(data));
-    }
-
-    template <class T>
-    Fault write(MemReqPtr &req, T &data, int store_idx)
-    {
-        return this->iew.ldstQueue.write(req, data, store_idx);
-    }
-
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_FULL_CPU_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu_builder.cc b/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu_builder.cc
deleted file mode 100644 (file)
index f56c9f6..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,400 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
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- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
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- * 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.
- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.hh"
-
-#include "mem/cache/base_cache.hh"
-
-#include "base/inifile.hh"
-#include "base/loader/symtab.hh"
-#include "base/misc.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/exetrace.hh"
-#include "mem/base_mem.hh"
-#include "mem/mem_interface.hh"
-#include "sim/builder.hh"
-#include "sim/debug.hh"
-#include "sim/host.hh"
-#include "sim/process.hh"
-#include "sim/sim_events.hh"
-#include "sim/sim_object.hh"
-#include "sim/stats.hh"
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#include "base/remote_gdb.hh"
-#include "dev/alpha_access.h"
-#include "dev/pciareg.h"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
-#include "sim/system.hh"
-#include "targetarch/alpha_memory.hh"
-#include "targetarch/vtophys.hh"
-#else // !FULL_SYSTEM
-#include "eio/eio.hh"
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-class DerivAlphaFullCPU : public AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl>
-{
-  public:
-    DerivAlphaFullCPU(AlphaSimpleParams p)
-        : AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl>(p)
-    { }
-};
-
-BEGIN_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
-
-    Param<int> clock;
-    Param<int> numThreads;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-SimObjectParam<System *> system;
-SimObjectParam<AlphaITB *> itb;
-SimObjectParam<AlphaDTB *> dtb;
-Param<int> mult;
-#else
-SimObjectVectorParam<Process *> workload;
-#endif // FULL_SYSTEM
-SimObjectParam<FunctionalMemory *> mem;
-
-Param<Counter> max_insts_any_thread;
-Param<Counter> max_insts_all_threads;
-Param<Counter> max_loads_any_thread;
-Param<Counter> max_loads_all_threads;
-
-SimObjectParam<BaseCache *> icache;
-SimObjectParam<BaseCache *> dcache;
-
-Param<unsigned> decodeToFetchDelay;
-Param<unsigned> renameToFetchDelay;
-Param<unsigned> iewToFetchDelay;
-Param<unsigned> commitToFetchDelay;
-Param<unsigned> fetchWidth;
-
-Param<unsigned> renameToDecodeDelay;
-Param<unsigned> iewToDecodeDelay;
-Param<unsigned> commitToDecodeDelay;
-Param<unsigned> fetchToDecodeDelay;
-Param<unsigned> decodeWidth;
-
-Param<unsigned> iewToRenameDelay;
-Param<unsigned> commitToRenameDelay;
-Param<unsigned> decodeToRenameDelay;
-Param<unsigned> renameWidth;
-
-Param<unsigned> commitToIEWDelay;
-Param<unsigned> renameToIEWDelay;
-Param<unsigned> issueToExecuteDelay;
-Param<unsigned> issueWidth;
-Param<unsigned> executeWidth;
-Param<unsigned> executeIntWidth;
-Param<unsigned> executeFloatWidth;
-Param<unsigned> executeBranchWidth;
-Param<unsigned> executeMemoryWidth;
-
-Param<unsigned> iewToCommitDelay;
-Param<unsigned> renameToROBDelay;
-Param<unsigned> commitWidth;
-Param<unsigned> squashWidth;
-
-#if 0
-Param<unsigned> localPredictorSize;
-Param<unsigned> localPredictorCtrBits;
-#endif
-Param<unsigned> local_predictor_size;
-Param<unsigned> local_ctr_bits;
-Param<unsigned> local_history_table_size;
-Param<unsigned> local_history_bits;
-Param<unsigned> global_predictor_size;
-Param<unsigned> global_ctr_bits;
-Param<unsigned> global_history_bits;
-Param<unsigned> choice_predictor_size;
-Param<unsigned> choice_ctr_bits;
-
-Param<unsigned> BTBEntries;
-Param<unsigned> BTBTagSize;
-
-Param<unsigned> RASSize;
-
-Param<unsigned> LQEntries;
-Param<unsigned> SQEntries;
-Param<unsigned> LFSTSize;
-Param<unsigned> SSITSize;
-
-Param<unsigned> numPhysIntRegs;
-Param<unsigned> numPhysFloatRegs;
-Param<unsigned> numIQEntries;
-Param<unsigned> numROBEntries;
-
-Param<unsigned> instShiftAmt;
-
-Param<bool> defer_registration;
-
-Param<bool> function_trace;
-Param<Tick> function_trace_start;
-
-END_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
-
-BEGIN_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
-
-    INIT_PARAM(clock, "clock speed"),
-    INIT_PARAM(numThreads, "number of HW thread contexts"),
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    INIT_PARAM(system, "System object"),
-    INIT_PARAM(itb, "Instruction translation buffer"),
-    INIT_PARAM(dtb, "Data translation buffer"),
-    INIT_PARAM(mult, "System clock multiplier"),
-#else
-    INIT_PARAM(workload, "Processes to run"),
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    INIT_PARAM_DFLT(mem, "Memory", NULL),
-
-    INIT_PARAM_DFLT(max_insts_any_thread,
-                    "Terminate when any thread reaches this inst count",
-                    0),
-    INIT_PARAM_DFLT(max_insts_all_threads,
-                    "Terminate when all threads have reached"
-                    "this inst count",
-                    0),
-    INIT_PARAM_DFLT(max_loads_any_thread,
-                    "Terminate when any thread reaches this load count",
-                    0),
-    INIT_PARAM_DFLT(max_loads_all_threads,
-                    "Terminate when all threads have reached this load"
-                    "count",
-                    0),
-
-    INIT_PARAM_DFLT(icache, "L1 instruction cache", NULL),
-    INIT_PARAM_DFLT(dcache, "L1 data cache", NULL),
-
-    INIT_PARAM(decodeToFetchDelay, "Decode to fetch delay"),
-    INIT_PARAM(renameToFetchDelay, "Rename to fetch delay"),
-    INIT_PARAM(iewToFetchDelay, "Issue/Execute/Writeback to fetch"
-               "delay"),
-    INIT_PARAM(commitToFetchDelay, "Commit to fetch delay"),
-    INIT_PARAM(fetchWidth, "Fetch width"),
-
-    INIT_PARAM(renameToDecodeDelay, "Rename to decode delay"),
-    INIT_PARAM(iewToDecodeDelay, "Issue/Execute/Writeback to decode"
-               "delay"),
-    INIT_PARAM(commitToDecodeDelay, "Commit to decode delay"),
-    INIT_PARAM(fetchToDecodeDelay, "Fetch to decode delay"),
-    INIT_PARAM(decodeWidth, "Decode width"),
-
-    INIT_PARAM(iewToRenameDelay, "Issue/Execute/Writeback to rename"
-               "delay"),
-    INIT_PARAM(commitToRenameDelay, "Commit to rename delay"),
-    INIT_PARAM(decodeToRenameDelay, "Decode to rename delay"),
-    INIT_PARAM(renameWidth, "Rename width"),
-
-    INIT_PARAM(commitToIEWDelay, "Commit to "
-               "Issue/Execute/Writeback delay"),
-    INIT_PARAM(renameToIEWDelay, "Rename to "
-               "Issue/Execute/Writeback delay"),
-    INIT_PARAM(issueToExecuteDelay, "Issue to execute delay (internal"
-               "to the IEW stage)"),
-    INIT_PARAM(issueWidth, "Issue width"),
-    INIT_PARAM(executeWidth, "Execute width"),
-    INIT_PARAM(executeIntWidth, "Integer execute width"),
-    INIT_PARAM(executeFloatWidth, "Floating point execute width"),
-    INIT_PARAM(executeBranchWidth, "Branch execute width"),
-    INIT_PARAM(executeMemoryWidth, "Memory execute width"),
-
-    INIT_PARAM(iewToCommitDelay, "Issue/Execute/Writeback to commit "
-               "delay"),
-    INIT_PARAM(renameToROBDelay, "Rename to reorder buffer delay"),
-    INIT_PARAM(commitWidth, "Commit width"),
-    INIT_PARAM(squashWidth, "Squash width"),
-
-#if 0
-    INIT_PARAM(localPredictorSize, "Size of the local predictor in entries. "
-               "Must be a power of 2."),
-    INIT_PARAM(localPredictorCtrBits, "Number of bits per counter for bpred"),
-#endif
-    INIT_PARAM(local_predictor_size, "Size of local predictor"),
-    INIT_PARAM(local_ctr_bits, "Bits per counter"),
-    INIT_PARAM(local_history_table_size, "Size of local history table"),
-    INIT_PARAM(local_history_bits, "Bits for the local history"),
-    INIT_PARAM(global_predictor_size, "Size of global predictor"),
-    INIT_PARAM(global_ctr_bits, "Bits per counter"),
-    INIT_PARAM(global_history_bits, "Bits of history"),
-    INIT_PARAM(choice_predictor_size, "Size of choice predictor"),
-    INIT_PARAM(choice_ctr_bits, "Bits of choice counters"),
-
-    INIT_PARAM(BTBEntries, "Number of BTB entries"),
-    INIT_PARAM(BTBTagSize, "Size of the BTB tags, in bits"),
-
-    INIT_PARAM(RASSize, "RAS size"),
-
-    INIT_PARAM(LQEntries, "Number of load queue entries"),
-    INIT_PARAM(SQEntries, "Number of store queue entries"),
-    INIT_PARAM(LFSTSize, "Last fetched store table size"),
-    INIT_PARAM(SSITSize, "Store set ID table size"),
-
-    INIT_PARAM(numPhysIntRegs, "Number of physical integer registers"),
-    INIT_PARAM(numPhysFloatRegs, "Number of physical floating point "
-               "registers"),
-    INIT_PARAM(numIQEntries, "Number of instruction queue entries"),
-    INIT_PARAM(numROBEntries, "Number of reorder buffer entries"),
-
-    INIT_PARAM(instShiftAmt, "Number of bits to shift instructions by"),
-    INIT_PARAM(defer_registration, "defer system registration (for sampling)"),
-
-    INIT_PARAM(function_trace, "Enable function trace"),
-    INIT_PARAM(function_trace_start, "Cycle to start function trace")
-
-END_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
-
-CREATE_SIM_OBJECT(DerivAlphaFullCPU)
-{
-    DerivAlphaFullCPU *cpu;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    if (mult != 1)
-        panic("Processor clock multiplier must be 1?\n");
-
-    // Full-system only supports a single thread for the moment.
-    int actual_num_threads = 1;
-#else
-    // In non-full-system mode, we infer the number of threads from
-    // the workload if it's not explicitly specified.
-    int actual_num_threads =
-        numThreads.isValid() ? numThreads : workload.size();
-
-    if (workload.size() == 0) {
-        fatal("Must specify at least one workload!");
-    }
-
-#endif
-
-    AlphaSimpleParams params;
-
-    params.clock = clock;
-
-    params.name = getInstanceName();
-    params.numberOfThreads = actual_num_threads;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    params.system = system;
-    params.itb = itb;
-    params.dtb = dtb;
-#else
-    params.workload = workload;
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    params.mem = mem;
-
-    params.max_insts_any_thread = max_insts_any_thread;
-    params.max_insts_all_threads = max_insts_all_threads;
-    params.max_loads_any_thread = max_loads_any_thread;
-    params.max_loads_all_threads = max_loads_all_threads;
-
-    //
-    // Caches
-    //
-    params.icacheInterface = icache ? icache->getInterface() : NULL;
-    params.dcacheInterface = dcache ? dcache->getInterface() : NULL;
-
-    params.decodeToFetchDelay = decodeToFetchDelay;
-    params.renameToFetchDelay = renameToFetchDelay;
-    params.iewToFetchDelay = iewToFetchDelay;
-    params.commitToFetchDelay = commitToFetchDelay;
-    params.fetchWidth = fetchWidth;
-
-    params.renameToDecodeDelay = renameToDecodeDelay;
-    params.iewToDecodeDelay = iewToDecodeDelay;
-    params.commitToDecodeDelay = commitToDecodeDelay;
-    params.fetchToDecodeDelay = fetchToDecodeDelay;
-    params.decodeWidth = decodeWidth;
-
-    params.iewToRenameDelay = iewToRenameDelay;
-    params.commitToRenameDelay = commitToRenameDelay;
-    params.decodeToRenameDelay = decodeToRenameDelay;
-    params.renameWidth = renameWidth;
-
-    params.commitToIEWDelay = commitToIEWDelay;
-    params.renameToIEWDelay = renameToIEWDelay;
-    params.issueToExecuteDelay = issueToExecuteDelay;
-    params.issueWidth = issueWidth;
-    params.executeWidth = executeWidth;
-    params.executeIntWidth = executeIntWidth;
-    params.executeFloatWidth = executeFloatWidth;
-    params.executeBranchWidth = executeBranchWidth;
-    params.executeMemoryWidth = executeMemoryWidth;
-
-    params.iewToCommitDelay = iewToCommitDelay;
-    params.renameToROBDelay = renameToROBDelay;
-    params.commitWidth = commitWidth;
-    params.squashWidth = squashWidth;
-#if 0
-    params.localPredictorSize = localPredictorSize;
-    params.localPredictorCtrBits = localPredictorCtrBits;
-#endif
-    params.local_predictor_size = local_predictor_size;
-    params.local_ctr_bits = local_ctr_bits;
-    params.local_history_table_size = local_history_table_size;
-    params.local_history_bits = local_history_bits;
-    params.global_predictor_size = global_predictor_size;
-    params.global_ctr_bits = global_ctr_bits;
-    params.global_history_bits = global_history_bits;
-    params.choice_predictor_size = choice_predictor_size;
-    params.choice_ctr_bits = choice_ctr_bits;
-
-    params.BTBEntries = BTBEntries;
-    params.BTBTagSize = BTBTagSize;
-
-    params.RASSize = RASSize;
-
-    params.LQEntries = LQEntries;
-    params.SQEntries = SQEntries;
-    params.SSITSize = SSITSize;
-    params.LFSTSize = LFSTSize;
-
-    params.numPhysIntRegs = numPhysIntRegs;
-    params.numPhysFloatRegs = numPhysFloatRegs;
-    params.numIQEntries = numIQEntries;
-    params.numROBEntries = numROBEntries;
-
-    params.instShiftAmt = 2;
-
-    params.defReg = defer_registration;
-
-    params.functionTrace = function_trace;
-    params.functionTraceStart = function_trace_start;
-
-    cpu = new DerivAlphaFullCPU(params);
-
-    return cpu;
-}
-
-REGISTER_SIM_OBJECT("DerivAlphaFullCPU", DerivAlphaFullCPU)
-
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu_impl.hh b/cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 8132ec8..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,360 +0,0 @@
-
-#include "base/cprintf.hh"
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "mem/cache/cache.hh" // for dynamic cast
-#include "mem/mem_interface.hh"
-#include "sim/builder.hh"
-#include "sim/sim_events.hh"
-#include "sim/stats.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_full_cpu.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_params.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#include "arch/alpha/osfpal.hh"
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-//#include "arch/alpha/ev5.hh"
-
-//using namespace EV5;
-#endif
-
-template <class Impl>
-AlphaFullCPU<Impl>::AlphaFullCPU(Params &params)
-    : FullBetaCPU<Impl>(params)
-{
-    DPRINTF(FullCPU, "AlphaFullCPU: Creating AlphaFullCPU object.\n");
-
-    this->fetch.setCPU(this);
-    this->decode.setCPU(this);
-    this->rename.setCPU(this);
-    this->iew.setCPU(this);
-    this->commit.setCPU(this);
-
-    this->rob.setCPU(this);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::regStats()
-{
-    // Register stats for everything that has stats.
-    this->fullCPURegStats();
-    this->fetch.regStats();
-    this->decode.regStats();
-    this->rename.regStats();
-    this->iew.regStats();
-    this->commit.regStats();
-}
-
-#ifndef FULL_SYSTEM
-
-// Will probably need to know which thread is calling syscall
-// Will need to pass that information in to the DynInst when it is constructed,
-// so that this call can be made with the proper thread number.
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::syscall(short thread_num)
-{
-    DPRINTF(FullCPU, "AlphaFullCPU: Syscall() called.\n\n");
-
-    // Commit stage needs to run as well.
-    this->commit.tick();
-
-    squashStages();
-
-    // Temporarily increase this by one to account for the syscall
-    // instruction.
-    ++(this->funcExeInst);
-
-    // Copy over all important state to xc once all the unrolling is done.
-    copyToXC();
-
-    // This is hardcoded to thread 0 while the CPU is only single threaded.
-    this->thread[0]->syscall();
-
-    // Copy over all important state back to CPU.
-    copyFromXC();
-
-    // Decrease funcExeInst by one as the normal commit will handle
-    // incrememnting it.
-    --(this->funcExeInst);
-}
-
-// This is not a pretty function, and should only be used if it is necessary
-// to fake having everything squash all at once (ie for non-full system
-// syscalls).  Maybe put this at the FullCPU level?
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::squashStages()
-{
-    InstSeqNum rob_head = this->rob.readHeadSeqNum();
-
-    // Now hack the time buffer to put this sequence number in the places
-    // where the stages might read it.
-    for (int i = 0; i < 5; ++i)
-    {
-        this->timeBuffer.access(-i)->commitInfo.doneSeqNum = rob_head;
-    }
-
-    this->fetch.squash(this->rob.readHeadNextPC());
-    this->fetchQueue.advance();
-
-    this->decode.squash();
-    this->decodeQueue.advance();
-
-    this->rename.squash();
-    this->renameQueue.advance();
-    this->renameQueue.advance();
-
-    // Be sure to advance the IEW queues so that the commit stage doesn't
-    // try to set an instruction as completed at the same time that it
-    // might be deleting it.
-    this->iew.squash();
-    this->iewQueue.advance();
-    this->iewQueue.advance();
-    // Needs to tell the LSQ to write back all of its data
-    this->iew.lsqWriteback();
-
-    this->rob.squash(rob_head);
-    this->commit.setSquashing();
-
-    // Now hack the time buffer to clear the sequence numbers in the places
-    // where the stages might read it.?
-    for (int i = 0; i < 5; ++i)
-    {
-        this->timeBuffer.access(-i)->commitInfo.doneSeqNum = 0;
-    }
-
-}
-
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::copyToXC()
-{
-    PhysRegIndex renamed_reg;
-
-    // First loop through the integer registers.
-    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumIntRegs; ++i)
-    {
-        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i);
-        this->xc->regs.intRegFile[i] = this->regFile.readIntReg(renamed_reg);
-        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Copying register %i, has data %lli.\n",
-                renamed_reg, this->regFile.intRegFile[renamed_reg]);
-    }
-
-    // Then loop through the floating point registers.
-    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumFloatRegs; ++i)
-    {
-        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i + AlphaISA::FP_Base_DepTag);
-        this->xc->regs.floatRegFile.d[i] =
-            this->regFile.readFloatRegDouble(renamed_reg);
-        this->xc->regs.floatRegFile.q[i] =
-            this->regFile.readFloatRegInt(renamed_reg);
-    }
-
-    this->xc->regs.miscRegs.fpcr = this->regFile.miscRegs.fpcr;
-    this->xc->regs.miscRegs.uniq = this->regFile.miscRegs.uniq;
-    this->xc->regs.miscRegs.lock_flag = this->regFile.miscRegs.lock_flag;
-    this->xc->regs.miscRegs.lock_addr = this->regFile.miscRegs.lock_addr;
-
-    this->xc->regs.pc = this->rob.readHeadPC();
-    this->xc->regs.npc = this->xc->regs.pc+4;
-
-    this->xc->func_exe_inst = this->funcExeInst;
-}
-
-// This function will probably mess things up unless the ROB is empty and
-// there are no instructions in the pipeline.
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::copyFromXC()
-{
-    PhysRegIndex renamed_reg;
-
-    // First loop through the integer registers.
-    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumIntRegs; ++i)
-    {
-        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i);
-
-        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Copying over register %i, had data %lli, "
-                "now has data %lli.\n",
-                renamed_reg, this->regFile.intRegFile[renamed_reg],
-                this->xc->regs.intRegFile[i]);
-
-        this->regFile.setIntReg(renamed_reg, this->xc->regs.intRegFile[i]);
-    }
-
-    // Then loop through the floating point registers.
-    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumFloatRegs; ++i)
-    {
-        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i + AlphaISA::FP_Base_DepTag);
-        this->regFile.setFloatRegDouble(renamed_reg,
-                                        this->xc->regs.floatRegFile.d[i]);
-        this->regFile.setFloatRegInt(renamed_reg,
-                                     this->xc->regs.floatRegFile.q[i]);
-    }
-
-    // Then loop through the misc registers.
-    this->regFile.miscRegs.fpcr = this->xc->regs.miscRegs.fpcr;
-    this->regFile.miscRegs.uniq = this->xc->regs.miscRegs.uniq;
-    this->regFile.miscRegs.lock_flag = this->xc->regs.miscRegs.lock_flag;
-    this->regFile.miscRegs.lock_addr = this->xc->regs.miscRegs.lock_addr;
-
-    // Then finally set the PC and the next PC.
-//    regFile.pc = xc->regs.pc;
-//    regFile.npc = xc->regs.npc;
-
-    this->funcExeInst = this->xc->func_exe_inst;
-}
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-
-template <class Impl>
-uint64_t *
-AlphaFullCPU<Impl>::getIpr()
-{
-    return this->regFile.getIpr();
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-AlphaFullCPU<Impl>::readIpr(int idx, Fault &fault)
-{
-    return this->regFile.readIpr(idx, fault);
-}
-
-template <class Impl>
-Fault
-AlphaFullCPU<Impl>::setIpr(int idx, uint64_t val)
-{
-    return this->regFile.setIpr(idx, val);
-}
-
-template <class Impl>
-int
-AlphaFullCPU<Impl>::readIntrFlag()
-{
-    return this->regFile.readIntrFlag();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::setIntrFlag(int val)
-{
-    this->regFile.setIntrFlag(val);
-}
-
-// Can force commit stage to squash and stuff.
-template <class Impl>
-Fault
-AlphaFullCPU<Impl>::hwrei()
-{
-    uint64_t *ipr = getIpr();
-
-    if (!inPalMode())
-        return Unimplemented_Opcode_Fault;
-
-    setNextPC(ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR]);
-
-//    kernelStats.hwrei();
-
-    if ((ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR] & 1) == 0)
-//        AlphaISA::swap_palshadow(&regs, false);
-
-    this->checkInterrupts = true;
-
-    // FIXME: XXX check for interrupts? XXX
-    return No_Fault;
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-AlphaFullCPU<Impl>::simPalCheck(int palFunc)
-{
-//    kernelStats.callpal(palFunc);
-
-    switch (palFunc) {
-      case PAL::halt:
-        halt();
-        if (--System::numSystemsRunning == 0)
-            new SimExitEvent("all cpus halted");
-        break;
-
-      case PAL::bpt:
-      case PAL::bugchk:
-        if (this->system->breakpoint())
-            return false;
-        break;
-    }
-
-    return true;
-}
-
-// Probably shouldn't be able to switch to the trap handler as quickly as
-// this.  Also needs to get the exception restart address from the commit
-// stage.
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::trap(Fault fault)
-{
-    // Keep in mind that a trap may be initiated by fetch if there's a TLB
-    // miss
-    uint64_t PC = this->commit.readCommitPC();
-
-    DPRINTF(Fault, "Fault %s\n", FaultName(fault));
-    this->recordEvent(csprintf("Fault %s", FaultName(fault)));
-
-//    kernelStats.fault(fault);
-
-    if (fault == Arithmetic_Fault)
-        panic("Arithmetic traps are unimplemented!");
-
-    typename AlphaISA::InternalProcReg *ipr = getIpr();
-
-    // exception restart address - Get the commit PC
-    if (fault != Interrupt_Fault || !inPalMode(PC))
-        ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR] = PC;
-
-    if (fault == Pal_Fault || fault == Arithmetic_Fault /* ||
-        fault == Interrupt_Fault && !PC_PAL(regs.pc) */) {
-        // traps...  skip faulting instruction
-        ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR] += 4;
-    }
-
-    if (!inPalMode(PC))
-        swapPALShadow(true);
-
-    this->regFile.setPC( ipr[AlphaISA::IPR_PAL_BASE] +
-                         AlphaISA::fault_addr[fault] );
-    this->regFile.setNextPC(PC + sizeof(MachInst));
-}
-
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::processInterrupts()
-{
-    // Check for interrupts here.  For now can copy the code that exists
-    // within isa_fullsys_traits.hh.
-}
-
-// swap_palshadow swaps in the values of the shadow registers and
-// swaps them with the values of the physical registers that map to the
-// same logical index.
-template <class Impl>
-void
-AlphaFullCPU<Impl>::swapPALShadow(bool use_shadow)
-{
-    if (palShadowEnabled == use_shadow)
-        panic("swap_palshadow: wrong PAL shadow state");
-
-    palShadowEnabled = use_shadow;
-
-    // Will have to lookup in rename map to get physical registers, then
-    // swap.
-}
-
-#endif // FULL_SYSTEM
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh b/cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 173f3b8..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,82 +0,0 @@
-/*
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- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_IMPL_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_IMPL_HH__
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_params.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/cpu_policy.hh"
-
-// Forward declarations.
-template <class Impl>
-class AlphaDynInst;
-
-template <class Impl>
-class AlphaFullCPU;
-
-/** Implementation specific struct that defines several key things to the
- *  CPU, the stages within the CPU, the time buffers, and the DynInst.
- *  The struct defines the ISA, the CPU policy, the specific DynInst, the
- *  specific FullCPU, and all of the structs from the time buffers to do
- *  communication.
- *  This is one of the key things that must be defined for each hardware
- *  specific CPU implementation.
- */
-struct AlphaSimpleImpl
-{
-    /** The ISA to be used. */
-    typedef AlphaISA ISA;
-
-    /** The type of MachInst. */
-    typedef ISA::MachInst MachInst;
-
-    /** The CPU policy to be used (ie fetch, decode, etc.). */
-    typedef SimpleCPUPolicy<AlphaSimpleImpl> CPUPol;
-
-    /** The DynInst to be used. */
-    typedef AlphaDynInst<AlphaSimpleImpl> DynInst;
-
-    /** The refcounted DynInst pointer to be used.  In most cases this is
-     *  what should be used, and not DynInst *.
-     */
-    typedef RefCountingPtr<DynInst> DynInstPtr;
-
-    /** The FullCPU to be used. */
-    typedef AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl> FullCPU;
-
-    /** The Params to be passed to each stage. */
-    typedef AlphaSimpleParams Params;
-
-    enum {
-        MaxWidth = 8
-    };
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_IMPL_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/alpha_params.hh b/cpu/beta_cpu/alpha_params.hh
deleted file mode 100644 (file)
index c0379a4..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,163 +0,0 @@
-/*
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- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_SIMPLE_PARAMS_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_SIMPLE_PARAMS_HH__
-
-#include "cpu/beta_cpu/full_cpu.hh"
-
-//Forward declarations
-class System;
-class AlphaITB;
-class AlphaDTB;
-class FunctionalMemory;
-class Process;
-class MemInterface;
-
-/**
- * This file defines the parameters that will be used for the AlphaFullCPU.
- * This must be defined externally so that the Impl can have a params class
- * defined that it can pass to all of the individual stages.
- */
-
-class AlphaSimpleParams : public BaseFullCPU::Params
-{
-  public:
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    AlphaITB *itb; AlphaDTB *dtb;
-#else
-    std::vector<Process *> workload;
-    Process *process;
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    FunctionalMemory *mem;
-
-    //
-    // Caches
-    //
-    MemInterface *icacheInterface;
-    MemInterface *dcacheInterface;
-
-    //
-    // Fetch
-    //
-    unsigned decodeToFetchDelay;
-    unsigned renameToFetchDelay;
-    unsigned iewToFetchDelay;
-    unsigned commitToFetchDelay;
-    unsigned fetchWidth;
-
-    //
-    // Decode
-    //
-    unsigned renameToDecodeDelay;
-    unsigned iewToDecodeDelay;
-    unsigned commitToDecodeDelay;
-    unsigned fetchToDecodeDelay;
-    unsigned decodeWidth;
-
-    //
-    // Rename
-    //
-    unsigned iewToRenameDelay;
-    unsigned commitToRenameDelay;
-    unsigned decodeToRenameDelay;
-    unsigned renameWidth;
-
-    //
-    // IEW
-    //
-    unsigned commitToIEWDelay;
-    unsigned renameToIEWDelay;
-    unsigned issueToExecuteDelay;
-    unsigned issueWidth;
-    unsigned executeWidth;
-    unsigned executeIntWidth;
-    unsigned executeFloatWidth;
-    unsigned executeBranchWidth;
-    unsigned executeMemoryWidth;
-
-    //
-    // Commit
-    //
-    unsigned iewToCommitDelay;
-    unsigned renameToROBDelay;
-    unsigned commitWidth;
-    unsigned squashWidth;
-
-    //
-    // Branch predictor (BP & BTB)
-    //
-/*
-    unsigned localPredictorSize;
-    unsigned localPredictorCtrBits;
-*/
-
-    unsigned local_predictor_size;
-    unsigned local_ctr_bits;
-    unsigned local_history_table_size;
-    unsigned local_history_bits;
-    unsigned global_predictor_size;
-    unsigned global_ctr_bits;
-    unsigned global_history_bits;
-    unsigned choice_predictor_size;
-    unsigned choice_ctr_bits;
-
-    unsigned BTBEntries;
-    unsigned BTBTagSize;
-
-    unsigned RASSize;
-
-    //
-    // Load store queue
-    //
-    unsigned LQEntries;
-    unsigned SQEntries;
-
-    //
-    // Memory dependence
-    //
-    unsigned SSITSize;
-    unsigned LFSTSize;
-
-    //
-    // Miscellaneous
-    //
-    unsigned numPhysIntRegs;
-    unsigned numPhysFloatRegs;
-    unsigned numIQEntries;
-    unsigned numROBEntries;
-
-    // Probably can get this from somewhere.
-    unsigned instShiftAmt;
-
-    bool defReg;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_PARAMS_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/bpred_unit.cc b/cpu/beta_cpu/bpred_unit.cc
deleted file mode 100644 (file)
index edf2df6..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,33 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/bpred_unit_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-
-template class TwobitBPredUnit<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/bpred_unit.hh b/cpu/beta_cpu/bpred_unit.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 960ed50..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,133 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __BPRED_UNIT_HH__
-#define __BPRED_UNIT_HH__
-
-// For Addr type.
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "base/statistics.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/2bit_local_pred.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/tournament_pred.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/btb.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/ras.hh"
-
-#include <list>
-
-/**
- * Basically a wrapper class to hold both the branch predictor
- * and the BTB.  Right now I'm unsure of the implementation; it would
- * be nicer to have something closer to the CPUPolicy or the Impl where
- * this is just typedefs, but it forces the upper level stages to be
- * aware of the constructors of the BP and the BTB.  The nicer thing
- * to do is have this templated on the Impl, accept the usual Params
- * object, and be able to call the constructors on the BP and BTB.
- */
-template<class Impl>
-class TwobitBPredUnit
-{
-  public:
-    typedef typename Impl::Params Params;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    TwobitBPredUnit(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    bool predict(DynInstPtr &inst, Addr &PC);
-
-    void update(const InstSeqNum &done_sn);
-
-    void squash(const InstSeqNum &squashed_sn);
-
-    void squash(const InstSeqNum &squashed_sn, const Addr &corr_target,
-                bool actually_taken);
-
-    bool BPLookup(Addr &inst_PC)
-    { return BP.lookup(inst_PC); }
-
-    bool BTBValid(Addr &inst_PC)
-    { return BTB.valid(inst_PC); }
-
-    Addr BTBLookup(Addr &inst_PC)
-    { return BTB.lookup(inst_PC); }
-
-    // Will want to include global history.
-    void BPUpdate(Addr &inst_PC, bool taken)
-    { BP.update(inst_PC, taken); }
-
-    void BTBUpdate(Addr &inst_PC, Addr &target_PC)
-    { BTB.update(inst_PC, target_PC); }
-
-  private:
-    struct PredictorHistory {
-        PredictorHistory(const InstSeqNum &seq_num, const Addr &inst_PC,
-                         const bool pred_taken)
-            : seqNum(seq_num), PC(inst_PC), predTaken(pred_taken),
-              globalHistory(0), usedRAS(0), wasCall(0), RASIndex(0),
-              RASTarget(0)
-        { }
-
-        InstSeqNum seqNum;
-
-        Addr PC;
-
-        bool predTaken;
-
-        unsigned globalHistory;
-
-        bool usedRAS;
-
-        bool wasCall;
-
-        unsigned RASIndex;
-
-        Addr RASTarget;
-    };
-
-    std::list<PredictorHistory> predHist;
-
-    DefaultBP BP;
-
-    DefaultBTB BTB;
-
-    ReturnAddrStack RAS;
-
-    Stats::Scalar<> lookups;
-    Stats::Scalar<> condPredicted;
-    Stats::Scalar<> condIncorrect;
-    Stats::Scalar<> BTBLookups;
-    Stats::Scalar<> BTBHits;
-    Stats::Scalar<> BTBCorrect;
-    Stats::Scalar<> usedRAS;
-    Stats::Scalar<> RASIncorrect;
-};
-
-#endif // __BPRED_UNIT_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/bpred_unit_impl.hh b/cpu/beta_cpu/bpred_unit_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index d88c0b3..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,274 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "base/trace.hh"
-#include "base/traceflags.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/bpred_unit.hh"
-
-template<class Impl>
-TwobitBPredUnit<Impl>::TwobitBPredUnit(Params &params)
-  : BP(params.local_predictor_size,
-       params.local_ctr_bits,
-       params.instShiftAmt),
-    BTB(params.BTBEntries,
-        params.BTBTagSize,
-        params.instShiftAmt),
-    RAS(params.RASSize)
-{
-}
-
-template <class Impl>
-void
-TwobitBPredUnit<Impl>::regStats()
-{
-    lookups
-        .name(name() + ".BPredUnit.lookups")
-        .desc("Number of BP lookups")
-        ;
-
-    condPredicted
-        .name(name() + ".BPredUnit.condPredicted")
-        .desc("Number of conditional branches predicted")
-        ;
-
-    condIncorrect
-        .name(name() + ".BPredUnit.condIncorrect")
-        .desc("Number of conditional branches incorrect")
-        ;
-
-    BTBLookups
-        .name(name() + ".BPredUnit.BTBLookups")
-        .desc("Number of BTB lookups")
-        ;
-
-    BTBHits
-        .name(name() + ".BPredUnit.BTBHits")
-        .desc("Number of BTB hits")
-        ;
-
-    BTBCorrect
-        .name(name() + ".BPredUnit.BTBCorrect")
-        .desc("Number of correct BTB predictions (this stat may not "
-              "work properly.")
-        ;
-
-    usedRAS
-        .name(name() + ".BPredUnit.usedRAS")
-        .desc("Number of times the RAS was used.")
-        ;
-
-    RASIncorrect
-        .name(name() + ".BPredUnit.RASInCorrect")
-        .desc("Number of incorrect RAS predictions.")
-        ;
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-TwobitBPredUnit<Impl>::predict(DynInstPtr &inst, Addr &PC)
-{
-    // See if branch predictor predicts taken.
-    // If so, get its target addr either from the BTB or the RAS.
-    // Once that's done, speculatively update the predictor?
-    // Save off record of branch stuff so the RAS can be fixed
-    // up once it's done.
-
-    bool pred_taken = false;
-    Addr target;
-
-    ++lookups;
-
-    if (inst->isUncondCtrl()) {
-        DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Unconditional control.\n");
-        pred_taken = true;
-    } else {
-        ++condPredicted;
-
-        pred_taken = BPLookup(PC);
-
-        DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Branch predictor predicted %i for PC %#x"
-                "\n", pred_taken, inst->readPC());
-    }
-
-    PredictorHistory predict_record(inst->seqNum, PC, pred_taken);
-
-    // Now lookup in the BTB or RAS.
-    if (pred_taken) {
-        if (inst->isReturn()) {
-            ++usedRAS;
-
-            // If it's a function return call, then look up the address
-            // in the RAS.
-            target = RAS.top();
-
-            // Record the top entry of the RAS, and its index.
-            predict_record.usedRAS = true;
-            predict_record.RASIndex = RAS.topIdx();
-            predict_record.RASTarget = target;
-
-            RAS.pop();
-
-            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Instruction %#x is a return, RAS "
-                    "predicted target: %#x, RAS index: %i.\n",
-                    inst->readPC(), target, predict_record.RASIndex);
-        } else {
-            ++BTBLookups;
-
-            if (inst->isCall()) {
-                RAS.push(PC+sizeof(MachInst));
-
-                // Record that it was a call so that the top RAS entry can
-                // be popped off if the speculation is incorrect.
-                predict_record.wasCall = true;
-
-                DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Instruction %#x was a call, "
-                        "adding %#x to the RAS.\n",
-                        inst->readPC(), PC+sizeof(MachInst));
-            }
-
-            if (BTB.valid(PC)) {
-                ++BTBHits;
-
-                //If it's anything else, use the BTB to get the target addr.
-                target = BTB.lookup(PC);
-
-                DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Instruction %#x predicted target "
-                        "is %#x.\n", inst->readPC(), target);
-
-            } else {
-                DPRINTF(Fetch, "BranchPred: BTB doesn't have a valid entry."
-                        "\n");
-                pred_taken = false;
-            }
-
-        }
-    }
-
-    if (pred_taken) {
-        // Set the PC and the instruction's predicted target.
-        PC = target;
-        inst->setPredTarg(target);
-    } else {
-        PC = PC + sizeof(MachInst);
-        inst->setPredTarg(PC);
-    }
-
-    predHist.push_front(predict_record);
-
-    assert(!predHist.empty());
-
-    return pred_taken;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-TwobitBPredUnit<Impl>::update(const InstSeqNum &done_sn)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Commiting branches until sequence number "
-            "%i.\n", done_sn);
-
-    while (!predHist.empty() && predHist.back().seqNum <= done_sn) {
-        assert(!predHist.empty());
-
-        // Update the branch predictor with the correct results of branches.
-        BP.update(predHist.back().PC, predHist.back().predTaken);
-
-        predHist.pop_back();
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-TwobitBPredUnit<Impl>::squash(const InstSeqNum &squashed_sn)
-{
-    while (!predHist.empty() && predHist.front().seqNum > squashed_sn) {
-        if (predHist.front().usedRAS) {
-            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Restoring top of RAS to: %i, "
-                    "target: %#x.\n",
-                    predHist.front().RASIndex,
-                    predHist.front().RASTarget);
-
-            RAS.restore(predHist.front().RASIndex,
-                        predHist.front().RASTarget);
-        } else if (predHist.front().wasCall) {
-            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Removing speculative entry added "
-                    "to the RAS.\n");
-
-            RAS.pop();
-        }
-
-        predHist.pop_front();
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-TwobitBPredUnit<Impl>::squash(const InstSeqNum &squashed_sn,
-                              const Addr &corr_target,
-                              const bool actually_taken)
-{
-    // Now that we know that a branch was mispredicted, we need to undo
-    // all the branches that have been seen up until this branch and
-    // fix up everything.
-
-    ++condIncorrect;
-
-    DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Squashing from sequence number %i, "
-            "setting target to %#x.\n",
-            squashed_sn, corr_target);
-
-    while (!predHist.empty() && predHist.front().seqNum > squashed_sn) {
-
-        if (predHist.front().usedRAS) {
-            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Restoring top of RAS to: %i, "
-                    "target: %#x.\n",
-                    predHist.front().RASIndex,
-                    predHist.front().RASTarget);
-
-            RAS.restore(predHist.front().RASIndex,
-                        predHist.front().RASTarget);
-        } else if (predHist.front().wasCall) {
-            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Removing speculative entry added "
-                    "to the RAS.\n");
-
-            RAS.pop();
-        }
-
-        predHist.pop_front();
-    }
-
-    predHist.front().predTaken = actually_taken;
-
-    if (predHist.front().usedRAS) {
-        ++RASIncorrect;
-    }
-
-    BP.update(predHist.front().PC, actually_taken);
-
-    BTB.update(predHist.front().PC, corr_target);
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/btb.cc b/cpu/beta_cpu/btb.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 92864db..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,118 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "base/intmath.hh"
-#include "base/trace.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/btb.hh"
-
-DefaultBTB::DefaultBTB(unsigned _numEntries,
-                       unsigned _tagBits,
-                       unsigned _instShiftAmt)
-    : numEntries(_numEntries),
-      tagBits(_tagBits),
-      instShiftAmt(_instShiftAmt)
-{
-    // @todo Check to make sure num_entries is valid (a power of 2)
-
-    DPRINTF(Fetch, "BTB: Creating BTB object.\n");
-
-    btb = new BTBEntry[numEntries];
-
-    for (int i = 0; i < numEntries; ++i)
-    {
-        btb[i].valid = false;
-    }
-
-    idxMask = numEntries - 1;
-
-    tagMask = (1 << tagBits) - 1;
-
-    tagShiftAmt = instShiftAmt + FloorLog2(numEntries);
-}
-
-inline
-unsigned
-DefaultBTB::getIndex(const Addr &inst_PC)
-{
-    // Need to shift PC over by the word offset.
-    return (inst_PC >> instShiftAmt) & idxMask;
-}
-
-inline
-Addr
-DefaultBTB::getTag(const Addr &inst_PC)
-{
-    return (inst_PC >> tagShiftAmt) & tagMask;
-}
-
-bool
-DefaultBTB::valid(const Addr &inst_PC)
-{
-    unsigned btb_idx = getIndex(inst_PC);
-
-    Addr inst_tag = getTag(inst_PC);
-
-    assert(btb_idx < numEntries);
-
-    if (btb[btb_idx].valid && inst_tag == btb[btb_idx].tag) {
-        return true;
-    } else {
-        return false;
-    }
-}
-
-// @todo Create some sort of return struct that has both whether or not the
-// address is valid, and also the address.  For now will just use addr = 0 to
-// represent invalid entry.
-Addr
-DefaultBTB::lookup(const Addr &inst_PC)
-{
-    unsigned btb_idx = getIndex(inst_PC);
-
-    Addr inst_tag = getTag(inst_PC);
-
-    assert(btb_idx < numEntries);
-
-    if (btb[btb_idx].valid && inst_tag == btb[btb_idx].tag) {
-        return btb[btb_idx].target;
-    } else {
-        return 0;
-    }
-}
-
-void
-DefaultBTB::update(const Addr &inst_PC, const Addr &target)
-{
-    unsigned btb_idx = getIndex(inst_PC);
-
-    assert(btb_idx < numEntries);
-
-    btb[btb_idx].valid = true;
-    btb[btb_idx].target = target;
-    btb[btb_idx].tag = getTag(inst_PC);
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/btb.hh b/cpu/beta_cpu/btb.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 66ae931..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,80 +0,0 @@
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-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_BTB_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_BTB_HH__
-
-// For Addr type.
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-
-class DefaultBTB
-{
-  private:
-    struct BTBEntry
-    {
-        BTBEntry()
-            : tag(0), target(0), valid(false)
-        {
-        }
-
-        Addr tag;
-        Addr target;
-        bool valid;
-    };
-
-  public:
-    DefaultBTB(unsigned numEntries, unsigned tagBits,
-               unsigned instShiftAmt);
-
-    Addr lookup(const Addr &inst_PC);
-
-    bool valid(const Addr &inst_PC);
-
-    void update(const Addr &inst_PC, const Addr &target_PC);
-
-  private:
-    inline unsigned getIndex(const Addr &inst_PC);
-
-    inline Addr getTag(const Addr &inst_PC);
-
-    BTBEntry *btb;
-
-    unsigned numEntries;
-
-    unsigned idxMask;
-
-    unsigned tagBits;
-
-    unsigned tagMask;
-
-    unsigned instShiftAmt;
-
-    unsigned tagShiftAmt;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_BTB_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/comm.hh b/cpu/beta_cpu/comm.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 475ab8d..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,163 +0,0 @@
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-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_COMM_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_COMM_HH__
-
-#include <vector>
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-#include "sim/host.hh"
-
-// Find better place to put this typedef.
-// The impl might be the best place for this.
-typedef short int PhysRegIndex;
-
-template<class Impl>
-struct SimpleFetchSimpleDecode {
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    int size;
-
-    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
-};
-
-template<class Impl>
-struct SimpleDecodeSimpleRename {
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    int size;
-
-    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
-};
-
-template<class Impl>
-struct SimpleRenameSimpleIEW {
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    int size;
-
-    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
-};
-
-template<class Impl>
-struct SimpleIEWSimpleCommit {
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    int size;
-
-    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
-
-    bool squash;
-    bool branchMispredict;
-    bool branchTaken;
-    uint64_t mispredPC;
-    uint64_t nextPC;
-    InstSeqNum squashedSeqNum;
-};
-
-template<class Impl>
-struct IssueStruct {
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    int size;
-
-    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
-};
-
-struct TimeBufStruct {
-    struct decodeComm {
-        bool squash;
-        bool stall;
-        bool predIncorrect;
-        uint64_t branchAddr;
-
-        InstSeqNum doneSeqNum;
-
-        // Might want to package this kind of branch stuff into a single
-        // struct as it is used pretty frequently.
-        bool branchMispredict;
-        bool branchTaken;
-        uint64_t mispredPC;
-        uint64_t nextPC;
-    };
-
-    decodeComm decodeInfo;
-
-    // Rename can't actually tell anything to squash or send a new PC back
-    // because it doesn't do anything along those lines.  But maybe leave
-    // these fields in here to keep the stages mostly orthagonal.
-    struct renameComm {
-        bool squash;
-        bool stall;
-
-        uint64_t nextPC;
-    };
-
-    renameComm renameInfo;
-
-    struct iewComm {
-        bool stall;
-
-        // Also eventually include skid buffer space.
-        unsigned freeIQEntries;
-    };
-
-    iewComm iewInfo;
-
-    struct commitComm {
-        bool squash;
-        bool stall;
-        unsigned freeROBEntries;
-
-        bool branchMispredict;
-        bool branchTaken;
-        uint64_t mispredPC;
-        uint64_t nextPC;
-
-        bool robSquashing;
-
-        // Represents the instruction that has either been retired or
-        // squashed.  Similar to having a single bus that broadcasts the
-        // retired or squashed sequence number.
-        InstSeqNum doneSeqNum;
-
-        // Extra bit of information so that the LDSTQ only updates when it
-        // needs to.
-        bool commitIsLoad;
-
-        // Communication specifically to the IQ to tell the IQ that it can
-        // schedule a non-speculative instruction.
-        InstSeqNum nonSpecSeqNum;
-    };
-
-    commitComm commitInfo;
-};
-
-#endif //__CPU_BETA_CPU_COMM_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/commit.cc b/cpu/beta_cpu/commit.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 3912be0..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,33 +0,0 @@
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-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/commit_impl.hh"
-
-template class SimpleCommit<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/commit.hh b/cpu/beta_cpu/commit.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 60afe1f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,181 +0,0 @@
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- */
-
-// Todo: Maybe have a special method for handling interrupts/traps.
-//
-// Traps:  Have IEW send a signal to commit saying that there's a trap to
-// be handled.  Have commit send the PC back to the fetch stage, along
-// with the current commit PC.  Fetch will directly access the IPR and save
-// off all the proper stuff.  Commit can send out a squash, or something
-// close to it.
-// Do the same for hwrei().  However, requires that commit be specifically
-// built to support that kind of stuff.  Probably not horrible to have
-// commit support having the CPU tell it to squash the other stages and
-// restart at a given address.  The IPR register does become an issue.
-// Probably not a big deal if the IPR stuff isn't cycle accurate.  Can just
-// have the original function handle writing to the IPR register.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_COMMIT_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_COMMIT_HH__
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "mem/memory_interface.hh"
-
-template<class Impl>
-class SimpleCommit
-{
-  public:
-    // Typedefs from the Impl.
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
-
-    typedef typename CPUPol::ROB ROB;
-
-    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
-    typedef typename CPUPol::IEWStruct IEWStruct;
-    typedef typename CPUPol::RenameStruct RenameStruct;
-
-  public:
-    // I don't believe commit can block, so it will only have two
-    // statuses for now.
-    // Actually if there's a cache access that needs to block (ie
-    // uncachable load or just a mem access in commit) then the stage
-    // may have to wait.
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        ROBSquashing,
-        DcacheMissStall,
-        DcacheMissComplete
-    };
-
-  private:
-    Status _status;
-
-  public:
-    SimpleCommit(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
-
-    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
-
-    void setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr);
-
-    void setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr);
-
-    void setROB(ROB *rob_ptr);
-
-    void tick();
-
-    void commit();
-
-  private:
-
-    void commitInsts();
-
-    bool commitHead(DynInstPtr &head_inst, unsigned inst_num);
-
-    void getInsts();
-
-    void markCompletedInsts();
-
-  public:
-    uint64_t readCommitPC();
-
-    void setSquashing() { _status = ROBSquashing; }
-
-  private:
-    /** Time buffer interface. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
-
-    /** Wire to write information heading to previous stages. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toIEW;
-
-    /** Wire to read information from IEW (for ROB). */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire robInfoFromIEW;
-
-    /** IEW instruction queue interface. */
-    TimeBuffer<IEWStruct> *iewQueue;
-
-    /** Wire to read information from IEW queue. */
-    typename TimeBuffer<IEWStruct>::wire fromIEW;
-
-    /** Rename instruction queue interface, for ROB. */
-    TimeBuffer<RenameStruct> *renameQueue;
-
-    /** Wire to read information from rename queue. */
-    typename TimeBuffer<RenameStruct>::wire fromRename;
-
-    /** ROB interface. */
-    ROB *rob;
-
-    /** Pointer to FullCPU. */
-    FullCPU *cpu;
-
-    /** Memory interface.  Used for d-cache accesses. */
-    MemInterface *dcacheInterface;
-
-  private:
-    /** IEW to Commit delay, in ticks. */
-    unsigned iewToCommitDelay;
-
-    /** Rename to ROB delay, in ticks. */
-    unsigned renameToROBDelay;
-
-    /** Rename width, in instructions.  Used so ROB knows how many
-     *  instructions to get from the rename instruction queue.
-     */
-    unsigned renameWidth;
-
-    /** IEW width, in instructions.  Used so ROB knows how many
-     *  instructions to get from the IEW instruction queue.
-     */
-    unsigned iewWidth;
-
-    /** Commit width, in instructions. */
-    unsigned commitWidth;
-
-    Stats::Scalar<> commitCommittedInsts;
-    Stats::Scalar<> commitSquashedInsts;
-    Stats::Scalar<> commitSquashEvents;
-    Stats::Scalar<> commitNonSpecStalls;
-    Stats::Scalar<> commitCommittedBranches;
-    Stats::Scalar<> commitCommittedLoads;
-    Stats::Scalar<> commitCommittedMemRefs;
-    Stats::Scalar<> branchMispredicts;
-
-    Stats::Distribution<> n_committed_dist;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_COMMIT_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/commit_impl.hh b/cpu/beta_cpu/commit_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 22ec22c..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,502 +0,0 @@
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- */
-
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/commit.hh"
-#include "cpu/exetrace.hh"
-
-template <class Impl>
-SimpleCommit<Impl>::SimpleCommit(Params &params)
-    : dcacheInterface(params.dcacheInterface),
-      iewToCommitDelay(params.iewToCommitDelay),
-      renameToROBDelay(params.renameToROBDelay),
-      renameWidth(params.renameWidth),
-      iewWidth(params.executeWidth),
-      commitWidth(params.commitWidth)
-{
-    _status = Idle;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::regStats()
-{
-    commitCommittedInsts
-        .name(name() + ".commitCommittedInsts")
-        .desc("The number of committed instructions")
-        .prereq(commitCommittedInsts);
-    commitSquashedInsts
-        .name(name() + ".commitSquashedInsts")
-        .desc("The number of squashed insts skipped by commit")
-        .prereq(commitSquashedInsts);
-    commitSquashEvents
-        .name(name() + ".commitSquashEvents")
-        .desc("The number of times commit is told to squash")
-        .prereq(commitSquashEvents);
-    commitNonSpecStalls
-        .name(name() + ".commitNonSpecStalls")
-        .desc("The number of times commit has been forced to stall to "
-              "communicate backwards")
-        .prereq(commitNonSpecStalls);
-    commitCommittedBranches
-        .name(name() + ".commitCommittedBranches")
-        .desc("The number of committed branches")
-        .prereq(commitCommittedBranches);
-    commitCommittedLoads
-        .name(name() + ".commitCommittedLoads")
-        .desc("The number of committed loads")
-        .prereq(commitCommittedLoads);
-    commitCommittedMemRefs
-        .name(name() + ".commitCommittedMemRefs")
-        .desc("The number of committed memory references")
-        .prereq(commitCommittedMemRefs);
-    branchMispredicts
-        .name(name() + ".branchMispredicts")
-        .desc("The number of times a branch was mispredicted")
-        .prereq(branchMispredicts);
-    n_committed_dist
-        .init(0,commitWidth,1)
-        .name(name() + ".COM:committed_per_cycle")
-        .desc("Number of insts commited each cycle")
-        .flags(Stats::pdf)
-        ;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting CPU pointer.\n");
-    cpu = cpu_ptr;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
-{
-    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting time buffer pointer.\n");
-    timeBuffer = tb_ptr;
-
-    // Setup wire to send information back to IEW.
-    toIEW = timeBuffer->getWire(0);
-
-    // Setup wire to read data from IEW (for the ROB).
-    robInfoFromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToCommitDelay);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting rename queue pointer.\n");
-    renameQueue = rq_ptr;
-
-    // Setup wire to get instructions from rename (for the ROB).
-    fromRename = renameQueue->getWire(-renameToROBDelay);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting IEW queue pointer.\n");
-    iewQueue = iq_ptr;
-
-    // Setup wire to get instructions from IEW.
-    fromIEW = iewQueue->getWire(-iewToCommitDelay);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::setROB(ROB *rob_ptr)
-{
-    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting ROB pointer.\n");
-    rob = rob_ptr;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::tick()
-{
-    // If the ROB is currently in its squash sequence, then continue
-    // to squash.  In this case, commit does not do anything.  Otherwise
-    // run commit.
-    if (_status == ROBSquashing) {
-        if (rob->isDoneSquashing()) {
-            _status = Running;
-        } else {
-            rob->doSquash();
-
-            // Send back sequence number of tail of ROB, so other stages
-            // can squash younger instructions.  Note that really the only
-            // stage that this is important for is the IEW stage; other
-            // stages can just clear all their state as long as selective
-            // replay isn't used.
-            toIEW->commitInfo.doneSeqNum = rob->readTailSeqNum();
-            toIEW->commitInfo.robSquashing = true;
-        }
-    } else {
-        commit();
-    }
-
-    markCompletedInsts();
-
-    // Writeback number of free ROB entries here.
-    DPRINTF(Commit, "Commit: ROB has %d free entries.\n",
-            rob->numFreeEntries());
-    toIEW->commitInfo.freeROBEntries = rob->numFreeEntries();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::commit()
-{
-    //////////////////////////////////////
-    // Check for interrupts
-    //////////////////////////////////////
-
-    // Process interrupts if interrupts are enabled and not in PAL mode.
-    // Take the PC from commit and write it to the IPR, then squash.  The
-    // interrupt completing will take care of restoring the PC from that value
-    // in the IPR.  Look at IPR[EXC_ADDR];
-    // hwrei() is what resets the PC to the place where instruction execution
-    // beings again.
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    if (//checkInterrupts &&
-        cpu->check_interrupts() &&
-        !cpu->inPalMode(readCommitPC())) {
-        // Will need to squash all instructions currently in flight and have
-        // the interrupt handler restart at the last non-committed inst.
-        // Most of that can be handled through the trap() function.  The
-        // processInterrupts() function really just checks for interrupts
-        // and then calls trap() if there is an interrupt present.
-
-        // CPU will handle implementation of the interrupt.
-        cpu->processInterrupts();
-    }
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    ////////////////////////////////////
-    // Check for squash signal, handle that first
-    ////////////////////////////////////
-
-    // Want to mainly check if the IEW stage is telling the ROB to squash.
-    // Should I also check if the commit stage is telling the ROB to squah?
-    // This might be necessary to keep the same timing between the IQ and
-    // the ROB...
-    if (fromIEW->squash) {
-        DPRINTF(Commit, "Commit: Squashing instructions in the ROB.\n");
-
-        _status = ROBSquashing;
-
-        InstSeqNum squashed_inst = fromIEW->squashedSeqNum;
-
-        rob->squash(squashed_inst);
-
-        // Send back the sequence number of the squashed instruction.
-        toIEW->commitInfo.doneSeqNum = squashed_inst;
-
-        // Send back the squash signal to tell stages that they should squash.
-        toIEW->commitInfo.squash = true;
-
-        // Send back the rob squashing signal so other stages know that the
-        // ROB is in the process of squashing.
-        toIEW->commitInfo.robSquashing = true;
-
-        toIEW->commitInfo.branchMispredict = fromIEW->branchMispredict;
-
-        toIEW->commitInfo.branchTaken = fromIEW->branchTaken;
-
-        toIEW->commitInfo.nextPC = fromIEW->nextPC;
-
-        toIEW->commitInfo.mispredPC = fromIEW->mispredPC;
-
-        if (toIEW->commitInfo.branchMispredict) {
-            ++branchMispredicts;
-        }
-    }
-
-    if (_status != ROBSquashing) {
-        // If we're not currently squashing, then get instructions.
-        getInsts();
-
-        // Try to commit any instructions.
-        commitInsts();
-    }
-
-    // If the ROB is empty, we can set this stage to idle.  Use this
-    // in the future when the Idle status will actually be utilized.
-#if 0
-    if (rob->isEmpty()) {
-        DPRINTF(Commit, "Commit: ROB is empty.  Status changed to idle.\n");
-        _status = Idle;
-        // Schedule an event so that commit will actually wake up
-        // once something gets put in the ROB.
-    }
-#endif
-}
-
-// Loop that goes through as many instructions in the ROB as possible and
-// tries to commit them.  The actual work for committing is done by the
-// commitHead() function.
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::commitInsts()
-{
-    ////////////////////////////////////
-    // Handle commit
-    // Note that commit will be handled prior to the ROB so that the ROB
-    // only tries to commit instructions it has in this current cycle, and
-    // not instructions it is writing in during this cycle.
-    // Can't commit and squash things at the same time...
-    ////////////////////////////////////
-
-    if (rob->isEmpty())
-        return;
-
-    DynInstPtr head_inst = rob->readHeadInst();
-
-    unsigned num_committed = 0;
-
-    // Commit as many instructions as possible until the commit bandwidth
-    // limit is reached, or it becomes impossible to commit any more.
-    while (!rob->isEmpty() &&
-           head_inst->readyToCommit() &&
-           num_committed < commitWidth)
-    {
-        DPRINTF(Commit, "Commit: Trying to commit head instruction.\n");
-
-        // If the head instruction is squashed, it is ready to retire at any
-        // time.  However, we need to avoid updating any other state
-        // incorrectly if it's already been squashed.
-        if (head_inst->isSquashed()) {
-
-            DPRINTF(Commit, "Commit: Retiring squashed instruction from "
-                    "ROB.\n");
-
-            // Tell ROB to retire head instruction.  This retires the head
-            // inst in the ROB without affecting any other stages.
-            rob->retireHead();
-
-            ++commitSquashedInsts;
-
-        } else {
-            // Increment the total number of non-speculative instructions
-            // executed.
-            // Hack for now: it really shouldn't happen until after the
-            // commit is deemed to be successful, but this count is needed
-            // for syscalls.
-            cpu->funcExeInst++;
-
-            // Try to commit the head instruction.
-            bool commit_success = commitHead(head_inst, num_committed);
-
-            // Update what instruction we are looking at if the commit worked.
-            if (commit_success) {
-                ++num_committed;
-
-                // Send back which instruction has been committed.
-                // @todo: Update this later when a wider pipeline is used.
-                // Hmm, can't really give a pointer here...perhaps the
-                // sequence number instead (copy).
-                toIEW->commitInfo.doneSeqNum = head_inst->seqNum;
-
-                ++commitCommittedInsts;
-
-                if (!head_inst->isNop()) {
-                    cpu->instDone();
-                }
-            } else {
-                break;
-            }
-        }
-
-        // Update the pointer to read the next instruction in the ROB.
-        head_inst = rob->readHeadInst();
-    }
-
-    DPRINTF(CommitRate, "%i\n", num_committed);
-    n_committed_dist.sample(num_committed);
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-SimpleCommit<Impl>::commitHead(DynInstPtr &head_inst, unsigned inst_num)
-{
-    // Make sure instruction is valid
-    assert(head_inst);
-
-    // If the instruction is not executed yet, then it is a non-speculative
-    // or store inst.  Signal backwards that it should be executed.
-    if (!head_inst->isExecuted()) {
-        // Keep this number correct.  We have not yet actually executed
-        // and committed this instruction.
-        cpu->funcExeInst--;
-
-        if (head_inst->isNonSpeculative()) {
-            DPRINTF(Commit, "Commit: Encountered a store or non-speculative "
-                    "instruction at the head of the ROB, PC %#x.\n",
-                    head_inst->readPC());
-
-            toIEW->commitInfo.nonSpecSeqNum = head_inst->seqNum;
-
-            // Change the instruction so it won't try to commit again until
-            // it is executed.
-            head_inst->clearCanCommit();
-
-            ++commitNonSpecStalls;
-
-            return false;
-        } else {
-            panic("Commit: Trying to commit un-executed instruction "
-                  "of unknown type!\n");
-        }
-    }
-
-    // Now check if it's one of the special trap or barrier or
-    // serializing instructions.
-    if (head_inst->isThreadSync()  ||
-        head_inst->isSerializing() ||
-        head_inst->isMemBarrier()  ||
-        head_inst->isWriteBarrier() )
-    {
-        // Not handled for now.  Mem barriers and write barriers are safe
-        // to simply let commit as memory accesses only happen once they
-        // reach the head of commit.  Not sure about the other two.
-        panic("Serializing or barrier instructions"
-              " are not handled yet.\n");
-    }
-
-    // Check if the instruction caused a fault.  If so, trap.
-    Fault inst_fault = head_inst->getFault();
-
-    if (inst_fault != No_Fault && inst_fault != Fake_Mem_Fault) {
-        if (!head_inst->isNop()) {
-#ifdef FULL_SYSTEM
-            cpu->trap(inst_fault);
-#else // !FULL_SYSTEM
-            panic("fault (%d) detected @ PC %08p", inst_fault,
-                  head_inst->PC);
-#endif // FULL_SYSTEM
-        }
-    }
-
-    // Check if we're really ready to commit.  If not then return false.
-    // I'm pretty sure all instructions should be able to commit if they've
-    // reached this far.  For now leave this in as a check.
-    if (!rob->isHeadReady()) {
-        panic("Commit: Unable to commit head instruction!\n");
-        return false;
-    }
-
-    // If it's a branch, then send back branch prediction update info
-    // to the fetch stage.
-    // This should be handled in the iew stage if a mispredict happens...
-
-    if (head_inst->isControl()) {
-
-#if 0
-        toIEW->nextPC = head_inst->readPC();
-        //Maybe switch over to BTB incorrect.
-        toIEW->btbMissed = head_inst->btbMiss();
-        toIEW->target = head_inst->nextPC;
-        //Maybe also include global history information.
-        //This simple version will have no branch prediction however.
-#endif
-
-        ++commitCommittedBranches;
-    }
-
-    // Now that the instruction is going to be committed, finalize its
-    // trace data.
-    if (head_inst->traceData) {
-        head_inst->traceData->finalize();
-    }
-
-    //Finally clear the head ROB entry.
-    rob->retireHead();
-
-    // Return true to indicate that we have committed an instruction.
-    return true;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::getInsts()
-{
-    //////////////////////////////////////
-    // Handle ROB functions
-    //////////////////////////////////////
-
-    // Read any issued instructions and place them into the ROB.  Do this
-    // prior to squashing to avoid having instructions in the ROB that
-    // don't get squashed properly.
-    int insts_to_process = min((int)renameWidth, fromRename->size);
-
-    for (int inst_num = 0;
-         inst_num < insts_to_process;
-         ++inst_num)
-    {
-        if (!fromRename->insts[inst_num]->isSquashed()) {
-            DPRINTF(Commit, "Commit: Inserting PC %#x into ROB.\n",
-                    fromRename->insts[inst_num]->readPC());
-            rob->insertInst(fromRename->insts[inst_num]);
-        } else {
-            DPRINTF(Commit, "Commit: Instruction %i PC %#x was "
-                    "squashed, skipping.\n",
-                    fromRename->insts[inst_num]->seqNum,
-                    fromRename->insts[inst_num]->readPC());
-        }
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleCommit<Impl>::markCompletedInsts()
-{
-    // Grab completed insts out of the IEW instruction queue, and mark
-    // instructions completed within the ROB.
-    for (int inst_num = 0;
-         inst_num < fromIEW->size && fromIEW->insts[inst_num];
-         ++inst_num)
-    {
-        DPRINTF(Commit, "Commit: Marking PC %#x, SN %i ready within ROB.\n",
-                fromIEW->insts[inst_num]->readPC(),
-                fromIEW->insts[inst_num]->seqNum);
-
-        // Mark the instruction as ready to commit.
-        fromIEW->insts[inst_num]->setCanCommit();
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-SimpleCommit<Impl>::readCommitPC()
-{
-    return rob->readHeadPC();
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/cpu_policy.hh b/cpu/beta_cpu/cpu_policy.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 88e6dca..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,88 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_CPU_POLICY_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_CPU_POLICY_HH__
-
-#include "cpu/beta_cpu/bpred_unit.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/free_list.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/inst_queue.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/ldstq.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/mem_dep_unit.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/regfile.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/rename_map.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/rob.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/store_set.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/commit.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/decode.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/fetch.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/iew.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/rename.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
-
-template<class Impl>
-struct SimpleCPUPolicy
-{
-    typedef TwobitBPredUnit<Impl> BPredUnit;
-    typedef PhysRegFile<Impl> RegFile;
-    typedef SimpleFreeList FreeList;
-    typedef SimpleRenameMap RenameMap;
-    typedef ROB<Impl> ROB;
-    typedef InstructionQueue<Impl> IQ;
-    typedef MemDepUnit<StoreSet, Impl> MemDepUnit;
-    typedef LDSTQ<Impl> LDSTQ;
-
-    typedef SimpleFetch<Impl> Fetch;
-    typedef SimpleDecode<Impl> Decode;
-    typedef SimpleRename<Impl> Rename;
-    typedef SimpleIEW<Impl> IEW;
-    typedef SimpleCommit<Impl> Commit;
-
-    /** The struct for communication between fetch and decode. */
-    typedef SimpleFetchSimpleDecode<Impl> FetchStruct;
-
-    /** The struct for communication between decode and rename. */
-    typedef SimpleDecodeSimpleRename<Impl> DecodeStruct;
-
-    /** The struct for communication between rename and IEW. */
-    typedef SimpleRenameSimpleIEW<Impl> RenameStruct;
-
-    /** The struct for communication between IEW and commit. */
-    typedef SimpleIEWSimpleCommit<Impl> IEWStruct;
-
-    /** The struct for communication within the IEW stage. */
-    typedef IssueStruct<Impl> IssueStruct;
-
-    /** The struct for all backwards communication. */
-    typedef TimeBufStruct TimeStruct;
-
-};
-
-#endif //__CPU_BETA_CPU_CPU_POLICY_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/decode.cc b/cpu/beta_cpu/decode.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 7e57cd8..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,33 +0,0 @@
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/decode_impl.hh"
-
-template class SimpleDecode<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/decode.hh b/cpu/beta_cpu/decode.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 7b89bf2..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,169 +0,0 @@
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-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_DECODE_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_DECODE_HH__
-
-#include <queue>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-
-template<class Impl>
-class SimpleDecode
-{
-  private:
-    // Typedefs from the Impl.
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
-
-    // Typedefs from the CPU policy.
-    typedef typename CPUPol::FetchStruct FetchStruct;
-    typedef typename CPUPol::DecodeStruct DecodeStruct;
-    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
-
-    // Typedefs from the ISA.
-    typedef typename ISA::Addr Addr;
-
-  public:
-    // The only time decode will become blocked is if dispatch becomes
-    // blocked, which means IQ or ROB is probably full.
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        Squashing,
-        Blocked,
-        Unblocking
-    };
-
-  private:
-    // May eventually need statuses on a per thread basis.
-    Status _status;
-
-  public:
-    SimpleDecode(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
-
-    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
-
-    void setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr);
-
-    void setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr);
-
-    void tick();
-
-    void decode();
-
-  private:
-    inline bool fetchInstsValid();
-
-    void block();
-
-    inline void unblock();
-
-    void squash(DynInstPtr &inst);
-
-  public:
-    // Might want to make squash a friend function.
-    void squash();
-
-  private:
-    // Interfaces to objects outside of decode.
-    /** CPU interface. */
-    FullCPU *cpu;
-
-    /** Time buffer interface. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
-
-    /** Wire to get rename's output from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromRename;
-
-    /** Wire to get iew's information from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromIEW;
-
-    /** Wire to get commit's information from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
-
-    /** Wire to write information heading to previous stages. */
-    // Might not be the best name as not only fetch will read it.
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toFetch;
-
-    /** Decode instruction queue. */
-    TimeBuffer<DecodeStruct> *decodeQueue;
-
-    /** Wire used to write any information heading to rename. */
-    typename TimeBuffer<DecodeStruct>::wire toRename;
-
-    /** Fetch instruction queue interface. */
-    TimeBuffer<FetchStruct> *fetchQueue;
-
-    /** Wire to get fetch's output from fetch queue. */
-    typename TimeBuffer<FetchStruct>::wire fromFetch;
-
-    /** Skid buffer between fetch and decode. */
-    std::queue<FetchStruct> skidBuffer;
-
-    //Consider making these unsigned to avoid any confusion.
-    /** Rename to decode delay, in ticks. */
-    unsigned renameToDecodeDelay;
-
-    /** IEW to decode delay, in ticks. */
-    unsigned iewToDecodeDelay;
-
-    /** Commit to decode delay, in ticks. */
-    unsigned commitToDecodeDelay;
-
-    /** Fetch to decode delay, in ticks. */
-    unsigned fetchToDecodeDelay;
-
-    /** The width of decode, in instructions. */
-    unsigned decodeWidth;
-
-    /** The instruction that decode is currently on.  It needs to have
-     *  persistent state so that when a stall occurs in the middle of a
-     *  group of instructions, it can restart at the proper instruction.
-     */
-    unsigned numInst;
-
-    Stats::Scalar<> decodeIdleCycles;
-    Stats::Scalar<> decodeBlockedCycles;
-    Stats::Scalar<> decodeUnblockCycles;
-    Stats::Scalar<> decodeSquashCycles;
-    Stats::Scalar<> decodeBranchMispred;
-    Stats::Scalar<> decodeControlMispred;
-    Stats::Scalar<> decodeDecodedInsts;
-    Stats::Scalar<> decodeSquashedInsts;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_DECODE_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/decode_impl.hh b/cpu/beta_cpu/decode_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index af84834..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,425 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/decode.hh"
-
-template<class Impl>
-SimpleDecode<Impl>::SimpleDecode(Params &params)
-    : renameToDecodeDelay(params.renameToDecodeDelay),
-      iewToDecodeDelay(params.iewToDecodeDelay),
-      commitToDecodeDelay(params.commitToDecodeDelay),
-      fetchToDecodeDelay(params.fetchToDecodeDelay),
-      decodeWidth(params.decodeWidth),
-      numInst(0)
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: decodeWidth=%i.\n", decodeWidth);
-    _status = Idle;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::regStats()
-{
-    decodeIdleCycles
-        .name(name() + ".decodeIdleCycles")
-        .desc("Number of cycles decode is idle")
-        .prereq(decodeIdleCycles);
-    decodeBlockedCycles
-        .name(name() + ".decodeBlockedCycles")
-        .desc("Number of cycles decode is blocked")
-        .prereq(decodeBlockedCycles);
-    decodeUnblockCycles
-        .name(name() + ".decodeUnblockCycles")
-        .desc("Number of cycles decode is unblocking")
-        .prereq(decodeUnblockCycles);
-    decodeSquashCycles
-        .name(name() + ".decodeSquashCycles")
-        .desc("Number of cycles decode is squashing")
-        .prereq(decodeSquashCycles);
-    decodeBranchMispred
-        .name(name() + ".decodeBranchMispred")
-        .desc("Number of times decode detected a branch misprediction")
-        .prereq(decodeBranchMispred);
-    decodeControlMispred
-        .name(name() + ".decodeControlMispred")
-        .desc("Number of times decode detected an instruction incorrectly"
-              " predicted as a control")
-        .prereq(decodeControlMispred);
-    decodeDecodedInsts
-        .name(name() + ".decodeDecodedInsts")
-        .desc("Number of instructions handled by decode")
-        .prereq(decodeDecodedInsts);
-    decodeSquashedInsts
-        .name(name() + ".decodeSquashedInsts")
-        .desc("Number of squashed instructions handled by decode")
-        .prereq(decodeSquashedInsts);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting CPU pointer.\n");
-    cpu = cpu_ptr;
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting time buffer pointer.\n");
-    timeBuffer = tb_ptr;
-
-    // Setup wire to write information back to fetch.
-    toFetch = timeBuffer->getWire(0);
-
-    // Create wires to get information from proper places in time buffer.
-    fromRename = timeBuffer->getWire(-renameToDecodeDelay);
-    fromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToDecodeDelay);
-    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToDecodeDelay);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting decode queue pointer.\n");
-    decodeQueue = dq_ptr;
-
-    // Setup wire to write information to proper place in decode queue.
-    toRename = decodeQueue->getWire(0);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting fetch queue pointer.\n");
-    fetchQueue = fq_ptr;
-
-    // Setup wire to read information from fetch queue.
-    fromFetch = fetchQueue->getWire(-fetchToDecodeDelay);
-}
-
-template<class Impl>
-inline bool
-SimpleDecode<Impl>::fetchInstsValid()
-{
-    return fromFetch->size > 0;
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::block()
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Blocking.\n");
-
-    // Set the status to Blocked.
-    _status = Blocked;
-
-    // Add the current inputs to the skid buffer so they can be
-    // reprocessed when this stage unblocks.
-    skidBuffer.push(*fromFetch);
-
-    // Note that this stage only signals previous stages to stall when
-    // it is the cause of the stall originates at this stage.  Otherwise
-    // the previous stages are expected to check all possible stall signals.
-}
-
-template<class Impl>
-inline void
-SimpleDecode<Impl>::unblock()
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Unblocking, going to remove "
-            "instructions from skid buffer.\n");
-    // Remove the now processed instructions from the skid buffer.
-    skidBuffer.pop();
-
-    // If there's still information in the skid buffer, then
-    // continue to tell previous stages to stall.  They will be
-    // able to restart once the skid buffer is empty.
-    if (!skidBuffer.empty()) {
-        toFetch->decodeInfo.stall = true;
-    } else {
-        DPRINTF(Decode, "Decode: Finished unblocking.\n");
-        _status = Running;
-    }
-}
-
-// This squash is specifically for when Decode detects a PC-relative branch
-// was predicted incorrectly.
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::squash(DynInstPtr &inst)
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Squashing due to incorrect branch prediction "
-                    "detected at decode.\n");
-    Addr new_PC = inst->readNextPC();
-
-    toFetch->decodeInfo.branchMispredict = true;
-    toFetch->decodeInfo.doneSeqNum = inst->seqNum;
-    toFetch->decodeInfo.predIncorrect = true;
-    toFetch->decodeInfo.squash = true;
-    toFetch->decodeInfo.nextPC = new_PC;
-    toFetch->decodeInfo.branchTaken = true;
-
-    // Set status to squashing.
-    _status = Squashing;
-
-    // Clear the skid buffer in case it has any data in it.
-    while (!skidBuffer.empty()) {
-        skidBuffer.pop();
-    }
-
-    // Squash instructions up until this one
-    // Slightly unrealistic!
-    cpu->removeInstsUntil(inst->seqNum);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::squash()
-{
-    DPRINTF(Decode, "Decode: Squashing.\n");
-    // Set status to squashing.
-    _status = Squashing;
-
-    // Maybe advance the time buffer?  Not sure what to do in the normal
-    // case.
-
-    // Clear the skid buffer in case it has any data in it.
-    while (!skidBuffer.empty())
-    {
-        skidBuffer.pop();
-    }
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::tick()
-{
-    // Decode should try to execute as many instructions as its bandwidth
-    // will allow, as long as it is not currently blocked.
-    if (_status != Blocked && _status != Squashing) {
-        DPRINTF(Decode, "Decode: Not blocked, so attempting to run "
-                        "stage.\n");
-        // Make sure that the skid buffer has something in it if the
-        // status is unblocking.
-        assert(_status == Unblocking ? !skidBuffer.empty() : 1);
-
-        decode();
-
-        // If the status was unblocking, then instructions from the skid
-        // buffer were used.  Remove those instructions and handle
-        // the rest of unblocking.
-        if (_status == Unblocking) {
-            ++decodeUnblockCycles;
-
-            if (fetchInstsValid()) {
-                // Add the current inputs to the skid buffer so they can be
-                // reprocessed when this stage unblocks.
-                skidBuffer.push(*fromFetch);
-            }
-
-            unblock();
-        }
-    } else if (_status == Blocked) {
-        ++decodeBlockedCycles;
-
-        if (fetchInstsValid()) {
-            block();
-        }
-
-        if (!fromRename->renameInfo.stall &&
-            !fromIEW->iewInfo.stall &&
-            !fromCommit->commitInfo.stall) {
-            DPRINTF(Decode, "Decode: Stall signals cleared, going to "
-                    "unblock.\n");
-            _status = Unblocking;
-
-            // Continue to tell previous stage to block until this
-            // stage is done unblocking.
-            toFetch->decodeInfo.stall = true;
-        } else {
-            DPRINTF(Decode, "Decode: Still blocked.\n");
-            toFetch->decodeInfo.stall = true;
-        }
-
-        if (fromCommit->commitInfo.squash ||
-            fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-            squash();
-        }
-    } else if (_status == Squashing) {
-        if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
-            !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-            _status = Running;
-        } else if (fromCommit->commitInfo.squash) {
-            ++decodeSquashCycles;
-
-            squash();
-        }
-    }
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleDecode<Impl>::decode()
-{
-    // Check time buffer if being told to squash.
-    if (fromCommit->commitInfo.squash) {
-        squash();
-        return;
-    }
-
-    // Check time buffer if being told to stall.
-    if (fromRename->renameInfo.stall ||
-        fromIEW->iewInfo.stall ||
-        fromCommit->commitInfo.stall) {
-        block();
-        return;
-    }
-
-    // Check fetch queue to see if instructions are available.
-    // If no available instructions, do nothing, unless this stage is
-    // currently unblocking.
-    if (!fetchInstsValid() && _status != Unblocking) {
-        DPRINTF(Decode, "Decode: Nothing to do, breaking out early.\n");
-        // Should I change the status to idle?
-        ++decodeIdleCycles;
-        return;
-    }
-
-    // Might be better to use a base DynInst * instead?
-    DynInstPtr inst;
-
-    unsigned to_rename_index = 0;
-
-    int insts_available = _status == Unblocking ?
-        skidBuffer.front().size - numInst :
-        fromFetch->size;
-
-    // Debug block...
-#if 0
-    if (insts_available) {
-        DPRINTF(Decode, "Decode: Instructions available.\n");
-    } else {
-        if (_status == Unblocking && skidBuffer.empty()) {
-            DPRINTF(Decode, "Decode: No instructions available, skid buffer "
-                    "empty.\n");
-        } else if (_status != Unblocking &&
-                   !fromFetch->insts[0]) {
-            DPRINTF(Decode, "Decode: No instructions available, fetch queue "
-                    "empty.\n");
-        } else {
-            panic("Decode: No instructions available, unexpected condition!"
-                  "\n");
-        }
-    }
-#endif
-
-    while (insts_available > 0)
-    {
-        DPRINTF(Decode, "Decode: Sending instruction to rename.\n");
-
-        inst = _status == Unblocking ? skidBuffer.front().insts[numInst] :
-               fromFetch->insts[numInst];
-
-        DPRINTF(Decode, "Decode: Processing instruction %i with PC %#x\n",
-                inst->seqNum, inst->readPC());
-
-        if (inst->isSquashed()) {
-            DPRINTF(Decode, "Decode: Instruction %i with PC %#x is "
-                    "squashed, skipping.\n",
-                    inst->seqNum, inst->readPC());
-
-            ++decodeSquashedInsts;
-
-            ++numInst;
-            --insts_available;
-
-            continue;
-        }
-
-
-        // Also check if instructions have no source registers.  Mark
-        // them as ready to issue at any time.  Not sure if this check
-        // should exist here or at a later stage; however it doesn't matter
-        // too much for function correctness.
-        // Isn't this handled by the inst queue?
-        if (inst->numSrcRegs() == 0) {
-            inst->setCanIssue();
-        }
-
-        // This current instruction is valid, so add it into the decode
-        // queue.  The next instruction may not be valid, so check to
-        // see if branches were predicted correctly.
-        toRename->insts[to_rename_index] = inst;
-
-        ++(toRename->size);
-
-        // Ensure that if it was predicted as a branch, it really is a
-        // branch.
-        if (inst->predTaken() && !inst->isControl()) {
-            panic("Instruction predicted as a branch!");
-
-            ++decodeControlMispred;
-            // Might want to set some sort of boolean and just do
-            // a check at the end
-            squash(inst);
-            break;
-        }
-
-        // Go ahead and compute any PC-relative branches.
-
-        if (inst->isDirectCtrl() && inst->isUncondCtrl()) {
-
-            inst->setNextPC(inst->branchTarget());
-
-            if (inst->mispredicted()) {
-                ++decodeBranchMispred;
-                // Might want to set some sort of boolean and just do
-                // a check at the end
-                squash(inst);
-                break;
-            }
-        }
-
-        // Normally can check if a direct branch has the right target
-        // addr (either the immediate, or the branch PC + 4) and redirect
-        // fetch if it's incorrect.
-
-        // Increment which instruction we're looking at.
-        ++numInst;
-        ++to_rename_index;
-        ++decodeDecodedInsts;
-
-        --insts_available;
-    }
-
-     numInst = 0;
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/fetch.cc b/cpu/beta_cpu/fetch.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 595ab9f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,33 +0,0 @@
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/fetch_impl.hh"
-
-template class SimpleFetch<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/fetch.hh b/cpu/beta_cpu/fetch.hh
deleted file mode 100644 (file)
index ad0453e..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,224 +0,0 @@
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- */
-
-// Todo: SMT fetch,
-// Add a way to get a stage's current status.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_FETCH_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_FETCH_HH__
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "cpu/pc_event.hh"
-#include "mem/mem_interface.hh"
-#include "sim/eventq.hh"
-
-/**
- * SimpleFetch class to fetch a single instruction each cycle.  SimpleFetch
- * will stall if there's an Icache miss, but otherwise assumes a one cycle
- * Icache hit.
- */
-
-template <class Impl>
-class SimpleFetch
-{
-  public:
-    /** Typedefs from Impl. */
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
-    typedef typename Impl::DynInst DynInst;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-
-    typedef typename CPUPol::BPredUnit BPredUnit;
-    typedef typename CPUPol::FetchStruct FetchStruct;
-    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
-
-    /** Typedefs from ISA. */
-    typedef typename ISA::MachInst MachInst;
-
-  public:
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        Squashing,
-        Blocked,
-        IcacheMissStall,
-        IcacheMissComplete
-    };
-
-    // May eventually need statuses on a per thread basis.
-    Status _status;
-
-    bool stalled;
-
-  public:
-    class CacheCompletionEvent : public Event
-    {
-      private:
-        SimpleFetch *fetch;
-
-      public:
-        CacheCompletionEvent(SimpleFetch *_fetch);
-
-        virtual void process();
-        virtual const char *description();
-    };
-
-  public:
-    /** SimpleFetch constructor. */
-    SimpleFetch(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
-
-    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *time_buffer);
-
-    void setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr);
-
-    void processCacheCompletion();
-
-  private:
-    /**
-     * Looks up in the branch predictor to see if the next PC should be
-     * either next PC+=MachInst or a branch target.
-     * @params next_PC Next PC variable passed in by reference.  It is
-     * expected to be set to the current PC; it will be updated with what
-     * the next PC will be.
-     * @return Whether or not a branch was predicted as taken.
-     */
-    bool lookupAndUpdateNextPC(DynInstPtr &inst, Addr &next_PC);
-
-    /**
-     * Fetches the cache line that contains fetch_PC.  Returns any
-     * fault that happened.  Puts the data into the class variable
-     * cacheData.
-     * @params fetch_PC The PC address that is being fetched from.
-     * @return Any fault that occured.
-     */
-    Fault fetchCacheLine(Addr fetch_PC);
-
-    inline void doSquash(const Addr &new_PC);
-
-    void squashFromDecode(const Addr &new_PC, const InstSeqNum &seq_num);
-
-  public:
-    // Figure out PC vs next PC and how it should be updated
-    void squash(const Addr &new_PC);
-
-    void tick();
-
-    void fetch();
-
-    // Align an address (typically a PC) to the start of an I-cache block.
-    // We fold in the PISA 64- to 32-bit conversion here as well.
-    Addr icacheBlockAlignPC(Addr addr)
-    {
-        addr = ISA::realPCToFetchPC(addr);
-        return (addr & ~(cacheBlkMask));
-    }
-
-  private:
-    /** Pointer to the FullCPU. */
-    FullCPU *cpu;
-
-    /** Time buffer interface. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
-
-    /** Wire to get decode's information from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromDecode;
-
-    /** Wire to get rename's information from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromRename;
-
-    /** Wire to get iew's information from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromIEW;
-
-    /** Wire to get commit's information from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
-
-    /** Internal fetch instruction queue. */
-    TimeBuffer<FetchStruct> *fetchQueue;
-
-    //Might be annoying how this name is different than the queue.
-    /** Wire used to write any information heading to decode. */
-    typename TimeBuffer<FetchStruct>::wire toDecode;
-
-    /** Icache interface. */
-    MemInterface *icacheInterface;
-
-    /** BPredUnit. */
-    BPredUnit branchPred;
-
-    /** Memory request used to access cache. */
-    MemReqPtr memReq;
-
-    /** Decode to fetch delay, in ticks. */
-    unsigned decodeToFetchDelay;
-
-    /** Rename to fetch delay, in ticks. */
-    unsigned renameToFetchDelay;
-
-    /** IEW to fetch delay, in ticks. */
-    unsigned iewToFetchDelay;
-
-    /** Commit to fetch delay, in ticks. */
-    unsigned commitToFetchDelay;
-
-    /** The width of fetch in instructions. */
-    unsigned fetchWidth;
-
-    /** Cache block size. */
-    int cacheBlkSize;
-
-    /** Mask to get a cache block's address. */
-    Addr cacheBlkMask;
-
-    /** The cache line being fetched. */
-    uint8_t *cacheData;
-
-    /** Size of instructions. */
-    int instSize;
-
-    /** Icache stall statistics. */
-    Counter lastIcacheStall;
-
-    Stats::Scalar<> icacheStallCycles;
-    Stats::Scalar<> fetchedInsts;
-    Stats::Scalar<> predictedBranches;
-    Stats::Scalar<> fetchCycles;
-    Stats::Scalar<> fetchSquashCycles;
-    Stats::Scalar<> fetchBlockedCycles;
-    Stats::Scalar<> fetchedCacheLines;
-
-    Stats::Distribution<> fetch_nisn_dist;
-};
-
-#endif //__CPU_BETA_CPU_SIMPLE_FETCH_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/fetch_impl.hh b/cpu/beta_cpu/fetch_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index b490645..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,617 +0,0 @@
-/*
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- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-// Remove this later; used only for debugging.
-#define OPCODE(X)                       (X >> 26) & 0x3f
-
-
-#include "arch/alpha/byte_swap.hh"
-#include "cpu/exetrace.hh"
-#include "mem/base_mem.hh"
-#include "mem/mem_interface.hh"
-#include "mem/mem_req.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/fetch.hh"
-
-#include "sim/root.hh"
-
-template<class Impl>
-SimpleFetch<Impl>::CacheCompletionEvent
-::CacheCompletionEvent(SimpleFetch *_fetch)
-    : Event(&mainEventQueue),
-      fetch(_fetch)
-{
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::CacheCompletionEvent::process()
-{
-    fetch->processCacheCompletion();
-}
-
-template<class Impl>
-const char *
-SimpleFetch<Impl>::CacheCompletionEvent::description()
-{
-    return "SimpleFetch cache completion event";
-}
-
-template<class Impl>
-SimpleFetch<Impl>::SimpleFetch(Params &params)
-    : icacheInterface(params.icacheInterface),
-      branchPred(params),
-      decodeToFetchDelay(params.decodeToFetchDelay),
-      renameToFetchDelay(params.renameToFetchDelay),
-      iewToFetchDelay(params.iewToFetchDelay),
-      commitToFetchDelay(params.commitToFetchDelay),
-      fetchWidth(params.fetchWidth)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Fetch constructor called\n");
-
-    // Set status to idle.
-    _status = Idle;
-
-    // Create a new memory request.
-    memReq = new MemReq();
-    // Not sure of this parameter.  I think it should be based on the
-    // thread number.
-#ifndef FULL_SYSTEM
-    memReq->asid = 0;
-#else
-    memReq->asid = 0;
-#endif // FULL_SYSTEM
-    memReq->data = new uint8_t[64];
-
-    // Size of cache block.
-    cacheBlkSize = icacheInterface ? icacheInterface->getBlockSize() : 64;
-
-    // Create mask to get rid of offset bits.
-    cacheBlkMask = (cacheBlkSize - 1);
-
-    // Get the size of an instruction.
-    instSize = sizeof(MachInst);
-
-    // Create space to store a cache line.
-    cacheData = new uint8_t[cacheBlkSize];
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::regStats()
-{
-    icacheStallCycles
-        .name(name() + ".icacheStallCycles")
-        .desc("Number of cycles fetch is stalled on an Icache miss")
-        .prereq(icacheStallCycles);
-
-    fetchedInsts
-        .name(name() + ".fetchedInsts")
-        .desc("Number of instructions fetch has processed")
-        .prereq(fetchedInsts);
-    predictedBranches
-        .name(name() + ".predictedBranches")
-        .desc("Number of branches that fetch has predicted taken")
-        .prereq(predictedBranches);
-    fetchCycles
-        .name(name() + ".fetchCycles")
-        .desc("Number of cycles fetch has run and was not squashing or"
-              " blocked")
-        .prereq(fetchCycles);
-    fetchSquashCycles
-        .name(name() + ".fetchSquashCycles")
-        .desc("Number of cycles fetch has spent squashing")
-        .prereq(fetchSquashCycles);
-    fetchBlockedCycles
-        .name(name() + ".fetchBlockedCycles")
-        .desc("Number of cycles fetch has spent blocked")
-        .prereq(fetchBlockedCycles);
-    fetchedCacheLines
-        .name(name() + ".fetchedCacheLines")
-        .desc("Number of cache lines fetched")
-        .prereq(fetchedCacheLines);
-
-    fetch_nisn_dist
-        .init(/* base value */ 0,
-              /* last value */ fetchWidth,
-              /* bucket size */ 1)
-        .name(name() + ".FETCH:rate_dist")
-        .desc("Number of instructions fetched each cycle (Total)")
-        .flags(Stats::pdf)
-        ;
-
-    branchPred.regStats();
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting the CPU pointer.\n");
-    cpu = cpu_ptr;
-    // This line will be removed eventually.
-    memReq->xc = cpu->xcBase();
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *time_buffer)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting the time buffer pointer.\n");
-    timeBuffer = time_buffer;
-
-    // Create wires to get information from proper places in time buffer.
-    fromDecode = timeBuffer->getWire(-decodeToFetchDelay);
-    fromRename = timeBuffer->getWire(-renameToFetchDelay);
-    fromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToFetchDelay);
-    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToFetchDelay);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting the fetch queue pointer.\n");
-    fetchQueue = fq_ptr;
-
-    // Create wire to write information to proper place in fetch queue.
-    toDecode = fetchQueue->getWire(0);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::processCacheCompletion()
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Waking up from cache miss.\n");
-
-    // Only change the status if it's still waiting on the icache access
-    // to return.
-    // Can keep track of how many cache accesses go unused due to
-    // misspeculation here.
-    if (_status == IcacheMissStall)
-        _status = IcacheMissComplete;
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-SimpleFetch<Impl>::lookupAndUpdateNextPC(DynInstPtr &inst, Addr &next_PC)
-{
-    // Do branch prediction check here.
-    // A bit of a misnomer...next_PC is actually the current PC until
-    // this function updates it.
-    bool predict_taken;
-
-    if (!inst->isControl()) {
-        next_PC = next_PC + instSize;
-        inst->setPredTarg(next_PC);
-        return false;
-    }
-
-    predict_taken = branchPred.predict(inst, next_PC);
-
-    if (predict_taken) {
-        ++predictedBranches;
-    }
-
-    return predict_taken;
-}
-
-template <class Impl>
-Fault
-SimpleFetch<Impl>::fetchCacheLine(Addr fetch_PC)
-{
-    // Check if the instruction exists within the cache.
-    // If it does, then proceed on to read the instruction and the rest
-    // of the instructions in the cache line until either the end of the
-    // cache line or a predicted taken branch is encountered.
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    // Flag to say whether or not address is physical addr.
-    unsigned flags = cpu->inPalMode() ? PHYSICAL : 0;
-#else
-    unsigned flags = 0;
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    Fault fault = No_Fault;
-
-    // Align the fetch PC so it's at the start of a cache block.
-    fetch_PC = icacheBlockAlignPC(fetch_PC);
-
-    // Setup the memReq to do a read of the first isntruction's address.
-    // Set the appropriate read size and flags as well.
-    memReq->cmd = Read;
-    memReq->reset(fetch_PC, cacheBlkSize, flags);
-
-    // Translate the instruction request.
-    // Should this function be
-    // in the CPU class ?  Probably...ITB/DTB should exist within the
-    // CPU.
-
-    fault = cpu->translateInstReq(memReq);
-
-    // In the case of faults, the fetch stage may need to stall and wait
-    // on what caused the fetch (ITB or Icache miss).
-
-    // If translation was successful, attempt to read the first
-    // instruction.
-    if (fault == No_Fault) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Doing instruction read.\n");
-        fault = cpu->mem->read(memReq, cacheData);
-        // This read may change when the mem interface changes.
-
-        fetchedCacheLines++;
-    }
-
-    // Now do the timing access to see whether or not the instruction
-    // exists within the cache.
-    if (icacheInterface && fault == No_Fault) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Doing timing memory access.\n");
-        memReq->completionEvent = NULL;
-
-        memReq->time = curTick;
-
-        MemAccessResult result = icacheInterface->access(memReq);
-
-        // If the cache missed (in this model functional and timing
-        // memories are different), then schedule an event to wake
-        // up this stage once the cache miss completes.
-        if (result != MA_HIT && icacheInterface->doEvents()) {
-            memReq->completionEvent = new CacheCompletionEvent(this);
-
-            // How does current model work as far as individual
-            // stages scheduling/unscheduling?
-            // Perhaps have only the main CPU scheduled/unscheduled,
-            // and have it choose what stages to run appropriately.
-
-            DPRINTF(Fetch, "Fetch: Stalling due to icache miss.\n");
-            _status = IcacheMissStall;
-        }
-    }
-
-    return fault;
-}
-
-template <class Impl>
-inline void
-SimpleFetch<Impl>::doSquash(const Addr &new_PC)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing, setting PC to: %#x.\n", new_PC);
-
-    cpu->setNextPC(new_PC + instSize);
-    cpu->setPC(new_PC);
-
-    // Clear the icache miss if it's outstanding.
-    if (_status == IcacheMissStall && icacheInterface) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing outstanding Icache miss.\n");
-        // @todo: Use an actual thread number here.
-        icacheInterface->squash(0);
-    }
-
-    _status = Squashing;
-
-    ++fetchSquashCycles;
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::squashFromDecode(const Addr &new_PC,
-                                    const InstSeqNum &seq_num)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing from decode.\n");
-
-    doSquash(new_PC);
-
-    // Tell the CPU to remove any instructions that are in flight between
-    // fetch and decode.
-    cpu->removeInstsUntil(seq_num);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::squash(const Addr &new_PC)
-{
-    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squash from commit.\n");
-
-    doSquash(new_PC);
-
-    // Tell the CPU to remove any instructions that are not in the ROB.
-    cpu->removeInstsNotInROB();
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::tick()
-{
-    // Check squash signals from commit.
-    if (fromCommit->commitInfo.squash) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing instructions due to squash "
-                "from commit.\n");
-
-        // In any case, squash.
-        squash(fromCommit->commitInfo.nextPC);
-
-        // Also check if there's a mispredict that happened.
-        if (fromCommit->commitInfo.branchMispredict) {
-            branchPred.squash(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum,
-                              fromCommit->commitInfo.nextPC,
-                              fromCommit->commitInfo.branchTaken);
-        } else {
-            branchPred.squash(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-        }
-
-        return;
-    } else if (fromCommit->commitInfo.doneSeqNum) {
-        // Update the branch predictor if it wasn't a squashed instruction
-        // that was braodcasted.
-        branchPred.update(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-    }
-
-    // Check ROB squash signals from commit.
-    if (fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: ROB is still squashing.\n");
-
-        // Continue to squash.
-        _status = Squashing;
-
-        ++fetchSquashCycles;
-        return;
-    }
-
-    // Check squash signals from decode.
-    if (fromDecode->decodeInfo.squash) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing instructions due to squash "
-                "from decode.\n");
-
-        // Update the branch predictor.
-        if (fromDecode->decodeInfo.branchMispredict) {
-            branchPred.squash(fromDecode->decodeInfo.doneSeqNum,
-                              fromDecode->decodeInfo.nextPC,
-                              fromDecode->decodeInfo.branchTaken);
-        } else {
-            branchPred.squash(fromDecode->decodeInfo.doneSeqNum);
-        }
-
-        if (_status != Squashing) {
-            // Squash unless we're already squashing?
-            squashFromDecode(fromDecode->decodeInfo.nextPC,
-                             fromDecode->decodeInfo.doneSeqNum);
-            return;
-        }
-    }
-
-    // Check if any of the stall signals are high.
-    if (fromDecode->decodeInfo.stall ||
-        fromRename->renameInfo.stall ||
-        fromIEW->iewInfo.stall ||
-        fromCommit->commitInfo.stall)
-    {
-        // Block stage, regardless of current status.
-
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Stalling stage.\n");
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Statuses: Decode: %i Rename: %i IEW: %i "
-                "Commit: %i\n",
-                fromDecode->decodeInfo.stall,
-                fromRename->renameInfo.stall,
-                fromIEW->iewInfo.stall,
-                fromCommit->commitInfo.stall);
-
-        _status = Blocked;
-
-        ++fetchBlockedCycles;
-        return;
-    } else if (_status == Blocked) {
-        // Unblock stage if status is currently blocked and none of the
-        // stall signals are being held high.
-        _status = Running;
-
-        ++fetchBlockedCycles;
-        return;
-    }
-
-    // If fetch has reached this point, then there are no squash signals
-    // still being held high.  Check if fetch is in the squashing state;
-    // if so, fetch can switch to running.
-    // Similarly, there are no blocked signals still being held high.
-    // Check if fetch is in the blocked state; if so, fetch can switch to
-    // running.
-    if (_status == Squashing) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Done squashing, switching to running.\n");
-
-        // Switch status to running
-        _status = Running;
-
-        ++fetchCycles;
-
-        fetch();
-    } else if (_status != IcacheMissStall) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Running stage.\n");
-
-        ++fetchCycles;
-
-        fetch();
-    }
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleFetch<Impl>::fetch()
-{
-    //////////////////////////////////////////
-    // Start actual fetch
-    //////////////////////////////////////////
-
-    // The current PC.
-    Addr fetch_PC = cpu->readPC();
-
-    // Fault code for memory access.
-    Fault fault = No_Fault;
-
-    // If returning from the delay of a cache miss, then update the status
-    // to running, otherwise do the cache access.  Possibly move this up
-    // to tick() function.
-    if (_status == IcacheMissComplete) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Icache miss is complete.\n");
-
-        // Reset the completion event to NULL.
-        memReq->completionEvent = NULL;
-
-        _status = Running;
-    } else {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Attempting to translate and read "
-                       "instruction, starting at PC %08p.\n",
-                fetch_PC);
-
-        fault = fetchCacheLine(fetch_PC);
-    }
-
-    // If we had a stall due to an icache miss, then return.  It'd
-    // be nicer if this were handled through the kind of fault that
-    // is returned by the function.
-    if (_status == IcacheMissStall) {
-        return;
-    }
-
-    // As far as timing goes, the CPU will need to send an event through
-    // the MemReq in order to be woken up once the memory access completes.
-    // Probably have a status on a per thread basis so each thread can
-    // block independently and be woken up independently.
-
-    Addr next_PC = fetch_PC;
-    InstSeqNum inst_seq;
-    MachInst inst;
-    unsigned offset = fetch_PC & cacheBlkMask;
-    unsigned fetched;
-
-    if (fault == No_Fault) {
-        // If the read of the first instruction was successful, then grab the
-        // instructions from the rest of the cache line and put them into the
-        // queue heading to decode.
-
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Adding instructions to queue to decode.\n");
-
-        //////////////////////////
-        // Fetch first instruction
-        //////////////////////////
-
-        // Need to keep track of whether or not a predicted branch
-        // ended this fetch block.
-        bool predicted_branch = false;
-
-        for (fetched = 0;
-             offset < cacheBlkSize &&
-                 fetched < fetchWidth &&
-                 !predicted_branch;
-             ++fetched)
-        {
-
-            // Get a sequence number.
-            inst_seq = cpu->getAndIncrementInstSeq();
-
-            // Make sure this is a valid index.
-            assert(offset <= cacheBlkSize - instSize);
-
-            // Get the instruction from the array of the cache line.
-            inst = htoa(*reinterpret_cast<MachInst *>
-                        (&cacheData[offset]));
-
-            // Create a new DynInst from the instruction fetched.
-            DynInstPtr instruction = new DynInst(inst, fetch_PC, next_PC,
-                                                 inst_seq, cpu);
-
-            DPRINTF(Fetch, "Fetch: Instruction %i created, with PC %#x\n",
-                    inst_seq, instruction->readPC());
-
-            DPRINTF(Fetch, "Fetch: Instruction opcode is: %03p\n",
-                    OPCODE(inst));
-
-            instruction->traceData =
-                Trace::getInstRecord(curTick, cpu->xcBase(), cpu,
-                                     instruction->staticInst,
-                                     instruction->readPC(), 0);
-
-            predicted_branch = lookupAndUpdateNextPC(instruction, next_PC);
-
-            // Add instruction to the CPU's list of instructions.
-            cpu->addInst(instruction);
-
-            // Write the instruction to the first slot in the queue
-            // that heads to decode.
-            toDecode->insts[fetched] = instruction;
-
-            toDecode->size++;
-
-            // Increment stat of fetched instructions.
-            ++fetchedInsts;
-
-            // Move to the next instruction, unless we have a branch.
-            fetch_PC = next_PC;
-
-            offset+= instSize;
-        }
-
-        fetch_nisn_dist.sample(fetched);
-    }
-
-    // Now that fetching is completed, update the PC to signify what the next
-    // cycle will be.  Might want to move this to the beginning of this
-    // function so that the PC updates at the beginning of everything.
-    // Or might want to leave setting the PC to the main CPU, with fetch
-    // only changing the nextPC (will require correct determination of
-    // next PC).
-    if (fault == No_Fault) {
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting PC to %08p.\n", next_PC);
-        cpu->setPC(next_PC);
-        cpu->setNextPC(next_PC + instSize);
-    } else {
-        // If the issue was an icache miss, then we can just return and
-        // wait until it is handled.
-        if (_status == IcacheMissStall) {
-            return;
-        }
-
-        // Handle the fault.
-        // This stage will not be able to continue until all the ROB
-        // slots are empty, at which point the fault can be handled.
-        // The only other way it can wake up is if a squash comes along
-        // and changes the PC.  Not sure how to handle that case...perhaps
-        // have it handled by the upper level CPU class which peeks into the
-        // time buffer and sees if a squash comes along, in which case it
-        // changes the status.
-
-        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Blocked, need to handle the trap.\n");
-
-        _status = Blocked;
-#ifdef FULL_SYSTEM
-//        cpu->trap(fault);
-        // Send a signal to the ROB indicating that there's a trap from the
-        // fetch stage that needs to be handled.  Need to indicate that
-        // there's a fault, and the fault type.
-#else // !FULL_SYSTEM
-        fatal("fault (%d) detected @ PC %08p", fault, cpu->readPC());
-#endif // FULL_SYSTEM
-    }
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/free_list.cc b/cpu/beta_cpu/free_list.cc
deleted file mode 100644 (file)
index a670e4a..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,82 +0,0 @@
-/*
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- * met: redistributions of source code must retain the above copyright
- * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
- * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
- * documentation and/or other materials provided with the distribution;
- * neither the name of the copyright holders nor the names of its
- * contributors may be used to endorse or promote products derived from
- * this software without specific prior written permission.
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- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
- * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
- * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
- * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-#include "base/trace.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/free_list.hh"
-
-SimpleFreeList::SimpleFreeList(unsigned _numLogicalIntRegs,
-                               unsigned _numPhysicalIntRegs,
-                               unsigned _numLogicalFloatRegs,
-                               unsigned _numPhysicalFloatRegs)
-    : numLogicalIntRegs(_numLogicalIntRegs),
-      numPhysicalIntRegs(_numPhysicalIntRegs),
-      numLogicalFloatRegs(_numLogicalFloatRegs),
-      numPhysicalFloatRegs(_numPhysicalFloatRegs),
-      numPhysicalRegs(numPhysicalIntRegs + numPhysicalFloatRegs)
-{
-    DPRINTF(FreeList, "FreeList: Creating new free list object.\n");
-
-    // DEBUG stuff.
-    freeIntRegsScoreboard.resize(numPhysicalIntRegs);
-
-    freeFloatRegsScoreboard.resize(numPhysicalRegs);
-
-    for (PhysRegIndex i = 0; i < numLogicalIntRegs; ++i) {
-        freeIntRegsScoreboard[i] = 0;
-    }
-
-    // Put all of the extra physical registers onto the free list.  This
-    // means excluding all of the base logical registers.
-    for (PhysRegIndex i = numLogicalIntRegs;
-         i < numPhysicalIntRegs; ++i)
-    {
-        freeIntRegs.push(i);
-
-        freeIntRegsScoreboard[i] = 1;
-    }
-
-    for (PhysRegIndex i = 0; i < numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
-         ++i)
-    {
-        freeFloatRegsScoreboard[i] = 0;
-    }
-
-    // Put all of the extra physical registers onto the free list.  This
-    // means excluding all of the base logical registers.  Because the
-    // float registers' indices start where the physical registers end,
-    // some math must be done to determine where the free registers start.
-    for (PhysRegIndex i = numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
-         i < numPhysicalRegs; ++i)
-    {
-        freeFloatRegs.push(i);
-
-        freeFloatRegsScoreboard[i] = 1;
-    }
-}
-
diff --git a/cpu/beta_cpu/free_list.hh b/cpu/beta_cpu/free_list.hh
deleted file mode 100644 (file)
index e148aca..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,195 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_FREE_LIST_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_FREE_LIST_HH__
-
-#include <iostream>
-#include <queue>
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "base/trace.hh"
-#include "base/traceflags.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
-
-/**
- * FreeList class that simply holds the list of free integer and floating
- * point registers.  Can request for a free register of either type, and
- * also send back free registers of either type.  This is a very simple
- * class, but it should be sufficient for most implementations.  Like all
- * other classes, it assumes that the indices for the floating point
- * registers starts after the integer registers end.  Hence the variable
- * numPhysicalIntRegs is logically equivalent to the baseFP dependency.
- * Note that
- * while this most likely should be called FreeList, the name "FreeList"
- * is used in a typedef within the CPU Policy, and therefore no class
- * can be named simply "FreeList".
- * @todo: Give a better name to the base FP dependency.
- */
-class SimpleFreeList
-{
-  private:
-    /** The list of free integer registers. */
-    std::queue<PhysRegIndex> freeIntRegs;
-
-    /** The list of free floating point registers. */
-    std::queue<PhysRegIndex> freeFloatRegs;
-
-    /** Number of logical integer registers. */
-    int numLogicalIntRegs;
-
-    /** Number of physical integer registers. */
-    int numPhysicalIntRegs;
-
-    /** Number of logical floating point registers. */
-    int numLogicalFloatRegs;
-
-    /** Number of physical floating point registers. */
-    int numPhysicalFloatRegs;
-
-    /** Total number of physical registers. */
-    int numPhysicalRegs;
-
-    /** DEBUG stuff below. */
-    std::vector<int> freeIntRegsScoreboard;
-
-    std::vector<bool> freeFloatRegsScoreboard;
-
-  public:
-    SimpleFreeList(unsigned _numLogicalIntRegs,
-                   unsigned _numPhysicalIntRegs,
-                   unsigned _numLogicalFloatRegs,
-                   unsigned _numPhysicalFloatRegs);
-
-    inline PhysRegIndex getIntReg();
-
-    inline PhysRegIndex getFloatReg();
-
-    inline void addReg(PhysRegIndex freed_reg);
-
-    inline void addIntReg(PhysRegIndex freed_reg);
-
-    inline void addFloatReg(PhysRegIndex freed_reg);
-
-    bool hasFreeIntRegs()
-    { return !freeIntRegs.empty(); }
-
-    bool hasFreeFloatRegs()
-    { return !freeFloatRegs.empty(); }
-
-    int numFreeIntRegs()
-    { return freeIntRegs.size(); }
-
-    int numFreeFloatRegs()
-    { return freeFloatRegs.size(); }
-};
-
-inline PhysRegIndex
-SimpleFreeList::getIntReg()
-{
-    DPRINTF(Rename, "FreeList: Trying to get free integer register.\n");
-    if (freeIntRegs.empty()) {
-        panic("No free integer registers!");
-    }
-
-    PhysRegIndex free_reg = freeIntRegs.front();
-
-    freeIntRegs.pop();
-
-    // DEBUG
-    assert(freeIntRegsScoreboard[free_reg]);
-    freeIntRegsScoreboard[free_reg] = 0;
-
-    return(free_reg);
-}
-
-inline PhysRegIndex
-SimpleFreeList::getFloatReg()
-{
-    DPRINTF(Rename, "FreeList: Trying to get free float register.\n");
-    if (freeFloatRegs.empty()) {
-        panic("No free integer registers!");
-    }
-
-    PhysRegIndex free_reg = freeFloatRegs.front();
-
-    freeFloatRegs.pop();
-
-    // DEBUG
-    assert(freeFloatRegsScoreboard[free_reg]);
-    freeFloatRegsScoreboard[free_reg] = 0;
-
-    return(free_reg);
-}
-
-inline void
-SimpleFreeList::addReg(PhysRegIndex freed_reg)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Freelist: Freeing register %i.\n", freed_reg);
-    //Might want to add in a check for whether or not this register is
-    //already in there.  A bit vector or something similar would be useful.
-    if (freed_reg < numPhysicalIntRegs) {
-        freeIntRegs.push(freed_reg);
-
-        // DEBUG
-        assert(freeIntRegsScoreboard[freed_reg] == false);
-        freeIntRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
-    } else if (freed_reg < numPhysicalRegs) {
-        freeFloatRegs.push(freed_reg);
-
-        // DEBUG
-        assert(freeFloatRegsScoreboard[freed_reg] == false);
-        freeFloatRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
-    }
-}
-
-inline void
-SimpleFreeList::addIntReg(PhysRegIndex freed_reg)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Freelist: Freeing int register %i.\n", freed_reg);
-
-    // DEBUG
-    assert(!freeIntRegsScoreboard[freed_reg]);
-    freeIntRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
-
-    freeIntRegs.push(freed_reg);
-}
-
-inline void
-SimpleFreeList::addFloatReg(PhysRegIndex freed_reg)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Freelist: Freeing float register %i.\n", freed_reg);
-
-    // DEBUG
-    assert(!freeFloatRegsScoreboard[freed_reg]);
-    freeFloatRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
-
-    freeFloatRegs.push(freed_reg);
-}
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_FREE_LIST_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/full_cpu.cc b/cpu/beta_cpu/full_cpu.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 8eedc37..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,555 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#include "sim/system.hh"
-#else
-#include "sim/process.hh"
-#endif
-#include "sim/root.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/full_cpu.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-
-using namespace std;
-
-BaseFullCPU::BaseFullCPU(Params &params)
-    : BaseCPU(&params), cpu_id(0)
-{
-}
-
-template <class Impl>
-FullBetaCPU<Impl>::TickEvent::TickEvent(FullBetaCPU<Impl> *c)
-    : Event(&mainEventQueue, CPU_Tick_Pri), cpu(c)
-{
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::TickEvent::process()
-{
-    cpu->tick();
-}
-
-template <class Impl>
-const char *
-FullBetaCPU<Impl>::TickEvent::description()
-{
-    return "FullBetaCPU tick event";
-}
-
-//Call constructor to all the pipeline stages here
-template <class Impl>
-FullBetaCPU<Impl>::FullBetaCPU(Params &params)
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    : BaseFullCPU(params),
-#else
-    : BaseFullCPU(params),
-#endif // FULL_SYSTEM
-      tickEvent(this),
-      fetch(params),
-      decode(params),
-      rename(params),
-      iew(params),
-      commit(params),
-
-      regFile(params.numPhysIntRegs, params.numPhysFloatRegs),
-
-      freeList(Impl::ISA::NumIntRegs, params.numPhysIntRegs,
-               Impl::ISA::NumFloatRegs, params.numPhysFloatRegs),
-
-      renameMap(Impl::ISA::NumIntRegs, params.numPhysIntRegs,
-                Impl::ISA::NumFloatRegs, params.numPhysFloatRegs,
-                Impl::ISA::NumMiscRegs,
-                Impl::ISA::ZeroReg,
-                Impl::ISA::ZeroReg + Impl::ISA::NumIntRegs),
-
-      rob(params.numROBEntries, params.squashWidth),
-
-      // What to pass to these time buffers?
-      // For now just have these time buffers be pretty big.
-      timeBuffer(5, 5),
-      fetchQueue(5, 5),
-      decodeQueue(5, 5),
-      renameQueue(5, 5),
-      iewQueue(5, 5),
-
-      xc(NULL),
-
-      globalSeqNum(1),
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-      system(params.system),
-      memCtrl(system->memctrl),
-      physmem(system->physmem),
-      itb(params.itb),
-      dtb(params.dtb),
-      mem(params.mem),
-#else
-      // Hardcoded for a single thread!!
-      mem(params.workload[0]->getMemory()),
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-      icacheInterface(params.icacheInterface),
-      dcacheInterface(params.dcacheInterface),
-      deferRegistration(params.defReg),
-      numInsts(0),
-      funcExeInst(0)
-{
-    _status = Idle;
-
-#ifndef FULL_SYSTEM
-    thread.resize(this->number_of_threads);
-#endif
-
-    for (int i = 0; i < this->number_of_threads; ++i) {
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        assert(i == 0);
-        system->execContexts[i] =
-            new ExecContext(this, i, system, itb, dtb, mem);
-
-        // initialize CPU, including PC
-        TheISA::initCPU(&system->execContexts[i]->regs);
-        execContexts.push_back(system->execContexts[i]);
-#else
-        if (i < params.workload.size()) {
-            DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Workload[%i]'s starting PC is %#x, "
-                    "process is %#x",
-                    i, params.workload[i]->prog_entry, thread[i]);
-            thread[i] = new ExecContext(this, i, params.workload[i], i);
-        }
-        assert(params.workload[i]->getMemory() != NULL);
-        assert(mem != NULL);
-        execContexts.push_back(thread[i]);
-#endif // !FULL_SYSTEM
-    }
-
-    // Note that this is a hack so that my code which still uses xc-> will
-    // still work.  I should remove this eventually
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    xc = system->execContexts[0];
-#else
-    xc = thread[0];
-#endif
-
-    // The stages also need their CPU pointer setup.  However this must be
-    // done at the upper level CPU because they have pointers to the upper
-    // level CPU, and not this FullBetaCPU.
-
-    // Give each of the stages the time buffer they will use.
-    fetch.setTimeBuffer(&timeBuffer);
-    decode.setTimeBuffer(&timeBuffer);
-    rename.setTimeBuffer(&timeBuffer);
-    iew.setTimeBuffer(&timeBuffer);
-    commit.setTimeBuffer(&timeBuffer);
-
-    // Also setup each of the stages' queues.
-    fetch.setFetchQueue(&fetchQueue);
-    decode.setFetchQueue(&fetchQueue);
-    decode.setDecodeQueue(&decodeQueue);
-    rename.setDecodeQueue(&decodeQueue);
-    rename.setRenameQueue(&renameQueue);
-    iew.setRenameQueue(&renameQueue);
-    iew.setIEWQueue(&iewQueue);
-    commit.setIEWQueue(&iewQueue);
-    commit.setRenameQueue(&renameQueue);
-
-    // Setup the rename map for whichever stages need it.
-    rename.setRenameMap(&renameMap);
-    iew.setRenameMap(&renameMap);
-
-    // Setup the free list for whichever stages need it.
-    rename.setFreeList(&freeList);
-    renameMap.setFreeList(&freeList);
-
-    // Setup the ROB for whichever stages need it.
-    commit.setROB(&rob);
-}
-
-template <class Impl>
-FullBetaCPU<Impl>::~FullBetaCPU()
-{
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::fullCPURegStats()
-{
-    // Register any of the FullCPU's stats here.
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::tick()
-{
-    DPRINTF(FullCPU, "\n\nFullCPU: Ticking main, FullBetaCPU.\n");
-
-    //Tick each of the stages if they're actually running.
-    //Will want to figure out a way to unschedule itself if they're all
-    //going to be idle for a long time.
-    fetch.tick();
-
-    decode.tick();
-
-    rename.tick();
-
-    iew.tick();
-
-    commit.tick();
-
-    // Now advance the time buffers, unless the stage is stalled.
-    timeBuffer.advance();
-
-    fetchQueue.advance();
-    decodeQueue.advance();
-    renameQueue.advance();
-    iewQueue.advance();
-
-    if (_status == Running && !tickEvent.scheduled())
-        tickEvent.schedule(curTick + 1);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::init()
-{
-    if(!deferRegistration)
-    {
-        this->registerExecContexts();
-
-        // Need to do a copy of the xc->regs into the CPU's regfile so
-        // that it can start properly.
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        ExecContext *src_xc = system->execContexts[0];
-#else
-        ExecContext *src_xc = thread[0];
-#endif
-        // First loop through the integer registers.
-        for (int i = 0; i < Impl::ISA::NumIntRegs; ++i)
-        {
-            regFile.intRegFile[i] = src_xc->regs.intRegFile[i];
-        }
-
-        // Then loop through the floating point registers.
-        for (int i = 0; i < Impl::ISA::NumFloatRegs; ++i)
-        {
-            regFile.floatRegFile[i].d = src_xc->regs.floatRegFile.d[i];
-            regFile.floatRegFile[i].q = src_xc->regs.floatRegFile.q[i];
-        }
-
-        // Then loop through the misc registers.
-        regFile.miscRegs.fpcr = src_xc->regs.miscRegs.fpcr;
-        regFile.miscRegs.uniq = src_xc->regs.miscRegs.uniq;
-        regFile.miscRegs.lock_flag = src_xc->regs.miscRegs.lock_flag;
-        regFile.miscRegs.lock_addr = src_xc->regs.miscRegs.lock_addr;
-
-        // Then finally set the PC and the next PC.
-        regFile.pc = src_xc->regs.pc;
-        regFile.npc = src_xc->regs.npc;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::activateContext(int thread_num, int delay)
-{
-    // Needs to set each stage to running as well.
-
-    scheduleTickEvent(delay);
-
-    _status = Running;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::suspendContext(int thread_num)
-{
-    panic("suspendContext unimplemented!");
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::deallocateContext(int thread_num)
-{
-    panic("deallocateContext unimplemented!");
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::haltContext(int thread_num)
-{
-    panic("haltContext unimplemented!");
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::switchOut()
-{
-    panic("FullBetaCPU does not have a switch out function.\n");
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU)
-{
-    BaseCPU::takeOverFrom(oldCPU);
-
-    assert(!tickEvent.scheduled());
-
-    // Set all status's to active, schedule the
-    // CPU's tick event.
-    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
-        ExecContext *xc = execContexts[i];
-        if (xc->status() == ExecContext::Active && _status != Running) {
-            _status = Running;
-            tickEvent.schedule(curTick);
-        }
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-InstSeqNum
-FullBetaCPU<Impl>::getAndIncrementInstSeq()
-{
-    // Hopefully this works right.
-    return globalSeqNum++;
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-FullBetaCPU<Impl>::readIntReg(int reg_idx)
-{
-    return regFile.readIntReg(reg_idx);
-}
-
-template <class Impl>
-float
-FullBetaCPU<Impl>::readFloatRegSingle(int reg_idx)
-{
-    return regFile.readFloatRegSingle(reg_idx);
-}
-
-template <class Impl>
-double
-FullBetaCPU<Impl>::readFloatRegDouble(int reg_idx)
-{
-    return regFile.readFloatRegDouble(reg_idx);
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-FullBetaCPU<Impl>::readFloatRegInt(int reg_idx)
-{
-    return regFile.readFloatRegInt(reg_idx);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::setIntReg(int reg_idx, uint64_t val)
-{
-    regFile.setIntReg(reg_idx, val);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::setFloatRegSingle(int reg_idx, float val)
-{
-    regFile.setFloatRegSingle(reg_idx, val);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::setFloatRegDouble(int reg_idx, double val)
-{
-    regFile.setFloatRegDouble(reg_idx, val);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::setFloatRegInt(int reg_idx, uint64_t val)
-{
-    regFile.setFloatRegInt(reg_idx, val);
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-FullBetaCPU<Impl>::readPC()
-{
-    return regFile.readPC();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::setNextPC(uint64_t val)
-{
-    regFile.setNextPC(val);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::setPC(Addr new_PC)
-{
-    regFile.setPC(new_PC);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::addInst(DynInstPtr &inst)
-{
-    instList.push_back(inst);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::instDone()
-{
-    // Keep an instruction count.
-    numInsts++;
-
-    // Check for instruction-count-based events.
-    comInstEventQueue[0]->serviceEvents(numInsts);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::removeBackInst(DynInstPtr &inst)
-{
-    DynInstPtr inst_to_delete;
-
-    // Walk through the instruction list, removing any instructions
-    // that were inserted after the given instruction, inst.
-    while (instList.back() != inst)
-    {
-        assert(!instList.empty());
-
-        // Obtain the pointer to the instruction.
-        inst_to_delete = instList.back();
-
-        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Removing instruction %i, PC %#x\n",
-                inst_to_delete->seqNum, inst_to_delete->readPC());
-
-        // Remove the instruction from the list.
-        instList.pop_back();
-
-        // Mark it as squashed.
-        inst_to_delete->setSquashed();
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::removeFrontInst(DynInstPtr &inst)
-{
-    DynInstPtr inst_to_remove;
-
-    // The front instruction should be the same one being asked to be removed.
-    assert(instList.front() == inst);
-
-    // Remove the front instruction.
-    inst_to_remove = inst;
-    instList.pop_front();
-
-    DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Removing committed instruction %#x, PC %#x\n",
-            inst_to_remove, inst_to_remove->readPC());
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::removeInstsNotInROB()
-{
-    DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Deleting instructions from instruction "
-            "list.\n");
-
-    DynInstPtr rob_tail = rob.readTailInst();
-
-    removeBackInst(rob_tail);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::removeInstsUntil(const InstSeqNum &seq_num)
-{
-    DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Deleting instructions from instruction "
-            "list.\n");
-
-    DynInstPtr inst_to_delete;
-
-    while (instList.back()->seqNum > seq_num) {
-        assert(!instList.empty());
-
-        // Obtain the pointer to the instruction.
-        inst_to_delete = instList.back();
-
-        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Removing instruction %i, PC %#x\n",
-                inst_to_delete->seqNum, inst_to_delete->readPC());
-
-        // Remove the instruction from the list.
-        instList.back() = NULL;
-        instList.pop_back();
-
-        // Mark it as squashed.
-        inst_to_delete->setSquashed();
-    }
-
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::removeAllInsts()
-{
-    instList.clear();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::dumpInsts()
-{
-    int num = 0;
-    typename list<DynInstPtr>::iterator inst_list_it = instList.begin();
-
-    while (inst_list_it != instList.end())
-    {
-        cprintf("Instruction:%i\nPC:%#x\nSN:%lli\nIssued:%i\nSquashed:%i\n\n",
-                num, (*inst_list_it)->readPC(), (*inst_list_it)->seqNum,
-                (*inst_list_it)->isIssued(), (*inst_list_it)->isSquashed());
-        inst_list_it++;
-        ++num;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-FullBetaCPU<Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &inst)
-{
-    iew.wakeDependents(inst);
-}
-
-// Forward declaration of FullBetaCPU.
-template class FullBetaCPU<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/full_cpu.hh b/cpu/beta_cpu/full_cpu.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 4ca8ae9..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,363 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * 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.
- */
-
-//Todo: Add in a lot of the functions that are ISA specific.  Also define
-//the functions that currently exist within the base cpu class.  Define
-//everything for the simobject stuff so it can be serialized and
-//instantiated, add in debugging statements everywhere.  Have CPU schedule
-//itself properly.  Threads!
-// Avoid running stages and advancing queues if idle/stalled.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_FULL_CPU_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_FULL_CPU_HH__
-
-#include <iostream>
-#include <list>
-#include <vector>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/cpu_policy.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-#include "sim/process.hh"
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#include "arch/alpha/ev5.hh"
-using namespace EV5;
-#endif
-
-class FunctionalMemory;
-class Process;
-
-class BaseFullCPU : public BaseCPU
-{
-    //Stuff that's pretty ISA independent will go here.
-  public:
-    typedef BaseCPU::Params Params;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    BaseFullCPU(Params &params);
-#else
-    BaseFullCPU(Params &params);
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-  protected:
-    int cpu_id;
-};
-
-template <class Impl>
-class FullBetaCPU : public BaseFullCPU
-{
-  public:
-    //Put typedefs from the Impl here.
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::CPUPol CPUPolicy;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-  public:
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        Halted,
-        Blocked // ?
-    };
-
-    Status _status;
-
-  private:
-    class TickEvent : public Event
-    {
-      private:
-        FullBetaCPU<Impl> *cpu;
-
-      public:
-        TickEvent(FullBetaCPU<Impl> *c);
-        void process();
-        const char *description();
-    };
-
-    TickEvent tickEvent;
-
-    /// Schedule tick event, regardless of its current state.
-    void scheduleTickEvent(int delay)
-    {
-        if (tickEvent.squashed())
-            tickEvent.reschedule(curTick + delay);
-        else if (!tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.schedule(curTick + delay);
-    }
-
-    /// Unschedule tick event, regardless of its current state.
-    void unscheduleTickEvent()
-    {
-        if (tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.squash();
-    }
-
-  public:
-    FullBetaCPU(Params &params);
-    ~FullBetaCPU();
-
-    void fullCPURegStats();
-
-    void tick();
-
-    void init();
-
-    void activateContext(int thread_num, int delay);
-    void suspendContext(int thread_num);
-    void deallocateContext(int thread_num);
-    void haltContext(int thread_num);
-
-    void switchOut();
-    void takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU);
-
-    /** Get the current instruction sequence number, and increment it. */
-    InstSeqNum getAndIncrementInstSeq();
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    /** Check if this address is a valid instruction address. */
-    bool validInstAddr(Addr addr) { return true; }
-
-    /** Check if this address is a valid data address. */
-    bool validDataAddr(Addr addr) { return true; }
-
-    /** Get instruction asid. */
-    int getInstAsid()
-    { return ITB_ASN_ASN(regFile.getIpr()[ISA::IPR_ITB_ASN]); }
-
-    /** Get data asid. */
-    int getDataAsid()
-    { return DTB_ASN_ASN(regFile.getIpr()[ISA::IPR_DTB_ASN]); }
-#else
-    bool validInstAddr(Addr addr)
-    { return thread[0]->validInstAddr(addr); }
-
-    bool validDataAddr(Addr addr)
-    { return thread[0]->validDataAddr(addr); }
-
-    int getInstAsid() { return thread[0]->asid; }
-    int getDataAsid() { return thread[0]->asid; }
-
-#endif
-
-    //
-    // New accessors for new decoder.
-    //
-    uint64_t readIntReg(int reg_idx);
-
-    float readFloatRegSingle(int reg_idx);
-
-    double readFloatRegDouble(int reg_idx);
-
-    uint64_t readFloatRegInt(int reg_idx);
-
-    void setIntReg(int reg_idx, uint64_t val);
-
-    void setFloatRegSingle(int reg_idx, float val);
-
-    void setFloatRegDouble(int reg_idx, double val);
-
-    void setFloatRegInt(int reg_idx, uint64_t val);
-
-    uint64_t readPC();
-
-    void setNextPC(uint64_t val);
-
-    void setPC(Addr new_PC);
-
-    /** Function to add instruction onto the head of the list of the
-     *  instructions.  Used when new instructions are fetched.
-     */
-    void addInst(DynInstPtr &inst);
-
-    /** Function to tell the CPU that an instruction has completed. */
-    void instDone();
-
-    /** Remove all instructions in back of the given instruction, but leave
-     *  that instruction in the list.  This is useful in a squash, when there
-     *  are instructions in this list that don't exist in structures such as
-     *  the ROB.  The instruction doesn't have to be the last instruction in
-     *  the list, but will be once this function completes.
-     *  @todo: Remove only up until that inst?  Squashed inst is most likely
-     *  valid.
-     */
-    void removeBackInst(DynInstPtr &inst);
-
-    /** Remove an instruction from the front of the list.  It is expected
-     *  that there are no instructions in front of it (that is, none are older
-     *  than the instruction being removed).  Used when retiring instructions.
-     *  @todo: Remove the argument to this function, and just have it remove
-     *  last instruction once it's verified that commit has the same ordering
-     *  as the instruction list.
-     */
-    void removeFrontInst(DynInstPtr &inst);
-
-    /** Remove all instructions that are not currently in the ROB. */
-    void removeInstsNotInROB();
-
-    /** Remove all instructions younger than the given sequence number. */
-    void removeInstsUntil(const InstSeqNum &seq_num);
-
-    /** Remove all instructions from the list. */
-    void removeAllInsts();
-
-    void dumpInsts();
-
-    /** Basically a wrapper function so that instructions executed at
-     *  commit can tell the instruction queue that they have completed.
-     *  Eventually this hack should be removed.
-     */
-    void wakeDependents(DynInstPtr &inst);
-
-  public:
-    /** List of all the instructions in flight. */
-    list<DynInstPtr> instList;
-
-    //not sure these should be private.
-  protected:
-    /** The fetch stage. */
-    typename CPUPolicy::Fetch fetch;
-
-    /** The fetch stage's status. */
-    typename CPUPolicy::Fetch::Status fetchStatus;
-
-    /** The decode stage. */
-    typename CPUPolicy::Decode decode;
-
-    /** The decode stage's status. */
-    typename CPUPolicy::Decode::Status decodeStatus;
-
-    /** The dispatch stage. */
-    typename CPUPolicy::Rename rename;
-
-    /** The dispatch stage's status. */
-    typename CPUPolicy::Rename::Status renameStatus;
-
-    /** The issue/execute/writeback stages. */
-    typename CPUPolicy::IEW iew;
-
-    /** The issue/execute/writeback stage's status. */
-    typename CPUPolicy::IEW::Status iewStatus;
-
-    /** The commit stage. */
-    typename CPUPolicy::Commit commit;
-
-    /** The fetch stage's status. */
-    typename CPUPolicy::Commit::Status commitStatus;
-
-    //Might want to just pass these objects in to the constructors of the
-    //appropriate stage.  regFile is in iew, freeList in dispatch, renameMap
-    //in dispatch, and the rob in commit.
-    /** The register file. */
-    typename CPUPolicy::RegFile regFile;
-
-    /** The free list. */
-    typename CPUPolicy::FreeList freeList;
-
-    /** The rename map. */
-    typename CPUPolicy::RenameMap renameMap;
-
-    /** The re-order buffer. */
-    typename CPUPolicy::ROB rob;
-
-  public:
-    /** Typedefs from the Impl to get the structs that each of the
-     *  time buffers should use.
-     */
-    typedef typename CPUPolicy::TimeStruct TimeStruct;
-
-    typedef typename CPUPolicy::FetchStruct FetchStruct;
-
-    typedef typename CPUPolicy::DecodeStruct DecodeStruct;
-
-    typedef typename CPUPolicy::RenameStruct RenameStruct;
-
-    typedef typename CPUPolicy::IEWStruct IEWStruct;
-
-    /** The main time buffer to do backwards communication. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> timeBuffer;
-
-    /** The fetch stage's instruction queue. */
-    TimeBuffer<FetchStruct> fetchQueue;
-
-    /** The decode stage's instruction queue. */
-    TimeBuffer<DecodeStruct> decodeQueue;
-
-    /** The rename stage's instruction queue. */
-    TimeBuffer<RenameStruct> renameQueue;
-
-    /** The IEW stage's instruction queue. */
-    TimeBuffer<IEWStruct> iewQueue;
-
-  public:
-    /** The temporary exec context to support older accessors. */
-    ExecContext *xc;
-
-    /** Temporary function to get pointer to exec context. */
-    ExecContext *xcBase()
-    {
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        return system->execContexts[0];
-#else
-        return thread[0];
-#endif
-    }
-
-    InstSeqNum globalSeqNum;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    System *system;
-
-    MemoryController *memCtrl;
-    PhysicalMemory *physmem;
-
-    AlphaITB *itb;
-    AlphaDTB *dtb;
-
-//    SWContext *swCtx;
-#else
-    std::vector<ExecContext *> thread;
-#endif
-
-    FunctionalMemory *mem;
-
-    MemInterface *icacheInterface;
-    MemInterface *dcacheInterface;
-
-    bool deferRegistration;
-
-    Counter numInsts;
-
-    Counter funcExeInst;
-};
-
-#endif
diff --git a/cpu/beta_cpu/iew.cc b/cpu/beta_cpu/iew.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 42436ff..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,34 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/iew_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/inst_queue.hh"
-
-template class SimpleIEW<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/iew.hh b/cpu/beta_cpu/iew.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 3e5fbe7..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,239 +0,0 @@
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- */
-
-//Todo: Update with statuses.
-//Need to handle delaying writes to the writeback bus if it's full at the
-//given time.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_IEW_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_IEW_HH__
-
-#include <queue>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
-
-template<class Impl>
-class SimpleIEW
-{
-  private:
-    //Typedefs from Impl
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-
-    typedef typename CPUPol::IQ IQ;
-    typedef typename CPUPol::RenameMap RenameMap;
-    typedef typename CPUPol::LDSTQ LDSTQ;
-
-    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
-    typedef typename CPUPol::IEWStruct IEWStruct;
-    typedef typename CPUPol::RenameStruct RenameStruct;
-    typedef typename CPUPol::IssueStruct IssueStruct;
-
-    friend class Impl::FullCPU;
-  public:
-    enum Status {
-        Running,
-        Blocked,
-        Idle,
-        Squashing,
-        Unblocking
-    };
-
-  private:
-    Status _status;
-    Status _issueStatus;
-    Status _exeStatus;
-    Status _wbStatus;
-
-  public:
-    class WritebackEvent : public Event {
-      private:
-        DynInstPtr inst;
-        SimpleIEW<Impl> *iewStage;
-
-      public:
-        WritebackEvent(DynInstPtr &_inst, SimpleIEW<Impl> *_iew);
-
-        virtual void process();
-        virtual const char *description();
-    };
-
-  public:
-    SimpleIEW(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
-
-    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
-
-    void setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr);
-
-    void setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr);
-
-    void setRenameMap(RenameMap *rm_ptr);
-
-    void squash();
-
-    void squashDueToBranch(DynInstPtr &inst);
-
-    void squashDueToMem(DynInstPtr &inst);
-
-    void block();
-
-    inline void unblock();
-
-    void wakeDependents(DynInstPtr &inst);
-
-    void instToCommit(DynInstPtr &inst);
-
-  private:
-    void dispatchInsts();
-
-    void executeInsts();
-
-  public:
-    void tick();
-
-    void iew();
-
-    //Interfaces to objects inside and outside of IEW.
-    /** Time buffer interface. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
-
-    /** Wire to get commit's output from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
-
-    /** Wire to write information heading to previous stages. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toRename;
-
-    /** Rename instruction queue interface. */
-    TimeBuffer<RenameStruct> *renameQueue;
-
-    /** Wire to get rename's output from rename queue. */
-    typename TimeBuffer<RenameStruct>::wire fromRename;
-
-    /** Issue stage queue. */
-    TimeBuffer<IssueStruct> issueToExecQueue;
-
-    /** Wire to read information from the issue stage time queue. */
-    typename TimeBuffer<IssueStruct>::wire fromIssue;
-
-    /**
-     * IEW stage time buffer.  Holds ROB indices of instructions that
-     * can be marked as completed.
-     */
-    TimeBuffer<IEWStruct> *iewQueue;
-
-    /** Wire to write infromation heading to commit. */
-    typename TimeBuffer<IEWStruct>::wire toCommit;
-
-    //Will need internal queue to hold onto instructions coming from
-    //the rename stage in case of a stall.
-    /** Skid buffer between rename and IEW. */
-    std::queue<RenameStruct> skidBuffer;
-
-  protected:
-    /** Instruction queue. */
-    IQ instQueue;
-
-    LDSTQ ldstQueue;
-
-#ifndef FULL_SYSTEM
-  public:
-    void lsqWriteback();
-#endif
-
-  private:
-    /** Pointer to rename map.  Might not want this stage to directly
-     *  access this though...
-     */
-    RenameMap *renameMap;
-
-    /** CPU interface. */
-    FullCPU *cpu;
-
-  private:
-    /** Commit to IEW delay, in ticks. */
-    unsigned commitToIEWDelay;
-
-    /** Rename to IEW delay, in ticks. */
-    unsigned renameToIEWDelay;
-
-    /**
-     * Issue to execute delay, in ticks.  What this actually represents is
-     * the amount of time it takes for an instruction to wake up, be
-     * scheduled, and sent to a FU for execution.
-     */
-    unsigned issueToExecuteDelay;
-
-    /** Width of issue's read path, in instructions.  The read path is both
-     *  the skid buffer and the rename instruction queue.
-     *  Note to self: is this really different than issueWidth?
-     */
-    unsigned issueReadWidth;
-
-    /** Width of issue, in instructions. */
-    unsigned issueWidth;
-
-    /** Width of execute, in instructions.  Might make more sense to break
-     *  down into FP vs int.
-     */
-    unsigned executeWidth;
-
-    /** Number of cycles stage has been squashing.  Used so that the stage
-     *  knows when it can start unblocking, which is when the previous stage
-     *  has received the stall signal and clears up its outputs.
-     */
-    unsigned cyclesSquashing;
-
-    Stats::Scalar<> iewIdleCycles;
-    Stats::Scalar<> iewSquashCycles;
-    Stats::Scalar<> iewBlockCycles;
-    Stats::Scalar<> iewUnblockCycles;
-//    Stats::Scalar<> iewWBInsts;
-    Stats::Scalar<> iewDispatchedInsts;
-    Stats::Scalar<> iewDispSquashedInsts;
-    Stats::Scalar<> iewDispLoadInsts;
-    Stats::Scalar<> iewDispStoreInsts;
-    Stats::Scalar<> iewDispNonSpecInsts;
-    Stats::Scalar<> iewIQFullEvents;
-    Stats::Scalar<> iewExecutedInsts;
-    Stats::Scalar<> iewExecLoadInsts;
-    Stats::Scalar<> iewExecStoreInsts;
-    Stats::Scalar<> iewExecSquashedInsts;
-    Stats::Scalar<> memOrderViolationEvents;
-    Stats::Scalar<> predictedTakenIncorrect;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_IEW_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/iew_impl.hh b/cpu/beta_cpu/iew_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 39c8548..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,736 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
- * All rights reserved.
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- * modification, are permitted provided that the following conditions are
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- * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
- * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
- * documentation and/or other materials provided with the distribution;
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- * this software without specific prior written permission.
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- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
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- * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
- * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
- * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-// @todo: Fix the instantaneous communication among all the stages within
-// iew.  There's a clear delay between issue and execute, yet backwards
-// communication happens simultaneously.
-// Update the statuses for each stage.
-
-#include <queue>
-
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/iew.hh"
-
-template<class Impl>
-SimpleIEW<Impl>::WritebackEvent::WritebackEvent(DynInstPtr &_inst,
-                                                SimpleIEW<Impl> *_iew)
-    : Event(&mainEventQueue, CPU_Tick_Pri), inst(_inst), iewStage(_iew)
-{
-    this->setFlags(Event::AutoDelete);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::WritebackEvent::process()
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: WRITEBACK EVENT!!!!\n");
-
-    // Need to insert instruction into queue to commit
-    iewStage->instToCommit(inst);
-    // Need to execute second half of the instruction, do actual writing to
-    // registers and such
-    inst->execute();
-}
-
-template<class Impl>
-const char *
-SimpleIEW<Impl>::WritebackEvent::description()
-{
-    return "LSQ writeback event";
-}
-
-template<class Impl>
-SimpleIEW<Impl>::SimpleIEW(Params &params)
-    : // Just make this time buffer really big for now
-      issueToExecQueue(5, 5),
-      instQueue(params),
-      ldstQueue(params),
-      commitToIEWDelay(params.commitToIEWDelay),
-      renameToIEWDelay(params.renameToIEWDelay),
-      issueToExecuteDelay(params.issueToExecuteDelay),
-      issueReadWidth(params.issueWidth),
-      issueWidth(params.issueWidth),
-      executeWidth(params.executeWidth)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: executeIntWidth: %i.\n", params.executeIntWidth);
-    _status = Idle;
-    _issueStatus = Idle;
-    _exeStatus = Idle;
-    _wbStatus = Idle;
-
-    // Setup wire to read instructions coming from issue.
-    fromIssue = issueToExecQueue.getWire(-issueToExecuteDelay);
-
-    // Instruction queue needs the queue between issue and execute.
-    instQueue.setIssueToExecuteQueue(&issueToExecQueue);
-
-    ldstQueue.setIEW(this);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::regStats()
-{
-    instQueue.regStats();
-
-    iewIdleCycles
-        .name(name() + ".iewIdleCycles")
-        .desc("Number of cycles IEW is idle");
-
-    iewSquashCycles
-        .name(name() + ".iewSquashCycles")
-        .desc("Number of cycles IEW is squashing");
-
-    iewBlockCycles
-        .name(name() + ".iewBlockCycles")
-        .desc("Number of cycles IEW is blocking");
-
-    iewUnblockCycles
-        .name(name() + ".iewUnblockCycles")
-        .desc("Number of cycles IEW is unblocking");
-
-//    iewWBInsts;
-
-    iewDispatchedInsts
-        .name(name() + ".iewDispatchedInsts")
-        .desc("Number of instructions dispatched to IQ");
-
-    iewDispSquashedInsts
-        .name(name() + ".iewDispSquashedInsts")
-        .desc("Number of squashed instructions skipped by dispatch");
-
-    iewDispLoadInsts
-        .name(name() + ".iewDispLoadInsts")
-        .desc("Number of dispatched load instructions");
-
-    iewDispStoreInsts
-        .name(name() + ".iewDispStoreInsts")
-        .desc("Number of dispatched store instructions");
-
-    iewDispNonSpecInsts
-        .name(name() + ".iewDispNonSpecInsts")
-        .desc("Number of dispatched non-speculative instructions");
-
-    iewIQFullEvents
-        .name(name() + ".iewIQFullEvents")
-        .desc("Number of times the IQ has become full, causing a stall");
-
-    iewExecutedInsts
-        .name(name() + ".iewExecutedInsts")
-        .desc("Number of executed instructions");
-
-    iewExecLoadInsts
-        .name(name() + ".iewExecLoadInsts")
-        .desc("Number of load instructions executed");
-
-    iewExecStoreInsts
-        .name(name() + ".iewExecStoreInsts")
-        .desc("Number of store instructions executed");
-
-    iewExecSquashedInsts
-        .name(name() + ".iewExecSquashedInsts")
-        .desc("Number of squashed instructions skipped in execute");
-
-    memOrderViolationEvents
-        .name(name() + ".memOrderViolationEvents")
-        .desc("Number of memory order violations");
-
-    predictedTakenIncorrect
-        .name(name() + ".predictedTakenIncorrect")
-        .desc("Number of branches that were predicted taken incorrectly");
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting CPU pointer.\n");
-    cpu = cpu_ptr;
-
-    instQueue.setCPU(cpu_ptr);
-    ldstQueue.setCPU(cpu_ptr);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting time buffer pointer.\n");
-    timeBuffer = tb_ptr;
-
-    // Setup wire to read information from time buffer, from commit.
-    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToIEWDelay);
-
-    // Setup wire to write information back to previous stages.
-    toRename = timeBuffer->getWire(0);
-
-    // Instruction queue also needs main time buffer.
-    instQueue.setTimeBuffer(tb_ptr);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting rename queue pointer.\n");
-    renameQueue = rq_ptr;
-
-    // Setup wire to read information from rename queue.
-    fromRename = renameQueue->getWire(-renameToIEWDelay);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting IEW queue pointer.\n");
-    iewQueue = iq_ptr;
-
-    // Setup wire to write instructions to commit.
-    toCommit = iewQueue->getWire(0);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::setRenameMap(RenameMap *rm_ptr)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting rename map pointer.\n");
-    renameMap = rm_ptr;
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::squash()
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Squashing all instructions.\n");
-    _status = Squashing;
-
-    // Tell the IQ to start squashing.
-    instQueue.squash();
-
-    // Tell the LDSTQ to start squashing.
-    ldstQueue.squash(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::squashDueToBranch(DynInstPtr &inst)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Squashing from a specific instruction, PC: %#x.\n",
-            inst->PC);
-    // Perhaps leave the squashing up to the ROB stage to tell it when to
-    // squash?
-    _status = Squashing;
-
-    // Tell rename to squash through the time buffer.
-    toCommit->squash = true;
-    // Also send PC update information back to prior stages.
-    toCommit->squashedSeqNum = inst->seqNum;
-    toCommit->mispredPC = inst->readPC();
-    toCommit->nextPC = inst->readNextPC();
-    toCommit->branchMispredict = true;
-    // Prediction was incorrect, so send back inverse.
-    toCommit->branchTaken = inst->readNextPC() !=
-        (inst->readPC() + sizeof(MachInst));
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::squashDueToMem(DynInstPtr &inst)
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Squashing from a specific instruction, PC: %#x.\n",
-            inst->PC);
-    // Perhaps leave the squashing up to the ROB stage to tell it when to
-    // squash?
-    _status = Squashing;
-
-    // Tell rename to squash through the time buffer.
-    toCommit->squash = true;
-    // Also send PC update information back to prior stages.
-    toCommit->squashedSeqNum = inst->seqNum;
-    toCommit->nextPC = inst->readNextPC();
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::block()
-{
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Blocking.\n");
-    // Set the status to Blocked.
-    _status = Blocked;
-
-    // Add the current inputs to the skid buffer so they can be
-    // reprocessed when this stage unblocks.
-    skidBuffer.push(*fromRename);
-
-    // Note that this stage only signals previous stages to stall when
-    // it is the cause of the stall originates at this stage.  Otherwise
-    // the previous stages are expected to check all possible stall signals.
-}
-
-template<class Impl>
-inline void
-SimpleIEW<Impl>::unblock()
-{
-    // Check if there's information in the skid buffer.  If there is, then
-    // set status to unblocking, otherwise set it directly to running.
-    DPRINTF(IEW, "IEW: Reading instructions out of the skid "
-            "buffer.\n");
-    // Remove the now processed instructions from the skid buffer.
-    skidBuffer.pop();
-
-    // If there's still information in the skid buffer, then
-    // continue to tell previous stages to stall.  They will be
-    // able to restart once the skid buffer is empty.
-    if (!skidBuffer.empty()) {
-        toRename->iewInfo.stall = true;
-    } else {
-        DPRINTF(IEW, "IEW: Stage is done unblocking.\n");
-        _status = Running;
-    }
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &inst)
-{
-    instQueue.wakeDependents(inst);
-}
-
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::instToCommit(DynInstPtr &inst)
-{
-
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::dispatchInsts()
-{
-    ////////////////////////////////////////
-    // DISPATCH/ISSUE stage
-    ////////////////////////////////////////
-
-    //Put into its own function?
-    //Add instructions to IQ if there are any instructions there
-
-    // Check if there are any instructions coming from rename, and we're.
-    // not squashing.
-    if (fromRename->size > 0) {
-        int insts_to_add = fromRename->size;
-
-        // Loop through the instructions, putting them in the instruction
-        // queue.
-        for (int inst_num = 0; inst_num < insts_to_add; ++inst_num)
-        {
-            DynInstPtr inst = fromRename->insts[inst_num];
-
-            // Make sure there's a valid instruction there.
-            assert(inst);
-
-            DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Adding PC %#x to IQ.\n",
-                    inst->readPC());
-
-            // Be sure to mark these instructions as ready so that the
-            // commit stage can go ahead and execute them, and mark
-            // them as issued so the IQ doesn't reprocess them.
-            if (inst->isSquashed()) {
-                ++iewDispSquashedInsts;
-                continue;
-            } else if (instQueue.isFull()) {
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: IQ has become full.\n");
-                // Call function to start blocking.
-                block();
-                // Tell previous stage to stall.
-                toRename->iewInfo.stall = true;
-
-                ++iewIQFullEvents;
-                break;
-            } else if (inst->isLoad()) {
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Memory instruction "
-                        "encountered, adding to LDSTQ.\n");
-
-                // Reserve a spot in the load store queue for this
-                // memory access.
-                ldstQueue.insertLoad(inst);
-
-                ++iewDispLoadInsts;
-            } else if (inst->isStore()) {
-                ldstQueue.insertStore(inst);
-
-                ++iewDispStoreInsts;
-            } else if (inst->isNonSpeculative()) {
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Nonspeculative instruction "
-                        "encountered, skipping.\n");
-
-                // Same hack as with stores.
-                inst->setCanCommit();
-
-                // Specificall insert it as nonspeculative.
-                instQueue.insertNonSpec(inst);
-
-                ++iewDispNonSpecInsts;
-
-                continue;
-            } else if (inst->isNop()) {
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Nop instruction encountered "
-                        ", skipping.\n");
-
-                inst->setIssued();
-                inst->setExecuted();
-                inst->setCanCommit();
-
-                instQueue.advanceTail(inst);
-
-                continue;
-            } else if (inst->isExecuted()) {
-                assert(0 && "Instruction shouldn't be executed.\n");
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Executed branch encountered, "
-                        "skipping.\n");
-
-                inst->setIssued();
-                inst->setCanCommit();
-
-                instQueue.advanceTail(inst);
-
-                continue;
-            }
-
-            // If the instruction queue is not full, then add the
-            // instruction.
-            instQueue.insert(fromRename->insts[inst_num]);
-
-            ++iewDispatchedInsts;
-        }
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::executeInsts()
-{
-    ////////////////////////////////////////
-    //EXECUTE/WRITEBACK stage
-    ////////////////////////////////////////
-
-    //Put into its own function?
-    //Similarly should probably have separate execution for int vs FP.
-    // Above comment is handled by the issue queue only issuing a valid
-    // mix of int/fp instructions.
-    //Actually okay to just have one execution, buuuuuut will need
-    //somewhere that defines the execution latency of all instructions.
-    // @todo: Move to the FU pool used in the current full cpu.
-
-    int fu_usage = 0;
-    bool fetch_redirect = false;
-    int inst_slot = 0;
-    int time_slot = 0;
-
-    // Execute/writeback any instructions that are available.
-    for (int inst_num = 0;
-         fu_usage < executeWidth && /* Haven't exceeded available FU's. */
-             inst_num < issueWidth &&
-             fromIssue->insts[inst_num];
-         ++inst_num) {
-
-        DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Executing instructions from IQ.\n");
-
-        // Get instruction from issue's queue.
-        DynInstPtr inst = fromIssue->insts[inst_num];
-
-        DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Processing PC %#x.\n", inst->readPC());
-
-        // Check if the instruction is squashed; if so then skip it
-        // and don't count it towards the FU usage.
-        if (inst->isSquashed()) {
-            DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Instruction was squashed.\n");
-
-            // Consider this instruction executed so that commit can go
-            // ahead and retire the instruction.
-            inst->setExecuted();
-
-            toCommit->insts[inst_num] = inst;
-
-            ++iewExecSquashedInsts;
-
-            continue;
-        }
-
-        inst->setExecuted();
-
-        // If an instruction is executed, then count it towards FU usage.
-        ++fu_usage;
-
-        // Execute instruction.
-        // Note that if the instruction faults, it will be handled
-        // at the commit stage.
-        if (inst->isMemRef()) {
-            DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Calculating address for memory "
-                    "reference.\n");
-
-            // Tell the LDSTQ to execute this instruction (if it is a load).
-            if (inst->isLoad()) {
-                ldstQueue.executeLoad(inst);
-
-                ++iewExecLoadInsts;
-            } else if (inst->isStore()) {
-                ldstQueue.executeStore(inst);
-
-                ++iewExecStoreInsts;
-            } else {
-                panic("IEW: Unexpected memory type!\n");
-            }
-
-        } else {
-            inst->execute();
-
-            ++iewExecutedInsts;
-        }
-
-        // First check the time slot that this instruction will write
-        // to.  If there are free write ports at the time, then go ahead
-        // and write the instruction to that time.  If there are not,
-        // keep looking back to see where's the first time there's a
-        // free slot.  What happens if you run out of free spaces?
-        // For now naively assume that all instructions take one cycle.
-        // Otherwise would have to look into the time buffer based on the
-        // latency of the instruction.
-        (*iewQueue)[time_slot].insts[inst_slot];
-        while ((*iewQueue)[time_slot].insts[inst_slot]) {
-            if (inst_slot < issueWidth) {
-                ++inst_slot;
-            } else {
-                ++time_slot;
-                inst_slot = 0;
-            }
-
-            assert(time_slot < 5);
-        }
-
-        // May actually have to work this out, especially with loads and stores
-
-        // Add finished instruction to queue to commit.
-        (*iewQueue)[time_slot].insts[inst_slot] = inst;
-        (*iewQueue)[time_slot].size++;
-
-        // Check if branch was correct.  This check happens after the
-        // instruction is added to the queue because even if the branch
-        // is mispredicted, the branch instruction itself is still valid.
-        // Only handle this if there hasn't already been something that
-        // redirects fetch in this group of instructions.
-        if (!fetch_redirect) {
-            if (inst->mispredicted()) {
-                fetch_redirect = true;
-
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Branch mispredict detected.\n");
-                DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Redirecting fetch to PC: %#x.\n",
-                        inst->nextPC);
-
-                // If incorrect, then signal the ROB that it must be squashed.
-                squashDueToBranch(inst);
-
-                if (inst->predTaken()) {
-                    predictedTakenIncorrect++;
-                }
-            } else if (ldstQueue.violation()) {
-                fetch_redirect = true;
-
-                // Get the DynInst that caused the violation.
-                DynInstPtr violator = ldstQueue.getMemDepViolator();
-
-                DPRINTF(IEW, "IEW: LDSTQ detected a violation.  Violator PC: "
-                        "%#x, inst PC: %#x.  Addr is: %#x.\n",
-                        violator->readPC(), inst->readPC(), inst->physEffAddr);
-
-                // Tell the instruction queue that a violation has occured.
-                instQueue.violation(inst, violator);
-
-                // Squash.
-                squashDueToMem(inst);
-
-                ++memOrderViolationEvents;
-            }
-        }
-    }
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::tick()
-{
-    // Considering putting all the state-determining stuff in this section.
-
-    // Try to fill up issue queue with as many instructions as bandwidth
-    // allows.
-    // Decode should try to execute as many instructions as its bandwidth
-    // will allow, as long as it is not currently blocked.
-
-    // Check if the stage is in a running status.
-    if (_status != Blocked && _status != Squashing) {
-        DPRINTF(IEW, "IEW: Status is not blocked, attempting to run "
-                     "stage.\n");
-        iew();
-
-        // If it's currently unblocking, check to see if it should switch
-        // to running.
-        if (_status == Unblocking) {
-            unblock();
-
-            ++iewUnblockCycles;
-        }
-    } else if (_status == Squashing) {
-
-        DPRINTF(IEW, "IEW: Still squashing.\n");
-
-        // Check if stage should remain squashing.  Stop squashing if the
-        // squash signal clears.
-        if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
-            !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-            DPRINTF(IEW, "IEW: Done squashing, changing status to "
-                    "running.\n");
-
-            _status = Running;
-            instQueue.stopSquash();
-        } else {
-            instQueue.doSquash();
-        }
-
-        ++iewSquashCycles;
-    } else if (_status == Blocked) {
-        // Continue to tell previous stage to stall.
-        toRename->iewInfo.stall = true;
-
-        // Check if possible stall conditions have cleared.
-        if (!fromCommit->commitInfo.stall &&
-            !instQueue.isFull()) {
-            DPRINTF(IEW, "IEW: Stall signals cleared, going to unblock.\n");
-            _status = Unblocking;
-        }
-
-        // If there's still instructions coming from rename, continue to
-        // put them on the skid buffer.
-        if (fromRename->size == 0) {
-            block();
-        }
-
-        if (fromCommit->commitInfo.squash ||
-            fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-            squash();
-        }
-
-        ++iewBlockCycles;
-    }
-
-    // @todo: Maybe put these at the beginning, so if it's idle it can
-    // return early.
-    // Write back number of free IQ entries here.
-    toRename->iewInfo.freeIQEntries = instQueue.numFreeEntries();
-
-    ldstQueue.writebackStores();
-
-    // Check the committed load/store signals to see if there's a load
-    // or store to commit.  Also check if it's being told to execute a
-    // nonspeculative instruction.
-    // This is pretty inefficient...
-    if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
-        !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-        ldstQueue.commitStores(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-        ldstQueue.commitLoads(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-    }
-
-    if (fromCommit->commitInfo.nonSpecSeqNum != 0) {
-        instQueue.scheduleNonSpec(fromCommit->commitInfo.nonSpecSeqNum);
-    }
-
-    DPRINTF(IEW, "IEW: IQ has %i free entries.\n",
-            instQueue.numFreeEntries());
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::iew()
-{
-    // Might want to put all state checks in the tick() function.
-    // Check if being told to stall from commit.
-    if (fromCommit->commitInfo.stall) {
-        block();
-        return;
-    } else if (fromCommit->commitInfo.squash ||
-               fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-        // Also check if commit is telling this stage to squash.
-        squash();
-        return;
-    }
-
-    dispatchInsts();
-
-    // Have the instruction queue try to schedule any ready instructions.
-    instQueue.scheduleReadyInsts();
-
-    executeInsts();
-
-    // Loop through the head of the time buffer and wake any dependents.
-    // These instructions are about to write back.  In the simple model
-    // this loop can really happen within the previous loop, but when
-    // instructions have actual latencies, this loop must be separate.
-    // Also mark scoreboard that this instruction is finally complete.
-    // Either have IEW have direct access to rename map, or have this as
-    // part of backwards communication.
-    for (int inst_num = 0; inst_num < issueWidth &&
-             toCommit->insts[inst_num]; inst_num++)
-    {
-        DynInstPtr inst = toCommit->insts[inst_num];
-
-        DPRINTF(IEW, "IEW: Sending instructions to commit, PC %#x.\n",
-                inst->readPC());
-
-        if(!inst->isSquashed()) {
-            instQueue.wakeDependents(inst);
-
-            for (int i = 0; i < inst->numDestRegs(); i++)
-            {
-                renameMap->markAsReady(inst->renamedDestRegIdx(i));
-            }
-        }
-    }
-
-    // Also should advance its own time buffers if the stage ran.
-    // Not the best place for it, but this works (hopefully).
-    issueToExecQueue.advance();
-}
-
-#ifndef FULL_SYSTEM
-template<class Impl>
-void
-SimpleIEW<Impl>::lsqWriteback()
-{
-    ldstQueue.writebackAllInsts();
-}
-#endif
diff --git a/cpu/beta_cpu/inst_queue.cc b/cpu/beta_cpu/inst_queue.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 2362fe2..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,38 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
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- * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/inst_queue_impl.hh"
-
-// Force instantiation of InstructionQueue.
-template class InstructionQueue<AlphaSimpleImpl>;
-
-template<>
-unsigned
-InstructionQueue<AlphaSimpleImpl>::DependencyEntry::mem_alloc_counter = 0;
diff --git a/cpu/beta_cpu/inst_queue.hh b/cpu/beta_cpu/inst_queue.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 02dc122..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,336 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * documentation and/or other materials provided with the distribution;
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- * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
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- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_INST_QUEUE_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_INST_QUEUE_HH__
-
-#include <list>
-#include <map>
-#include <queue>
-#include <vector>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-#include "sim/host.hh"
-
-/**
- * A standard instruction queue class.  It holds ready instructions, in
- * order, in seperate priority queues to facilitate the scheduling of
- * instructions.  The IQ uses a separate linked list to track dependencies.
- * Similar to the rename map and the free list, it expects that
- * floating point registers have their indices start after the integer
- * registers (ie with 96 int and 96 fp registers, regs 0-95 are integer
- * and 96-191 are fp).  This remains true even for both logical and
- * physical register indices.
- */
-template <class Impl>
-class InstructionQueue
-{
-  public:
-    //Typedefs from the Impl.
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-
-    typedef typename Impl::CPUPol::MemDepUnit MemDepUnit;
-    typedef typename Impl::CPUPol::IssueStruct IssueStruct;
-    typedef typename Impl::CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
-
-    // Typedef of iterator through the list of instructions.  Might be
-    // better to untie this from the FullCPU or pass its information to
-    // the stages.
-    typedef typename std::list<DynInstPtr>::iterator ListIt;
-
-    /**
-     * Struct for comparing entries to be added to the priority queue.  This
-     * gives reverse ordering to the instructions in terms of sequence
-     * numbers: the instructions with smaller sequence numbers (and hence
-     * are older) will be at the top of the priority queue.
-     */
-    struct pqCompare
-    {
-        bool operator() (const DynInstPtr &lhs, const DynInstPtr &rhs) const
-        {
-            return lhs->seqNum > rhs->seqNum;
-        }
-    };
-
-    /**
-     * Struct for comparing entries to be added to the set.  This gives
-     * standard ordering in terms of sequence numbers.
-     */
-    struct setCompare
-    {
-        bool operator() (const DynInstPtr &lhs, const DynInstPtr &rhs) const
-        {
-            return lhs->seqNum < rhs->seqNum;
-        }
-    };
-
-    typedef std::priority_queue<DynInstPtr, vector<DynInstPtr>, pqCompare>
-    ReadyInstQueue;
-
-    InstructionQueue(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void setCPU(FullCPU *cpu);
-
-    void setIssueToExecuteQueue(TimeBuffer<IssueStruct> *i2eQueue);
-
-    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
-
-    unsigned numFreeEntries();
-
-    bool isFull();
-
-    void insert(DynInstPtr &new_inst);
-
-    void insertNonSpec(DynInstPtr &new_inst);
-
-    void advanceTail(DynInstPtr &inst);
-
-    void scheduleReadyInsts();
-
-    void scheduleNonSpec(const InstSeqNum &inst);
-
-    void wakeDependents(DynInstPtr &completed_inst);
-
-    void violation(DynInstPtr &store, DynInstPtr &faulting_load);
-
-    // Change this to take in the sequence number
-    void squash();
-
-    void doSquash();
-
-    void stopSquash();
-
-  private:
-    /** Pointer to the CPU. */
-    FullCPU *cpu;
-
-    /** The memory dependence unit, which tracks/predicts memory dependences
-     *  between instructions.
-     */
-    MemDepUnit memDepUnit;
-
-    /** The queue to the execute stage.  Issued instructions will be written
-     *  into it.
-     */
-    TimeBuffer<IssueStruct> *issueToExecuteQueue;
-
-    /** The backwards time buffer. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
-
-    /** Wire to read information from timebuffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
-
-    enum InstList {
-        Int,
-        Float,
-        Branch,
-        Memory,
-        Misc,
-        Squashed,
-        None
-    };
-
-    /** List of ready int instructions.  Used to keep track of the order in
-     *  which instructions should issue.
-     */
-    ReadyInstQueue readyIntInsts;
-
-    /** List of ready floating point instructions. */
-    ReadyInstQueue readyFloatInsts;
-
-    /** List of ready branch instructions. */
-    ReadyInstQueue readyBranchInsts;
-
-    /** List of ready miscellaneous instructions. */
-    ReadyInstQueue readyMiscInsts;
-
-    /** List of squashed instructions (which are still valid and in IQ).
-     *  Implemented using a priority queue; the entries must contain both
-     *  the IQ index and sequence number of each instruction so that
-     *  ordering based on sequence numbers can be used.
-     */
-    ReadyInstQueue squashedInsts;
-
-    /** List of non-speculative instructions that will be scheduled
-     *  once the IQ gets a signal from commit.  While it's redundant to
-     *  have the key be a part of the value (the sequence number is stored
-     *  inside of DynInst), when these instructions are woken up only
-     *  the sequence number will be available.  Thus it is most efficient to be
-     *  able to search by the sequence number alone.
-     */
-    std::map<InstSeqNum, DynInstPtr> nonSpecInsts;
-
-    typedef typename std::map<InstSeqNum, DynInstPtr>::iterator non_spec_it_t;
-
-    /** Number of free IQ entries left. */
-    unsigned freeEntries;
-
-    /** The number of entries in the instruction queue. */
-    unsigned numEntries;
-
-    /** The number of integer instructions that can be issued in one
-     *  cycle.
-     */
-    unsigned intWidth;
-
-    /** The number of floating point instructions that can be issued
-     *  in one cycle.
-     */
-    unsigned floatWidth;
-
-    /** The number of branches that can be issued in one cycle. */
-    unsigned branchWidth;
-
-    /** The number of memory instructions that can be issued in one cycle. */
-    unsigned memoryWidth;
-
-    /** The total number of instructions that can be issued in one cycle. */
-    unsigned totalWidth;
-
-    //The number of physical registers in the CPU.
-    unsigned numPhysRegs;
-
-    /** The number of physical integer registers in the CPU. */
-    unsigned numPhysIntRegs;
-
-    /** The number of floating point registers in the CPU. */
-    unsigned numPhysFloatRegs;
-
-    /** Delay between commit stage and the IQ.
-     *  @todo: Make there be a distinction between the delays within IEW.
-     */
-    unsigned commitToIEWDelay;
-
-    //////////////////////////////////
-    // Variables needed for squashing
-    //////////////////////////////////
-
-    /** The sequence number of the squashed instruction. */
-    InstSeqNum squashedSeqNum;
-
-    /** Iterator that points to the youngest instruction in the IQ. */
-    ListIt tail;
-
-    /** Iterator that points to the last instruction that has been squashed.
-     *  This will not be valid unless the IQ is in the process of squashing.
-     */
-    ListIt squashIt;
-
-    ///////////////////////////////////
-    // Dependency graph stuff
-    ///////////////////////////////////
-
-    class DependencyEntry
-    {
-      public:
-        DynInstPtr inst;
-        //Might want to include data about what arch. register the
-        //dependence is waiting on.
-        DependencyEntry *next;
-
-        //This function, and perhaps this whole class, stand out a little
-        //bit as they don't fit a classification well.  I want access
-        //to the underlying structure of the linked list, yet at
-        //the same time it feels like this should be something abstracted
-        //away.  So for now it will sit here, within the IQ, until
-        //a better implementation is decided upon.
-        // This function probably shouldn't be within the entry...
-        void insert(DynInstPtr &new_inst);
-
-        void remove(DynInstPtr &inst_to_remove);
-
-        // Debug variable, remove when done testing.
-        static unsigned mem_alloc_counter;
-    };
-
-    /** Array of linked lists.  Each linked list is a list of all the
-     *  instructions that depend upon a given register.  The actual
-     *  register's index is used to index into the graph; ie all
-     *  instructions in flight that are dependent upon r34 will be
-     *  in the linked list of dependGraph[34].
-     */
-    DependencyEntry *dependGraph;
-
-    /** A cache of the recently woken registers.  It is 1 if the register
-     *  has been woken up recently, and 0 if the register has been added
-     *  to the dependency graph and has not yet received its value.  It
-     *  is basically a secondary scoreboard, and should pretty much mirror
-     *  the scoreboard that exists in the rename map.
-     */
-    vector<bool> regScoreboard;
-
-    bool addToDependents(DynInstPtr &new_inst);
-    void insertDependency(DynInstPtr &new_inst);
-    void createDependency(DynInstPtr &new_inst);
-
-    void addIfReady(DynInstPtr &inst);
-
-  private:
-    /** Debugging function to count how many entries are in the IQ.  It does
-     *  a linear walk through the instructions, so do not call this function
-     *  during normal execution.
-     */
-    int countInsts();
-
-    /** Debugging function to dump out the dependency graph.
-     */
-    void dumpDependGraph();
-
-    /** Debugging function to dump all the list sizes, as well as print
-     *  out the list of nonspeculative instructions.  Should not be used
-     *  in any other capacity, but it has no harmful sideaffects.
-     */
-    void dumpLists();
-
-    Stats::Scalar<> iqInstsAdded;
-    Stats::Scalar<> iqNonSpecInstsAdded;
-//    Stats::Scalar<> iqIntInstsAdded;
-    Stats::Scalar<> iqIntInstsIssued;
-//    Stats::Scalar<> iqFloatInstsAdded;
-    Stats::Scalar<> iqFloatInstsIssued;
-//    Stats::Scalar<> iqBranchInstsAdded;
-    Stats::Scalar<> iqBranchInstsIssued;
-//    Stats::Scalar<> iqMemInstsAdded;
-    Stats::Scalar<> iqMemInstsIssued;
-//    Stats::Scalar<> iqMiscInstsAdded;
-    Stats::Scalar<> iqMiscInstsIssued;
-    Stats::Scalar<> iqSquashedInstsIssued;
-    Stats::Scalar<> iqLoopSquashStalls;
-    Stats::Scalar<> iqSquashedInstsExamined;
-    Stats::Scalar<> iqSquashedOperandsExamined;
-    Stats::Scalar<> iqSquashedNonSpecRemoved;
-
-};
-
-#endif //__CPU_BETA_CPU_INST_QUEUE_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/inst_queue_impl.hh b/cpu/beta_cpu/inst_queue_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 5150434..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,1135 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
- * All rights reserved.
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- * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
- * documentation and/or other materials provided with the distribution;
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- * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
- * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
- * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-// Todo:
-// Current ordering allows for 0 cycle added-to-scheduled.  Could maybe fake
-// it; either do in reverse order, or have added instructions put into a
-// different ready queue that, in scheduleRreadyInsts(), gets put onto the
-// normal ready queue.  This would however give only a one cycle delay,
-// but probably is more flexible to actually add in a delay parameter than
-// just running it backwards.
-
-#include <vector>
-
-#include "sim/root.hh"
-
-#include "cpu/beta_cpu/inst_queue.hh"
-
-// Either compile error or max int due to sign extension.
-// Hack to avoid compile warnings.
-const InstSeqNum MaxInstSeqNum = 0 - 1;
-
-template <class Impl>
-InstructionQueue<Impl>::InstructionQueue(Params &params)
-    : memDepUnit(params),
-      numEntries(params.numIQEntries),
-      intWidth(params.executeIntWidth),
-      floatWidth(params.executeFloatWidth),
-      branchWidth(params.executeBranchWidth),
-      memoryWidth(params.executeMemoryWidth),
-      totalWidth(params.issueWidth),
-      numPhysIntRegs(params.numPhysIntRegs),
-      numPhysFloatRegs(params.numPhysFloatRegs),
-      commitToIEWDelay(params.commitToIEWDelay)
-{
-    // Initialize the number of free IQ entries.
-    freeEntries = numEntries;
-
-    // Set the number of physical registers as the number of int + float
-    numPhysRegs = numPhysIntRegs + numPhysFloatRegs;
-
-    DPRINTF(IQ, "IQ: There are %i physical registers.\n", numPhysRegs);
-
-    //Create an entry for each physical register within the
-    //dependency graph.
-    dependGraph = new DependencyEntry[numPhysRegs];
-
-    // Resize the register scoreboard.
-    regScoreboard.resize(numPhysRegs);
-
-    // Initialize all the head pointers to point to NULL, and all the
-    // entries as unready.
-    // Note that in actuality, the registers corresponding to the logical
-    // registers start off as ready.  However this doesn't matter for the
-    // IQ as the instruction should have been correctly told if those
-    // registers are ready in rename.  Thus it can all be initialized as
-    // unready.
-    for (int i = 0; i < numPhysRegs; ++i)
-    {
-        dependGraph[i].next = NULL;
-        dependGraph[i].inst = NULL;
-        regScoreboard[i] = false;
-    }
-
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::regStats()
-{
-    iqInstsAdded
-        .name(name() + ".iqInstsAdded")
-        .desc("Number of instructions added to the IQ (excludes non-spec)")
-        .prereq(iqInstsAdded);
-
-    iqNonSpecInstsAdded
-        .name(name() + ".iqNonSpecInstsAdded")
-        .desc("Number of non-speculative instructions added to the IQ")
-        .prereq(iqNonSpecInstsAdded);
-
-//    iqIntInstsAdded;
-
-    iqIntInstsIssued
-        .name(name() + ".iqIntInstsIssued")
-        .desc("Number of integer instructions issued")
-        .prereq(iqIntInstsIssued);
-
-//    iqFloatInstsAdded;
-
-    iqFloatInstsIssued
-        .name(name() + ".iqFloatInstsIssued")
-        .desc("Number of float instructions issued")
-        .prereq(iqFloatInstsIssued);
-
-//    iqBranchInstsAdded;
-
-    iqBranchInstsIssued
-        .name(name() + ".iqBranchInstsIssued")
-        .desc("Number of branch instructions issued")
-        .prereq(iqBranchInstsIssued);
-
-//    iqMemInstsAdded;
-
-    iqMemInstsIssued
-        .name(name() + ".iqMemInstsIssued")
-        .desc("Number of memory instructions issued")
-        .prereq(iqMemInstsIssued);
-
-//    iqMiscInstsAdded;
-
-    iqMiscInstsIssued
-        .name(name() + ".iqMiscInstsIssued")
-        .desc("Number of miscellaneous instructions issued")
-        .prereq(iqMiscInstsIssued);
-
-    iqSquashedInstsIssued
-        .name(name() + ".iqSquashedInstsIssued")
-        .desc("Number of squashed instructions issued")
-        .prereq(iqSquashedInstsIssued);
-
-    iqLoopSquashStalls
-        .name(name() + ".iqLoopSquashStalls")
-        .desc("Number of times issue loop had to restart due to squashed "
-              "inst; mainly for profiling")
-        .prereq(iqLoopSquashStalls);
-
-    iqSquashedInstsExamined
-        .name(name() + ".iqSquashedInstsExamined")
-        .desc("Number of squashed instructions iterated over during squash;"
-              " mainly for profiling")
-        .prereq(iqSquashedInstsExamined);
-
-    iqSquashedOperandsExamined
-        .name(name() + ".iqSquashedOperandsExamined")
-        .desc("Number of squashed operands that are examined and possibly "
-              "removed from graph")
-        .prereq(iqSquashedOperandsExamined);
-
-    iqSquashedNonSpecRemoved
-        .name(name() + ".iqSquashedNonSpecRemoved")
-        .desc("Number of squashed non-spec instructions that were removed")
-        .prereq(iqSquashedNonSpecRemoved);
-
-    // Tell mem dependence unit to reg stats as well.
-    memDepUnit.regStats();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    cpu = cpu_ptr;
-
-    tail = cpu->instList.begin();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::setIssueToExecuteQueue(
-                        TimeBuffer<IssueStruct> *i2e_ptr)
-{
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Set the issue to execute queue.\n");
-    issueToExecuteQueue = i2e_ptr;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
-{
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Set the time buffer.\n");
-    timeBuffer = tb_ptr;
-
-    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToIEWDelay);
-}
-
-template <class Impl>
-unsigned
-InstructionQueue<Impl>::numFreeEntries()
-{
-    return freeEntries;
-}
-
-// Might want to do something more complex if it knows how many instructions
-// will be issued this cycle.
-template <class Impl>
-bool
-InstructionQueue<Impl>::isFull()
-{
-    if (freeEntries == 0) {
-        return(true);
-    } else {
-        return(false);
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::insert(DynInstPtr &new_inst)
-{
-    // Make sure the instruction is valid
-    assert(new_inst);
-
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Adding instruction PC %#x to the IQ.\n",
-            new_inst->readPC());
-
-    // Check if there are any free entries.  Panic if there are none.
-    // Might want to have this return a fault in the future instead of
-    // panicing.
-    assert(freeEntries != 0);
-
-    // If the IQ currently has nothing in it, then there's a possibility
-    // that the tail iterator is invalid (might have been pointing at an
-    // instruction that was retired).  Reset the tail iterator.
-    if (freeEntries == numEntries) {
-        tail = cpu->instList.begin();
-    }
-
-    // Move the tail iterator.  Instructions may not have been issued
-    // to the IQ, so we may have to increment the iterator more than once.
-    while ((*tail) != new_inst) {
-        tail++;
-
-        // Make sure the tail iterator points at something legal.
-        assert(tail != cpu->instList.end());
-    }
-
-
-    // Decrease the number of free entries.
-    --freeEntries;
-
-    // Look through its source registers (physical regs), and mark any
-    // dependencies.
-    addToDependents(new_inst);
-
-    // Have this instruction set itself as the producer of its destination
-    // register(s).
-    createDependency(new_inst);
-
-    // If it's a memory instruction, add it to the memory dependency
-    // unit.
-    if (new_inst->isMemRef()) {
-        memDepUnit.insert(new_inst);
-        // Uh..forgot to look it up and put it on the proper dependency list
-        // if the instruction should not go yet.
-    } else {
-        // If the instruction is ready then add it to the ready list.
-        addIfReady(new_inst);
-    }
-
-    ++iqInstsAdded;
-
-    assert(freeEntries == (numEntries - countInsts()));
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::insertNonSpec(DynInstPtr &inst)
-{
-    nonSpecInsts[inst->seqNum] = inst;
-
-    // @todo: Clean up this code; can do it by setting inst as unable
-    // to issue, then calling normal insert on the inst.
-
-    // Make sure the instruction is valid
-    assert(inst);
-
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Adding instruction PC %#x to the IQ.\n",
-            inst->readPC());
-
-    // Check if there are any free entries.  Panic if there are none.
-    // Might want to have this return a fault in the future instead of
-    // panicing.
-    assert(freeEntries != 0);
-
-    // If the IQ currently has nothing in it, then there's a possibility
-    // that the tail iterator is invalid (might have been pointing at an
-    // instruction that was retired).  Reset the tail iterator.
-    if (freeEntries == numEntries) {
-        tail = cpu->instList.begin();
-    }
-
-    // Move the tail iterator.  Instructions may not have been issued
-    // to the IQ, so we may have to increment the iterator more than once.
-    while ((*tail) != inst) {
-        tail++;
-
-        // Make sure the tail iterator points at something legal.
-        assert(tail != cpu->instList.end());
-    }
-
-    // Decrease the number of free entries.
-    --freeEntries;
-
-    // Have this instruction set itself as the producer of its destination
-    // register(s).
-    createDependency(inst);
-
-    // If it's a memory instruction, add it to the memory dependency
-    // unit.
-    if (inst->isMemRef()) {
-        memDepUnit.insertNonSpec(inst);
-    }
-
-    ++iqNonSpecInstsAdded;
-}
-
-// Slightly hack function to advance the tail iterator in the case that
-// the IEW stage issues an instruction that is not added to the IQ.  This
-// is needed in case a long chain of such instructions occurs.
-// I don't think this is used anymore.
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::advanceTail(DynInstPtr &inst)
-{
-    // Make sure the instruction is valid
-    assert(inst);
-
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Adding instruction PC %#x to the IQ.\n",
-            inst->readPC());
-
-    // Check if there are any free entries.  Panic if there are none.
-    // Might want to have this return a fault in the future instead of
-    // panicing.
-    assert(freeEntries != 0);
-
-    // If the IQ currently has nothing in it, then there's a possibility
-    // that the tail iterator is invalid (might have been pointing at an
-    // instruction that was retired).  Reset the tail iterator.
-    if (freeEntries == numEntries) {
-        tail = cpu->instList.begin();
-    }
-
-    // Move the tail iterator.  Instructions may not have been issued
-    // to the IQ, so we may have to increment the iterator more than once.
-    while ((*tail) != inst) {
-        tail++;
-
-        // Make sure the tail iterator points at something legal.
-        assert(tail != cpu->instList.end());
-    }
-
-    assert(freeEntries <= numEntries);
-
-    // Have this instruction set itself as the producer of its destination
-    // register(s).
-    createDependency(inst);
-}
-
-// Need to make sure the number of float and integer instructions
-// issued does not exceed the total issue bandwidth.
-// @todo: Figure out a better way to remove the squashed items from the
-// lists.  Checking the top item of each list to see if it's squashed
-// wastes time and forces jumps.
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::scheduleReadyInsts()
-{
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Attempting to schedule ready instructions from "
-                "the IQ.\n");
-
-    int int_issued = 0;
-    int float_issued = 0;
-    int branch_issued = 0;
-    int memory_issued = 0;
-    int squashed_issued = 0;
-    int total_issued = 0;
-
-    IssueStruct *i2e_info = issueToExecuteQueue->access(0);
-
-    bool insts_available = !readyBranchInsts.empty() ||
-        !readyIntInsts.empty() ||
-        !readyFloatInsts.empty() ||
-        !memDepUnit.empty() ||
-        !readyMiscInsts.empty() ||
-        !squashedInsts.empty();
-
-    // Note: Requires a globally defined constant.
-    InstSeqNum oldest_inst = MaxInstSeqNum;
-    InstList list_with_oldest = None;
-
-    // Temporary values.
-    DynInstPtr int_head_inst;
-    DynInstPtr float_head_inst;
-    DynInstPtr branch_head_inst;
-    DynInstPtr mem_head_inst;
-    DynInstPtr misc_head_inst;
-    DynInstPtr squashed_head_inst;
-
-    // Somewhat nasty code to look at all of the lists where issuable
-    // instructions are located, and choose the oldest instruction among
-    // those lists.  Consider a rewrite in the future.
-    while (insts_available && total_issued < totalWidth)
-    {
-        // Set this to false.  Each if-block is required to set it to true
-        // if there were instructions available this check.  This will cause
-        // this loop to run once more than necessary, but avoids extra calls.
-        insts_available = false;
-
-        oldest_inst = MaxInstSeqNum;
-
-        list_with_oldest = None;
-
-        if (!readyIntInsts.empty() &&
-            int_issued < intWidth) {
-
-            insts_available = true;
-
-            int_head_inst = readyIntInsts.top();
-
-            if (int_head_inst->isSquashed()) {
-                readyIntInsts.pop();
-
-                ++iqLoopSquashStalls;
-
-                continue;
-            }
-
-            oldest_inst = int_head_inst->seqNum;
-
-            list_with_oldest = Int;
-        }
-
-        if (!readyFloatInsts.empty() &&
-            float_issued < floatWidth) {
-
-            insts_available = true;
-
-            float_head_inst = readyFloatInsts.top();
-
-            if (float_head_inst->isSquashed()) {
-                readyFloatInsts.pop();
-
-                ++iqLoopSquashStalls;
-
-                continue;
-            } else if (float_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
-                oldest_inst = float_head_inst->seqNum;
-
-                list_with_oldest = Float;
-            }
-        }
-
-        if (!readyBranchInsts.empty() &&
-            branch_issued < branchWidth) {
-
-            insts_available = true;
-
-            branch_head_inst = readyBranchInsts.top();
-
-            if (branch_head_inst->isSquashed()) {
-                readyBranchInsts.pop();
-
-                ++iqLoopSquashStalls;
-
-                continue;
-            } else if (branch_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
-                oldest_inst = branch_head_inst->seqNum;
-
-                list_with_oldest = Branch;
-            }
-
-        }
-
-        if (!memDepUnit.empty() &&
-            memory_issued < memoryWidth) {
-
-            insts_available = true;
-
-            mem_head_inst = memDepUnit.top();
-
-            if (mem_head_inst->isSquashed()) {
-                memDepUnit.pop();
-
-                ++iqLoopSquashStalls;
-
-                continue;
-            } else if (mem_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
-                oldest_inst = mem_head_inst->seqNum;
-
-                list_with_oldest = Memory;
-            }
-        }
-
-        if (!readyMiscInsts.empty()) {
-
-            insts_available = true;
-
-            misc_head_inst = readyMiscInsts.top();
-
-            if (misc_head_inst->isSquashed()) {
-                readyMiscInsts.pop();
-
-                ++iqLoopSquashStalls;
-
-                continue;
-            } else if (misc_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
-                oldest_inst = misc_head_inst->seqNum;
-
-                list_with_oldest = Misc;
-            }
-        }
-
-        if (!squashedInsts.empty()) {
-
-            insts_available = true;
-
-            squashed_head_inst = squashedInsts.top();
-
-            if (squashed_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
-                list_with_oldest = Squashed;
-            }
-
-        }
-
-        DynInstPtr issuing_inst = NULL;
-
-        switch (list_with_oldest) {
-          case None:
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Not able to schedule any instructions. Issuing "
-                    "inst is %#x.\n", issuing_inst);
-            break;
-
-          case Int:
-            issuing_inst = int_head_inst;
-            readyIntInsts.pop();
-            ++int_issued;
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing integer instruction PC %#x.\n",
-                    issuing_inst->readPC());
-            break;
-
-          case Float:
-            issuing_inst = float_head_inst;
-            readyFloatInsts.pop();
-            ++float_issued;
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing float instruction PC %#x.\n",
-                    issuing_inst->readPC());
-            break;
-
-          case Branch:
-            issuing_inst = branch_head_inst;
-            readyBranchInsts.pop();
-            ++branch_issued;
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing branch instruction PC %#x.\n",
-                    issuing_inst->readPC());
-            break;
-
-          case Memory:
-            issuing_inst = mem_head_inst;
-
-            memDepUnit.pop();
-            ++memory_issued;
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing memory instruction PC %#x.\n",
-                    issuing_inst->readPC());
-            break;
-
-          case Misc:
-            issuing_inst = misc_head_inst;
-            readyMiscInsts.pop();
-
-            ++iqMiscInstsIssued;
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing a miscellaneous instruction PC %#x.\n",
-                    issuing_inst->readPC());
-            break;
-
-          case Squashed:
-            assert(0 && "Squashed insts should not issue any more!");
-            squashedInsts.pop();
-            // Set the squashed instruction as able to commit so that commit
-            // can just drop it from the ROB.  This is a bit faked.
-            ++squashed_issued;
-            ++freeEntries;
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing squashed instruction PC %#x.\n",
-                    squashed_head_inst->readPC());
-            break;
-        }
-
-        if (list_with_oldest != None && list_with_oldest != Squashed) {
-            i2e_info->insts[total_issued] = issuing_inst;
-            i2e_info->size++;
-
-            issuing_inst->setIssued();
-
-            ++freeEntries;
-            ++total_issued;
-        }
-
-        assert(freeEntries == (numEntries - countInsts()));
-    }
-
-    iqIntInstsIssued += int_issued;
-    iqFloatInstsIssued += float_issued;
-    iqBranchInstsIssued += branch_issued;
-    iqMemInstsIssued += memory_issued;
-    iqSquashedInstsIssued += squashed_issued;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::scheduleNonSpec(const InstSeqNum &inst)
-{
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Marking nonspeculative instruction with sequence "
-            "number %i as ready to execute.\n", inst);
-
-    non_spec_it_t inst_it = nonSpecInsts.find(inst);
-
-    assert(inst_it != nonSpecInsts.end());
-
-    // Mark this instruction as ready to issue.
-    (*inst_it).second->setCanIssue();
-
-    // Now schedule the instruction.
-    if (!(*inst_it).second->isMemRef()) {
-        addIfReady((*inst_it).second);
-    } else {
-        memDepUnit.nonSpecInstReady((*inst_it).second);
-    }
-
-    nonSpecInsts.erase(inst_it);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &completed_inst)
-{
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Waking dependents of completed instruction.\n");
-    //Look at the physical destination register of the DynInst
-    //and look it up on the dependency graph.  Then mark as ready
-    //any instructions within the instruction queue.
-    DependencyEntry *curr;
-
-    // Tell the memory dependence unit to wake any dependents on this
-    // instruction if it is a memory instruction.
-
-    if (completed_inst->isMemRef()) {
-        memDepUnit.wakeDependents(completed_inst);
-    }
-
-    for (int dest_reg_idx = 0;
-         dest_reg_idx < completed_inst->numDestRegs();
-         dest_reg_idx++)
-    {
-        PhysRegIndex dest_reg =
-            completed_inst->renamedDestRegIdx(dest_reg_idx);
-
-        // Special case of uniq or control registers.  They are not
-        // handled by the IQ and thus have no dependency graph entry.
-        // @todo Figure out a cleaner way to handle this.
-        if (dest_reg >= numPhysRegs) {
-            continue;
-        }
-
-        DPRINTF(IQ, "IQ: Waking any dependents on register %i.\n",
-                (int) dest_reg);
-
-        //Maybe abstract this part into a function.
-        //Go through the dependency chain, marking the registers as ready
-        //within the waiting instructions.
-        while (dependGraph[dest_reg].next) {
-
-            curr = dependGraph[dest_reg].next;
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Waking up a dependent instruction, PC%#x.\n",
-                    curr->inst->readPC());
-
-            // Might want to give more information to the instruction
-            // so that it knows which of its source registers is ready.
-            // However that would mean that the dependency graph entries
-            // would need to hold the src_reg_idx.
-            curr->inst->markSrcRegReady();
-
-            addIfReady(curr->inst);
-
-            dependGraph[dest_reg].next = curr->next;
-
-            DependencyEntry::mem_alloc_counter--;
-
-            curr->inst = NULL;
-
-            delete curr;
-        }
-
-        // Reset the head node now that all of its dependents have been woken
-        // up.
-        dependGraph[dest_reg].next = NULL;
-        dependGraph[dest_reg].inst = NULL;
-
-        // Mark the scoreboard as having that register ready.
-        regScoreboard[dest_reg] = true;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::violation(DynInstPtr &store,
-                                  DynInstPtr &faulting_load)
-{
-    memDepUnit.violation(store, faulting_load);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::squash()
-{
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Starting to squash instructions in the IQ.\n");
-
-    // Read instruction sequence number of last instruction out of the
-    // time buffer.
-    squashedSeqNum = fromCommit->commitInfo.doneSeqNum;
-
-    // Setup the squash iterator to point to the tail.
-    squashIt = tail;
-
-    // Call doSquash if there are insts in the IQ
-    if (freeEntries != numEntries) {
-        doSquash();
-    }
-
-    // Also tell the memory dependence unit to squash.
-    memDepUnit.squash(squashedSeqNum);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::doSquash()
-{
-    // Make sure the squash iterator isn't pointing to nothing.
-    assert(squashIt != cpu->instList.end());
-    // Make sure the squashed sequence number is valid.
-    assert(squashedSeqNum != 0);
-
-    DPRINTF(IQ, "IQ: Squashing instructions in the IQ.\n");
-
-    // Squash any instructions younger than the squashed sequence number
-    // given.
-    while ((*squashIt)->seqNum > squashedSeqNum) {
-        DynInstPtr squashed_inst = (*squashIt);
-
-        // Only handle the instruction if it actually is in the IQ and
-        // hasn't already been squashed in the IQ.
-        if (!squashed_inst->isIssued() &&
-            !squashed_inst->isSquashedInIQ()) {
-
-            // Remove the instruction from the dependency list.
-            // Hack for now: These below don't add themselves to the
-            // dependency list, so don't try to remove them.
-            if (!squashed_inst->isNonSpeculative()/* &&
-                                                     !squashed_inst->isStore()*/
-                ) {
-
-                for (int src_reg_idx = 0;
-                     src_reg_idx < squashed_inst->numSrcRegs();
-                     src_reg_idx++)
-                {
-                    PhysRegIndex src_reg =
-                        squashed_inst->renamedSrcRegIdx(src_reg_idx);
-
-                    // Only remove it from the dependency graph if it was
-                    // placed there in the first place.
-                    // HACK: This assumes that instructions woken up from the
-                    // dependency chain aren't informed that a specific src
-                    // register has become ready.  This may not always be true
-                    // in the future.
-                    if (!squashed_inst->isReadySrcRegIdx(src_reg_idx) &&
-                        src_reg < numPhysRegs) {
-                        dependGraph[src_reg].remove(squashed_inst);
-                    }
-
-                    ++iqSquashedOperandsExamined;
-                }
-
-                // Might want to remove producers as well.
-            } else {
-                nonSpecInsts[squashed_inst->seqNum] = NULL;
-
-                nonSpecInsts.erase(squashed_inst->seqNum);
-
-                ++iqSquashedNonSpecRemoved;
-            }
-
-            // Might want to also clear out the head of the dependency graph.
-
-            // Mark it as squashed within the IQ.
-            squashed_inst->setSquashedInIQ();
-
-//            squashedInsts.push(squashed_inst);
-            squashed_inst->setIssued();
-            squashed_inst->setCanCommit();
-
-            ++freeEntries;
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Instruction PC %#x squashed.\n",
-                    squashed_inst->readPC());
-        }
-
-        --squashIt;
-        ++iqSquashedInstsExamined;
-    }
-
-    assert(freeEntries <= numEntries);
-
-    if (freeEntries == numEntries) {
-        tail = cpu->instList.end();
-    }
-
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::stopSquash()
-{
-    // Clear up the squash variables to ensure that squashing doesn't
-    // get called improperly.
-    squashedSeqNum = 0;
-
-    squashIt = cpu->instList.end();
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::DependencyEntry::insert(DynInstPtr &new_inst)
-{
-    //Add this new, dependent instruction at the head of the dependency
-    //chain.
-
-    // First create the entry that will be added to the head of the
-    // dependency chain.
-    DependencyEntry *new_entry = new DependencyEntry;
-    new_entry->next = this->next;
-    new_entry->inst = new_inst;
-
-    // Then actually add it to the chain.
-    this->next = new_entry;
-
-    ++mem_alloc_counter;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::DependencyEntry::remove(DynInstPtr &inst_to_remove)
-{
-    DependencyEntry *prev = this;
-    DependencyEntry *curr = this->next;
-
-    // Make sure curr isn't NULL.  Because this instruction is being
-    // removed from a dependency list, it must have been placed there at
-    // an earlier time.  The dependency chain should not be empty,
-    // unless the instruction dependent upon it is already ready.
-    if (curr == NULL) {
-        return;
-    }
-
-    // Find the instruction to remove within the dependency linked list.
-    while(curr->inst != inst_to_remove)
-    {
-        prev = curr;
-        curr = curr->next;
-
-        assert(curr != NULL);
-    }
-
-    // Now remove this instruction from the list.
-    prev->next = curr->next;
-
-    --mem_alloc_counter;
-
-    // Could push this off to the destructor of DependencyEntry
-    curr->inst = NULL;
-
-    delete curr;
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-InstructionQueue<Impl>::addToDependents(DynInstPtr &new_inst)
-{
-    // Loop through the instruction's source registers, adding
-    // them to the dependency list if they are not ready.
-    int8_t total_src_regs = new_inst->numSrcRegs();
-    bool return_val = false;
-
-    for (int src_reg_idx = 0;
-         src_reg_idx < total_src_regs;
-         src_reg_idx++)
-    {
-        // Only add it to the dependency graph if it's not ready.
-        if (!new_inst->isReadySrcRegIdx(src_reg_idx)) {
-            PhysRegIndex src_reg = new_inst->renamedSrcRegIdx(src_reg_idx);
-
-            // Check the IQ's scoreboard to make sure the register
-            // hasn't become ready while the instruction was in flight
-            // between stages.  Only if it really isn't ready should
-            // it be added to the dependency graph.
-            if (src_reg >= numPhysRegs) {
-                continue;
-            } else if (regScoreboard[src_reg] == false) {
-                DPRINTF(IQ, "IQ: Instruction PC %#x has src reg %i that "
-                        "is being added to the dependency chain.\n",
-                        new_inst->readPC(), src_reg);
-
-                dependGraph[src_reg].insert(new_inst);
-
-                // Change the return value to indicate that something
-                // was added to the dependency graph.
-                return_val = true;
-            } else {
-                DPRINTF(IQ, "IQ: Instruction PC %#x has src reg %i that "
-                        "became ready before it reached the IQ.\n",
-                        new_inst->readPC(), src_reg);
-                // Mark a register ready within the instruction.
-                new_inst->markSrcRegReady();
-            }
-        }
-    }
-
-    return return_val;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::createDependency(DynInstPtr &new_inst)
-{
-    //Actually nothing really needs to be marked when an
-    //instruction becomes the producer of a register's value,
-    //but for convenience a ptr to the producing instruction will
-    //be placed in the head node of the dependency links.
-    int8_t total_dest_regs = new_inst->numDestRegs();
-
-    for (int dest_reg_idx = 0;
-         dest_reg_idx < total_dest_regs;
-         dest_reg_idx++)
-    {
-        PhysRegIndex dest_reg = new_inst->renamedDestRegIdx(dest_reg_idx);
-
-        // Instructions that use the misc regs will have a reg number
-        // higher than the normal physical registers.  In this case these
-        // registers are not renamed, and there is no need to track
-        // dependencies as these instructions must be executed at commit.
-        if (dest_reg >= numPhysRegs) {
-            continue;
-        }
-
-        dependGraph[dest_reg].inst = new_inst;
-
-        if (dependGraph[dest_reg].next) {
-            dumpDependGraph();
-            panic("IQ: Dependency graph not empty!");
-        }
-
-        // Mark the scoreboard to say it's not yet ready.
-        regScoreboard[dest_reg] = false;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::addIfReady(DynInstPtr &inst)
-{
-    //If the instruction now has all of its source registers
-    // available, then add it to the list of ready instructions.
-    if (inst->readyToIssue()) {
-
-        //Add the instruction to the proper ready list.
-        if (inst->isControl()) {
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Branch instruction is ready to issue, "
-                    "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
-                    inst->readPC());
-            readyBranchInsts.push(inst);
-
-        } else if (inst->isMemRef()) {
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Checking if memory instruction can issue.\n");
-
-            // Message to the mem dependence unit that this instruction has
-            // its registers ready.
-
-            memDepUnit.regsReady(inst);
-
-#if 0
-            if (memDepUnit.readyToIssue(inst)) {
-                DPRINTF(IQ, "IQ: Memory instruction is ready to issue, "
-                        "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
-                        inst->readPC());
-                readyMemInsts.push(inst);
-            } else {
-                // Make dependent on the store.
-                // Will need some way to get the store instruction it should
-                // be dependent upon; then when the store issues it can
-                // put the instruction on the ready list.
-                // Yet another tree?
-                assert(0 && "Instruction has no way to actually issue");
-            }
-#endif
-
-        } else if (inst->isInteger()) {
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Integer instruction is ready to issue, "
-                    "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
-                    inst->readPC());
-            readyIntInsts.push(inst);
-
-        } else if (inst->isFloating()) {
-
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Floating instruction is ready to issue, "
-                    "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
-                    inst->readPC());
-            readyFloatInsts.push(inst);
-
-        } else {
-            DPRINTF(IQ, "IQ: Miscellaneous instruction is ready to issue, "
-                    "putting it onto the ready list, PC %#x..\n",
-                    inst->readPC());
-
-            readyMiscInsts.push(inst);
-        }
-    }
-}
-
-/*
- * Caution, this function must not be called prior to tail being updated at
- * least once, otherwise it will fail the assertion.  This is because
- * instList.begin() actually changes upon the insertion of an element into the
- * list when the list is empty.
- */
-template <class Impl>
-int
-InstructionQueue<Impl>::countInsts()
-{
-    ListIt count_it = cpu->instList.begin();
-    int total_insts = 0;
-
-    if (tail == cpu->instList.end())
-        return 0;
-
-    while (count_it != tail) {
-        if (!(*count_it)->isIssued()) {
-            ++total_insts;
-        }
-
-        ++count_it;
-
-        assert(count_it != cpu->instList.end());
-    }
-
-    // Need to count the tail iterator as well.
-    if (count_it != cpu->instList.end() &&
-        (*count_it) &&
-        !(*count_it)->isIssued()) {
-        ++total_insts;
-    }
-
-    return total_insts;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::dumpDependGraph()
-{
-    DependencyEntry *curr;
-
-    for (int i = 0; i < numPhysRegs; ++i)
-    {
-        curr = &dependGraph[i];
-
-        if (curr->inst) {
-            cprintf("dependGraph[%i]: producer: %#x consumer: ", i,
-                    curr->inst->readPC());
-        } else {
-            cprintf("dependGraph[%i]: No producer. consumer: ", i);
-        }
-
-        while (curr->next != NULL) {
-            curr = curr->next;
-
-            cprintf("%#x ", curr->inst->readPC());
-        }
-
-        cprintf("\n");
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-InstructionQueue<Impl>::dumpLists()
-{
-    cprintf("Ready integer list size: %i\n", readyIntInsts.size());
-
-    cprintf("Ready float list size: %i\n", readyFloatInsts.size());
-
-    cprintf("Ready branch list size: %i\n", readyBranchInsts.size());
-
-    cprintf("Ready misc list size: %i\n", readyMiscInsts.size());
-
-    cprintf("Squashed list size: %i\n", squashedInsts.size());
-
-    cprintf("Non speculative list size: %i\n", nonSpecInsts.size());
-
-    non_spec_it_t non_spec_it = nonSpecInsts.begin();
-
-    cprintf("Non speculative list: ");
-
-    while (non_spec_it != nonSpecInsts.end()) {
-        cprintf("%#x ", (*non_spec_it).second->readPC());
-        ++non_spec_it;
-    }
-
-    cprintf("\n");
-
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/mem_dep_unit.cc b/cpu/beta_cpu/mem_dep_unit.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 9f8831c..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,36 +0,0 @@
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/store_set.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/mem_dep_unit_impl.hh"
-
-// Force instantation of memory dependency unit using store sets and
-// AlphaSimpleImpl.
-template class MemDepUnit<StoreSet, AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/mem_dep_unit.hh b/cpu/beta_cpu/mem_dep_unit.hh
deleted file mode 100644 (file)
index f2bb892..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,164 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_MEM_DEP_UNIT_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_MEM_DEP_UNIT_HH__
-
-#include <map>
-#include <set>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-
-/**
- * Memory dependency unit class.  This holds the memory dependence predictor.
- * As memory operations are issued to the IQ, they are also issued to this
- * unit, which then looks up the prediction as to what they are dependent
- * upon.  This unit must be checked prior to a memory operation being able
- * to issue.  Although this is templated, it's somewhat hard to make a generic
- * memory dependence unit.  This one is mostly for store sets; it will be
- * quite limited in what other memory dependence predictions it can also
- * utilize.  Thus this class should be most likely be rewritten for other
- * dependence prediction schemes.
- */
-template <class MemDepPred, class Impl>
-class MemDepUnit {
-  public:
-    typedef typename Impl::Params Params;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-  public:
-    MemDepUnit(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void insert(DynInstPtr &inst);
-
-    void insertNonSpec(DynInstPtr &inst);
-
-    // Will want to make this operation relatively fast.  Right now it
-    // is somewhat slow.
-    DynInstPtr &top();
-
-    void pop();
-
-    void regsReady(DynInstPtr &inst);
-
-    void nonSpecInstReady(DynInstPtr &inst);
-
-    void issue(DynInstPtr &inst);
-
-    void wakeDependents(DynInstPtr &inst);
-
-    void squash(const InstSeqNum &squashed_num);
-
-    void violation(DynInstPtr &store_inst, DynInstPtr &violating_load);
-
-    inline bool empty()
-    { return readyInsts.empty(); }
-
-  private:
-    typedef typename std::set<InstSeqNum>::iterator sn_it_t;
-    typedef typename std::map<InstSeqNum, DynInstPtr>::iterator dyn_it_t;
-
-    // Forward declarations so that the following two typedefs work.
-    class Dependency;
-    class ltDependency;
-
-    typedef typename std::set<Dependency, ltDependency>::iterator dep_it_t;
-    typedef typename std::map<InstSeqNum, vector<dep_it_t> >::iterator
-    sd_it_t;
-
-    struct Dependency {
-        Dependency(const InstSeqNum &_seqNum)
-            : seqNum(_seqNum), regsReady(0), memDepReady(0)
-        { }
-
-        Dependency(const InstSeqNum &_seqNum, bool _regsReady,
-                   bool _memDepReady)
-            : seqNum(_seqNum), regsReady(_regsReady),
-              memDepReady(_memDepReady)
-        { }
-
-        InstSeqNum seqNum;
-        mutable bool regsReady;
-        mutable bool memDepReady;
-        mutable sd_it_t storeDep;
-    };
-
-    struct ltDependency {
-        bool operator() (const Dependency &lhs, const Dependency &rhs)
-        {
-            return lhs.seqNum < rhs.seqNum;
-        }
-    };
-
-    inline void moveToReady(dep_it_t &woken_inst);
-
-    /** List of instructions that have passed through rename, yet are still
-     *  waiting on either a memory dependence to resolve or source registers to
-     *  become available before they can issue.
-     */
-    std::set<Dependency, ltDependency> waitingInsts;
-
-    /** List of instructions that have all their predicted memory dependences
-     *  resolved and their source registers ready.
-     */
-    std::set<InstSeqNum> readyInsts;
-
-    // Change this to hold a vector of iterators, which will point to the
-    // entry of the waiting instructions.
-    /** List of stores' sequence numbers, each of which has a vector of
-     *  iterators.  The iterators point to the appropriate node within
-     *  waitingInsts that has the depenendent instruction.
-     */
-    std::map<InstSeqNum, vector<dep_it_t> > storeDependents;
-
-    // For now will implement this as a map...hash table might not be too
-    // bad, or could move to something that mimics the current dependency
-    // graph.
-    std::map<InstSeqNum, DynInstPtr> memInsts;
-
-    // Iterator pointer to the top instruction which has is ready.
-    // Is set by the top() call.
-    dyn_it_t topInst;
-
-    /** The memory dependence predictor.  It is accessed upon new
-     *  instructions being added to the IQ, and responds by telling
-     *  this unit what instruction the newly added instruction is dependent
-     *  upon.
-     */
-    MemDepPred depPred;
-
-    Stats::Scalar<> insertedLoads;
-    Stats::Scalar<> insertedStores;
-    Stats::Scalar<> conflictingLoads;
-    Stats::Scalar<> conflictingStores;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_MEM_DEP_UNIT_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/mem_dep_unit_impl.hh b/cpu/beta_cpu/mem_dep_unit_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index e8cd88b..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,419 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include <map>
-
-#include "cpu/beta_cpu/mem_dep_unit.hh"
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::MemDepUnit(Params &params)
-    : depPred(params.SSITSize, params.LFSTSize)
-{
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Creating MemDepUnit object.\n");
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::regStats()
-{
-    insertedLoads
-        .name(name() + ".memDep.insertedLoads")
-        .desc("Number of loads inserted to the mem dependence unit.");
-
-    insertedStores
-        .name(name() + ".memDep.insertedStores")
-        .desc("Number of stores inserted to the mem dependence unit.");
-
-    conflictingLoads
-        .name(name() + ".memDep.conflictingLoads")
-        .desc("Number of conflicting loads.");
-
-    conflictingStores
-        .name(name() + ".memDep.conflictingStores")
-        .desc("Number of conflicting stores.");
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::insert(DynInstPtr &inst)
-{
-    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
-
-    Dependency unresolved_dependencies(inst_seq_num);
-
-    InstSeqNum producing_store = depPred.checkInst(inst->readPC());
-
-    if (producing_store == 0 ||
-        storeDependents.find(producing_store) == storeDependents.end()) {
-
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: No dependency for inst PC "
-                "%#x.\n", inst->readPC());
-
-        unresolved_dependencies.storeDep = storeDependents.end();
-
-        if (inst->readyToIssue()) {
-            readyInsts.insert(inst_seq_num);
-        } else {
-            unresolved_dependencies.memDepReady = true;
-
-            waitingInsts.insert(unresolved_dependencies);
-        }
-    } else {
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Adding to dependency list; "
-                "inst PC %#x is dependent on seq num %i.\n",
-                inst->readPC(), producing_store);
-
-        if (inst->readyToIssue()) {
-            unresolved_dependencies.regsReady = true;
-        }
-
-        // Find the store that this instruction is dependent on.
-        sd_it_t store_loc = storeDependents.find(producing_store);
-
-        assert(store_loc != storeDependents.end());
-
-        // Record the location of the store that this instruction is
-        // dependent on.
-        unresolved_dependencies.storeDep = store_loc;
-
-        // If it's not already ready, then add it to the renamed
-        // list and the dependencies.
-        dep_it_t inst_loc =
-            (waitingInsts.insert(unresolved_dependencies)).first;
-
-        // Add this instruction to the list of dependents.
-        (*store_loc).second.push_back(inst_loc);
-
-        assert(!(*store_loc).second.empty());
-
-        if (inst->isLoad()) {
-            ++conflictingLoads;
-        } else {
-            ++conflictingStores;
-        }
-    }
-
-    if (inst->isStore()) {
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Inserting store PC %#x.\n",
-                inst->readPC());
-
-        depPred.insertStore(inst->readPC(), inst_seq_num);
-
-        // Make sure this store isn't already in this list.
-        assert(storeDependents.find(inst_seq_num) == storeDependents.end());
-
-        // Put a dependency entry in at the store's sequence number.
-        // Uh, not sure how this works...I want to create an entry but
-        // I don't have anything to put into the value yet.
-        storeDependents[inst_seq_num];
-
-        assert(storeDependents.size() != 0);
-
-        ++insertedStores;
-
-    } else if (inst->isLoad()) {
-        ++insertedLoads;
-    } else {
-        panic("MemDepUnit: Unknown type! (most likely a barrier).");
-    }
-
-    memInsts[inst_seq_num] = inst;
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::insertNonSpec(DynInstPtr &inst)
-{
-    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
-
-    Dependency non_spec_inst(inst_seq_num);
-
-    non_spec_inst.storeDep = storeDependents.end();
-
-    waitingInsts.insert(non_spec_inst);
-
-    // Might want to turn this part into an inline function or something.
-    // It's shared between both insert functions.
-    if (inst->isStore()) {
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Inserting store PC %#x.\n",
-                inst->readPC());
-
-        depPred.insertStore(inst->readPC(), inst_seq_num);
-
-        // Make sure this store isn't already in this list.
-        assert(storeDependents.find(inst_seq_num) == storeDependents.end());
-
-        // Put a dependency entry in at the store's sequence number.
-        // Uh, not sure how this works...I want to create an entry but
-        // I don't have anything to put into the value yet.
-        storeDependents[inst_seq_num];
-
-        assert(storeDependents.size() != 0);
-
-        ++insertedStores;
-
-    } else if (inst->isLoad()) {
-        ++insertedLoads;
-    } else {
-        panic("MemDepUnit: Unknown type! (most likely a barrier).");
-    }
-
-    memInsts[inst_seq_num] = inst;
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-typename Impl::DynInstPtr &
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::top()
-{
-    topInst = memInsts.find( (*readyInsts.begin()) );
-
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Top instruction is PC %#x.\n",
-            (*topInst).second->readPC());
-
-    return (*topInst).second;
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::pop()
-{
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Removing instruction PC %#x.\n",
-            (*topInst).second->readPC());
-
-    wakeDependents((*topInst).second);
-
-    issue((*topInst).second);
-
-    memInsts.erase(topInst);
-
-    topInst = memInsts.end();
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::regsReady(DynInstPtr &inst)
-{
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Marking registers as ready for "
-            "instruction PC %#x.\n",
-            inst->readPC());
-
-    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
-
-    Dependency inst_to_find(inst_seq_num);
-
-    dep_it_t waiting_inst = waitingInsts.find(inst_to_find);
-
-    assert(waiting_inst != waitingInsts.end());
-
-    if ((*waiting_inst).memDepReady) {
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Instruction has its memory "
-                "dependencies resolved, adding it to the ready list.\n");
-
-        moveToReady(waiting_inst);
-    } else {
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Instruction still waiting on "
-                "memory dependency.\n");
-
-        (*waiting_inst).regsReady = true;
-    }
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::nonSpecInstReady(DynInstPtr &inst)
-{
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Marking non speculative "
-            "instruction PC %#x as ready.\n",
-            inst->readPC());
-
-    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
-
-    Dependency inst_to_find(inst_seq_num);
-
-    dep_it_t waiting_inst = waitingInsts.find(inst_to_find);
-
-    assert(waiting_inst != waitingInsts.end());
-
-    moveToReady(waiting_inst);
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::issue(DynInstPtr &inst)
-{
-    assert(readyInsts.find(inst->seqNum) != readyInsts.end());
-
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Issuing instruction PC %#x.\n",
-            inst->readPC());
-
-    // Remove the instruction from the ready list.
-    readyInsts.erase(inst->seqNum);
-
-    depPred.issued(inst->readPC(), inst->seqNum, inst->isStore());
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &inst)
-{
-    // Only stores have dependents.
-    if (!inst->isStore()) {
-        return;
-    }
-
-    // Wake any dependencies.
-    sd_it_t sd_it = storeDependents.find(inst->seqNum);
-
-    // If there's no entry, then return.  Really there should only be
-    // no entry if the instruction is a load.
-    if (sd_it == storeDependents.end()) {
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Instruction PC %#x, sequence "
-                "number %i has no dependents.\n",
-                inst->readPC(), inst->seqNum);
-
-        return;
-    }
-
-    for (int i = 0; i < (*sd_it).second.size(); ++i ) {
-        dep_it_t woken_inst = (*sd_it).second[i];
-
-        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Waking up a dependent inst, "
-                "sequence number %i.\n",
-                (*woken_inst).seqNum);
-#if 0
-        // Should we have reached instructions that are actually squashed,
-        // there will be no more useful instructions in this dependency
-        // list.  Break out early.
-        if (waitingInsts.find(woken_inst) == waitingInsts.end()) {
-            DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Dependents on inst PC %#x "
-                    "are squashed, starting at SN %i.  Breaking early.\n",
-                    inst->readPC(), woken_inst);
-            break;
-        }
-#endif
-
-        if ((*woken_inst).regsReady) {
-            moveToReady(woken_inst);
-        } else {
-            (*woken_inst).memDepReady = true;
-        }
-    }
-
-    storeDependents.erase(sd_it);
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::squash(const InstSeqNum &squashed_num)
-{
-
-    if (!waitingInsts.empty()) {
-        dep_it_t waiting_it = waitingInsts.end();
-
-        --waiting_it;
-
-        // Remove entries from the renamed list as long as we haven't reached
-        // the end and the entries continue to be younger than the squashed.
-        while (!waitingInsts.empty() &&
-               (*waiting_it).seqNum > squashed_num)
-        {
-            if (!(*waiting_it).memDepReady &&
-                (*waiting_it).storeDep != storeDependents.end()) {
-                sd_it_t sd_it = (*waiting_it).storeDep;
-
-                // Make sure the iterator that the store has pointing
-                // back is actually to this instruction.
-                assert((*sd_it).second.back() == waiting_it);
-
-                // Now remove this from the store's list of dependent
-                // instructions.
-                (*sd_it).second.pop_back();
-            }
-
-            waitingInsts.erase(waiting_it--);
-        }
-    }
-
-    if (!readyInsts.empty()) {
-        sn_it_t ready_it = readyInsts.end();
-
-        --ready_it;
-
-        // Same for the ready list.
-        while (!readyInsts.empty() &&
-               (*ready_it) > squashed_num)
-        {
-            readyInsts.erase(ready_it--);
-        }
-    }
-
-    if (!storeDependents.empty()) {
-        sd_it_t dep_it = storeDependents.end();
-
-        --dep_it;
-
-        // Same for the dependencies list.
-        while (!storeDependents.empty() &&
-               (*dep_it).first > squashed_num)
-        {
-            // This store's list of dependent instructions should be empty.
-            assert((*dep_it).second.empty());
-
-            storeDependents.erase(dep_it--);
-        }
-    }
-
-    // Tell the dependency predictor to squash as well.
-    depPred.squash(squashed_num);
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::violation(DynInstPtr &store_inst,
-                                        DynInstPtr &violating_load)
-{
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Passing violating PCs to store sets,"
-            " load: %#x, store: %#x\n", violating_load->readPC(),
-            store_inst->readPC());
-    // Tell the memory dependence unit of the violation.
-    depPred.violation(violating_load->readPC(), store_inst->readPC());
-}
-
-template <class MemDepPred, class Impl>
-inline void
-MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::moveToReady(dep_it_t &woken_inst)
-{
-    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Adding instruction sequence number %i "
-            "to the ready list.\n", (*woken_inst).seqNum);
-
-    // Add it to the ready list.
-    readyInsts.insert((*woken_inst).seqNum);
-
-    // Remove it from the waiting instructions.
-    waitingInsts.erase(woken_inst);
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/ras.cc b/cpu/beta_cpu/ras.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 6b7bf8a..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,73 +0,0 @@
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- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/ras.hh"
-
-ReturnAddrStack::ReturnAddrStack(unsigned _numEntries)
-    : numEntries(_numEntries), usedEntries(0),
-      tos(0)
-{
-    addrStack = new Addr[numEntries];
-
-    for (int i = 0; i < numEntries; ++i)
-        addrStack[i] = 0;
-}
-
-void
-ReturnAddrStack::push(const Addr &return_addr)
-{
-    incrTos();
-
-    addrStack[tos] = return_addr;
-
-    if (usedEntries != numEntries) {
-        ++usedEntries;
-    }
-}
-
-void
-ReturnAddrStack::pop()
-{
-    // Not sure it's possible to really track usedEntries properly.
-//    assert(usedEntries > 0);
-
-    if (usedEntries > 0) {
-        --usedEntries;
-    }
-
-    decrTos();
-}
-
-void
-ReturnAddrStack::restore(unsigned top_entry_idx,
-                         const Addr &restored_target)
-{
-    tos = top_entry_idx;
-
-    addrStack[tos] = restored_target;
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/ras.hh b/cpu/beta_cpu/ras.hh
deleted file mode 100644 (file)
index d0891a7..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,68 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_RAS_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_RAS_HH__
-
-// For Addr type.
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-
-class ReturnAddrStack
-{
-  public:
-    ReturnAddrStack(unsigned numEntries);
-
-    Addr top()
-    { return addrStack[tos]; }
-
-    unsigned topIdx()
-    { return tos; }
-
-    void push(const Addr &return_addr);
-
-    void pop();
-
-    void restore(unsigned top_entry_idx, const Addr &restored_target);
-
-  private:
-    inline void incrTos()
-    { if (++tos == numEntries) tos = 0; }
-
-    inline void decrTos()
-    { tos = (tos == 0 ? numEntries - 1 : tos - 1); }
-
-    Addr *addrStack;
-
-    unsigned numEntries;
-
-    unsigned usedEntries;
-
-    unsigned tos;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_RAS_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/regfile.hh b/cpu/beta_cpu/regfile.hh
deleted file mode 100644 (file)
index a41f68e..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,634 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_REGFILE_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_REGFILE_HH__
-
-// @todo: Destructor
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "base/trace.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/comm.hh"
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#include "arch/alpha/ev5.hh"
-#include "kern/kernel_stats.hh"
-
-using namespace EV5;
-#endif
-
-// This really only depends on the ISA, and not the Impl.  It might be nicer
-// to see if I can make it depend on nothing...
-// Things that are in the ifdef FULL_SYSTEM are pretty dependent on the ISA,
-// and should go in the AlphaFullCPU.
-
-template <class Impl>
-class PhysRegFile
-{
-    //Note that most of the definitions of the IntReg, FloatReg, etc. exist
-    //within the Impl/ISA class and not within this PhysRegFile class.
-
-    //Will need some way to allow stuff like swap_palshadow to access the
-    //correct registers.  Might require code changes to swap_palshadow and
-    //other execution contexts.
-
-    //Will make these registers public for now, but they probably should
-    //be private eventually with some accessor functions.
-  public:
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-
-    PhysRegFile(unsigned _numPhysicalIntRegs,
-                unsigned _numPhysicalFloatRegs);
-
-    //Everything below should be pretty well identical to the normal
-    //register file that exists within AlphaISA class.
-    //The duplication is unfortunate but it's better than having
-    //different ways to access certain registers.
-
-    //Add these in later when everything else is in place
-//    void serialize(std::ostream &os);
-//    void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
-
-    uint64_t readIntReg(PhysRegIndex reg_idx)
-    {
-        assert(reg_idx < numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to int register %i, has data "
-                "%i\n", int(reg_idx), intRegFile[reg_idx]);
-        return intRegFile[reg_idx];
-    }
-
-    float readFloatRegSingle(PhysRegIndex reg_idx)
-    {
-        // Remove the base Float reg dependency.
-        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
-
-        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to float register %i as single, has "
-                "data %8.8f\n", int(reg_idx), (float)floatRegFile[reg_idx].d);
-
-        return (float)floatRegFile[reg_idx].d;
-    }
-
-    double readFloatRegDouble(PhysRegIndex reg_idx)
-    {
-        // Remove the base Float reg dependency.
-        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
-
-        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to float register %i as double, has "
-                " data %8.8f\n", int(reg_idx), floatRegFile[reg_idx].d);
-
-        return floatRegFile[reg_idx].d;
-    }
-
-    uint64_t readFloatRegInt(PhysRegIndex reg_idx)
-    {
-        // Remove the base Float reg dependency.
-        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
-
-        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to float register %i as int, has data "
-                "%lli\n", int(reg_idx), floatRegFile[reg_idx].q);
-
-        return floatRegFile[reg_idx].q;
-    }
-
-    void setIntReg(PhysRegIndex reg_idx, uint64_t val)
-    {
-        assert(reg_idx < numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting int register %i to %lli\n",
-                int(reg_idx), val);
-
-        intRegFile[reg_idx] = val;
-    }
-
-    void setFloatRegSingle(PhysRegIndex reg_idx, float val)
-    {
-        // Remove the base Float reg dependency.
-        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
-
-        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting float register %i to %8.8f\n",
-                int(reg_idx), val);
-
-        floatRegFile[reg_idx].d = (double)val;
-    }
-
-    void setFloatRegDouble(PhysRegIndex reg_idx, double val)
-    {
-        // Remove the base Float reg dependency.
-        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
-
-        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting float register %i to %8.8f\n",
-                int(reg_idx), val);
-
-        floatRegFile[reg_idx].d = val;
-    }
-
-    void setFloatRegInt(PhysRegIndex reg_idx, uint64_t val)
-    {
-        // Remove the base Float reg dependency.
-        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
-
-        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
-
-        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting float register %i to %lli\n",
-                int(reg_idx), val);
-
-        floatRegFile[reg_idx].q = val;
-    }
-
-    uint64_t readPC()
-    {
-        return pc;
-    }
-
-    void setPC(uint64_t val)
-    {
-        pc = val;
-    }
-
-    void setNextPC(uint64_t val)
-    {
-        npc = val;
-    }
-
-    //Consider leaving this stuff and below in some implementation specific
-    //file as opposed to the general register file.  Or have a derived class.
-    uint64_t readUniq()
-    {
-        return miscRegs.uniq;
-    }
-
-    void setUniq(uint64_t val)
-    {
-        miscRegs.uniq = val;
-    }
-
-    uint64_t readFpcr()
-    {
-        return miscRegs.fpcr;
-    }
-
-    void setFpcr(uint64_t val)
-    {
-        miscRegs.fpcr = val;
-    }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault);
-    Fault setIpr(int idx, uint64_t val);
-    InternalProcReg *getIpr() { return ipr; }
-    int readIntrFlag() { return intrflag; }
-    void setIntrFlag(int val) { intrflag = val; }
-#endif
-
-    // These should be private eventually, but will be public for now
-    // so that I can hack around the initregs issue.
-  public:
-    /** (signed) integer register file. */
-    IntReg *intRegFile;
-
-    /** Floating point register file. */
-    FloatReg *floatRegFile;
-
-    /** Miscellaneous register file. */
-    MiscRegFile miscRegs;
-
-    /** Program counter. */
-    Addr pc;
-
-    /** Next-cycle program counter. */
-    Addr npc;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-  private:
-    // This is ISA specifc stuff; remove it eventually once ISAImpl is used
-    IntReg palregs[NumIntRegs];        // PAL shadow registers
-    InternalProcReg ipr[NumInternalProcRegs]; // internal processor regs
-    int intrflag;                      // interrupt flag
-    bool pal_shadow;           // using pal_shadow registers
-#endif
-
-  private:
-    FullCPU *cpu;
-
-  public:
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr) { cpu = cpu_ptr; }
-
-    unsigned numPhysicalIntRegs;
-    unsigned numPhysicalFloatRegs;
-};
-
-template <class Impl>
-PhysRegFile<Impl>::PhysRegFile(unsigned _numPhysicalIntRegs,
-                               unsigned _numPhysicalFloatRegs)
-    : numPhysicalIntRegs(_numPhysicalIntRegs),
-      numPhysicalFloatRegs(_numPhysicalFloatRegs)
-{
-    intRegFile = new IntReg[numPhysicalIntRegs];
-    floatRegFile = new FloatReg[numPhysicalFloatRegs];
-
-    memset(intRegFile, 0, sizeof(*intRegFile));
-    memset(floatRegFile, 0, sizeof(*floatRegFile));
-}
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-
-//Problem:  This code doesn't make sense at the RegFile level because it
-//needs things such as the itb and dtb.  Either put it at the CPU level or
-//the DynInst level.
-template <class Impl>
-uint64_t
-PhysRegFile<Impl>::readIpr(int idx, Fault &fault)
-{
-    uint64_t retval = 0;    // return value, default 0
-
-    switch (idx) {
-      case ISA::IPR_PALtemp0:
-      case ISA::IPR_PALtemp1:
-      case ISA::IPR_PALtemp2:
-      case ISA::IPR_PALtemp3:
-      case ISA::IPR_PALtemp4:
-      case ISA::IPR_PALtemp5:
-      case ISA::IPR_PALtemp6:
-      case ISA::IPR_PALtemp7:
-      case ISA::IPR_PALtemp8:
-      case ISA::IPR_PALtemp9:
-      case ISA::IPR_PALtemp10:
-      case ISA::IPR_PALtemp11:
-      case ISA::IPR_PALtemp12:
-      case ISA::IPR_PALtemp13:
-      case ISA::IPR_PALtemp14:
-      case ISA::IPR_PALtemp15:
-      case ISA::IPR_PALtemp16:
-      case ISA::IPR_PALtemp17:
-      case ISA::IPR_PALtemp18:
-      case ISA::IPR_PALtemp19:
-      case ISA::IPR_PALtemp20:
-      case ISA::IPR_PALtemp21:
-      case ISA::IPR_PALtemp22:
-      case ISA::IPR_PALtemp23:
-      case ISA::IPR_PAL_BASE:
-
-      case ISA::IPR_IVPTBR:
-      case ISA::IPR_DC_MODE:
-      case ISA::IPR_MAF_MODE:
-      case ISA::IPR_ISR:
-      case ISA::IPR_EXC_ADDR:
-      case ISA::IPR_IC_PERR_STAT:
-      case ISA::IPR_DC_PERR_STAT:
-      case ISA::IPR_MCSR:
-      case ISA::IPR_ASTRR:
-      case ISA::IPR_ASTER:
-      case ISA::IPR_SIRR:
-      case ISA::IPR_ICSR:
-      case ISA::IPR_ICM:
-      case ISA::IPR_DTB_CM:
-      case ISA::IPR_IPLR:
-      case ISA::IPR_INTID:
-      case ISA::IPR_PMCTR:
-        // no side-effect
-        retval = ipr[idx];
-        break;
-
-      case ISA::IPR_CC:
-        retval |= ipr[idx] & ULL(0xffffffff00000000);
-        retval |= curTick  & ULL(0x00000000ffffffff);
-        break;
-
-      case ISA::IPR_VA:
-        retval = ipr[idx];
-        break;
-
-      case ISA::IPR_VA_FORM:
-      case ISA::IPR_MM_STAT:
-      case ISA::IPR_IFAULT_VA_FORM:
-      case ISA::IPR_EXC_MASK:
-      case ISA::IPR_EXC_SUM:
-        retval = ipr[idx];
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_PTE:
-        {
-            typename ISA::PTE &pte = cpu->dtb->index(1);
-
-            retval |= ((u_int64_t)pte.ppn & ULL(0x7ffffff)) << 32;
-            retval |= ((u_int64_t)pte.xre & ULL(0xf)) << 8;
-            retval |= ((u_int64_t)pte.xwe & ULL(0xf)) << 12;
-            retval |= ((u_int64_t)pte.fonr & ULL(0x1)) << 1;
-            retval |= ((u_int64_t)pte.fonw & ULL(0x1))<< 2;
-            retval |= ((u_int64_t)pte.asma & ULL(0x1)) << 4;
-            retval |= ((u_int64_t)pte.asn & ULL(0x7f)) << 57;
-        }
-        break;
-
-        // write only registers
-      case ISA::IPR_HWINT_CLR:
-      case ISA::IPR_SL_XMIT:
-      case ISA::IPR_DC_FLUSH:
-      case ISA::IPR_IC_FLUSH:
-      case ISA::IPR_ALT_MODE:
-      case ISA::IPR_DTB_IA:
-      case ISA::IPR_DTB_IAP:
-      case ISA::IPR_ITB_IA:
-      case ISA::IPR_ITB_IAP:
-        fault = Unimplemented_Opcode_Fault;
-        break;
-
-      default:
-        // invalid IPR
-        fault = Unimplemented_Opcode_Fault;
-        break;
-    }
-
-    return retval;
-}
-
-extern int break_ipl;
-
-template <class Impl>
-Fault
-PhysRegFile<Impl>::setIpr(int idx, uint64_t val)
-{
-    uint64_t old;
-
-    switch (idx) {
-      case ISA::IPR_PALtemp0:
-      case ISA::IPR_PALtemp1:
-      case ISA::IPR_PALtemp2:
-      case ISA::IPR_PALtemp3:
-      case ISA::IPR_PALtemp4:
-      case ISA::IPR_PALtemp5:
-      case ISA::IPR_PALtemp6:
-      case ISA::IPR_PALtemp7:
-      case ISA::IPR_PALtemp8:
-      case ISA::IPR_PALtemp9:
-      case ISA::IPR_PALtemp10:
-      case ISA::IPR_PALtemp11:
-      case ISA::IPR_PALtemp12:
-      case ISA::IPR_PALtemp13:
-      case ISA::IPR_PALtemp14:
-      case ISA::IPR_PALtemp15:
-      case ISA::IPR_PALtemp16:
-      case ISA::IPR_PALtemp17:
-      case ISA::IPR_PALtemp18:
-      case ISA::IPR_PALtemp19:
-      case ISA::IPR_PALtemp20:
-      case ISA::IPR_PALtemp21:
-      case ISA::IPR_PALtemp22:
-      case ISA::IPR_PAL_BASE:
-      case ISA::IPR_IC_PERR_STAT:
-      case ISA::IPR_DC_PERR_STAT:
-      case ISA::IPR_PMCTR:
-        // write entire quad w/ no side-effect
-        ipr[idx] = val;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_CC_CTL:
-        // This IPR resets the cycle counter.  We assume this only
-        // happens once... let's verify that.
-        assert(ipr[idx] == 0);
-        ipr[idx] = 1;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_CC:
-        // This IPR only writes the upper 64 bits.  It's ok to write
-        // all 64 here since we mask out the lower 32 in rpcc (see
-        // isa_desc).
-        ipr[idx] = val;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_PALtemp23:
-        // write entire quad w/ no side-effect
-        old = ipr[idx];
-        ipr[idx] = val;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_PTE:
-        // write entire quad w/ no side-effect, tag is forthcoming
-        ipr[idx] = val;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_EXC_ADDR:
-        // second least significant bit in PC is always zero
-        ipr[idx] = val & ~2;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ASTRR:
-      case ISA::IPR_ASTER:
-        // only write least significant four bits - privilege mask
-        ipr[idx] = val & 0xf;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_IPLR:
-        // only write least significant five bits - interrupt level
-        ipr[idx] = val & 0x1f;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_CM:
-
-      case ISA::IPR_ICM:
-        // only write two mode bits - processor mode
-        ipr[idx] = val & 0x18;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ALT_MODE:
-        // only write two mode bits - processor mode
-        ipr[idx] = val & 0x18;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_MCSR:
-        // more here after optimization...
-        ipr[idx] = val;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_SIRR:
-        // only write software interrupt mask
-        ipr[idx] = val & 0x7fff0;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ICSR:
-        ipr[idx] = val & ULL(0xffffff0300);
-        break;
-
-      case ISA::IPR_IVPTBR:
-      case ISA::IPR_MVPTBR:
-        ipr[idx] = val & ULL(0xffffffffc0000000);
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DC_TEST_CTL:
-        ipr[idx] = val & 0x1ffb;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DC_MODE:
-      case ISA::IPR_MAF_MODE:
-        ipr[idx] = val & 0x3f;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ITB_ASN:
-        ipr[idx] = val & 0x7f0;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_ASN:
-        ipr[idx] = val & ULL(0xfe00000000000000);
-        break;
-
-      case ISA::IPR_EXC_SUM:
-      case ISA::IPR_EXC_MASK:
-        // any write to this register clears it
-        ipr[idx] = 0;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_INTID:
-      case ISA::IPR_SL_RCV:
-      case ISA::IPR_MM_STAT:
-      case ISA::IPR_ITB_PTE_TEMP:
-      case ISA::IPR_DTB_PTE_TEMP:
-        // read-only registers
-        return Unimplemented_Opcode_Fault;
-
-      case ISA::IPR_HWINT_CLR:
-      case ISA::IPR_SL_XMIT:
-      case ISA::IPR_DC_FLUSH:
-      case ISA::IPR_IC_FLUSH:
-        // the following are write only
-        ipr[idx] = val;
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_IA:
-        // really a control write
-        ipr[idx] = 0;
-
-        cpu->dtb->flushAll();
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_IAP:
-        // really a control write
-        ipr[idx] = 0;
-
-        cpu->dtb->flushProcesses();
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_IS:
-        // really a control write
-        ipr[idx] = val;
-
-        cpu->dtb->flushAddr(val, DTB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_DTB_ASN]));
-        break;
-
-      case ISA::IPR_DTB_TAG: {
-          struct ISA::PTE pte;
-
-          // FIXME: granularity hints NYI...
-          if (DTB_PTE_GH(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]) != 0)
-              panic("PTE GH field != 0");
-
-          // write entire quad
-          ipr[idx] = val;
-
-          // construct PTE for new entry
-          pte.ppn = DTB_PTE_PPN(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
-          pte.xre = DTB_PTE_XRE(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
-          pte.xwe = DTB_PTE_XWE(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
-          pte.fonr = DTB_PTE_FONR(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
-          pte.fonw = DTB_PTE_FONW(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
-          pte.asma = DTB_PTE_ASMA(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
-          pte.asn = DTB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_DTB_ASN]);
-
-          // insert new TAG/PTE value into data TLB
-          cpu->dtb->insert(val, pte);
-      }
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ITB_PTE: {
-          struct ISA::PTE pte;
-
-          // FIXME: granularity hints NYI...
-          if (ITB_PTE_GH(val) != 0)
-              panic("PTE GH field != 0");
-
-          // write entire quad
-          ipr[idx] = val;
-
-          // construct PTE for new entry
-          pte.ppn = ITB_PTE_PPN(val);
-          pte.xre = ITB_PTE_XRE(val);
-          pte.xwe = 0;
-          pte.fonr = ITB_PTE_FONR(val);
-          pte.fonw = ITB_PTE_FONW(val);
-          pte.asma = ITB_PTE_ASMA(val);
-          pte.asn = ITB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_ITB_ASN]);
-
-          // insert new TAG/PTE value into data TLB
-          cpu->itb->insert(ipr[ISA::IPR_ITB_TAG], pte);
-      }
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ITB_IA:
-        // really a control write
-        ipr[idx] = 0;
-
-        cpu->itb->flushAll();
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ITB_IAP:
-        // really a control write
-        ipr[idx] = 0;
-
-        cpu->itb->flushProcesses();
-        break;
-
-      case ISA::IPR_ITB_IS:
-        // really a control write
-        ipr[idx] = val;
-
-        cpu->itb->flushAddr(val, ITB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_ITB_ASN]));
-        break;
-
-      default:
-        // invalid IPR
-        return Unimplemented_Opcode_Fault;
-    }
-
-    // no error...
-    return No_Fault;
-}
-
-#endif // #ifdef FULL_SYSTEM
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_REGFILE_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/rename.cc b/cpu/beta_cpu/rename.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 7f1ba73..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,33 +0,0 @@
-/*
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- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/rename_impl.hh"
-
-template class SimpleRename<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/rename.hh b/cpu/beta_cpu/rename.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 163177d..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,234 +0,0 @@
-/*
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- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-// Todo:
-// Fix up trap and barrier handling.
-// May want to have different statuses to differentiate the different stall
-// conditions.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_RENAME_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_RENAME_HH__
-
-#include <list>
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "base/timebuf.hh"
-
-// Will need rename maps for both the int reg file and fp reg file.
-// Or change rename map class to handle both. (RegFile handles both.)
-template<class Impl>
-class SimpleRename
-{
-  public:
-    // Typedefs from the Impl.
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::Params Params;
-
-    typedef typename CPUPol::FetchStruct FetchStruct;
-    typedef typename CPUPol::DecodeStruct DecodeStruct;
-    typedef typename CPUPol::RenameStruct RenameStruct;
-    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
-
-    // Typedefs from the CPUPol
-    typedef typename CPUPol::FreeList FreeList;
-    typedef typename CPUPol::RenameMap RenameMap;
-
-    // Typedefs from the ISA.
-    typedef typename ISA::Addr Addr;
-
-  public:
-    // Rename will block if ROB becomes full or issue queue becomes full,
-    // or there are no free registers to rename to.
-    // Only case where rename squashes is if IEW squashes.
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        Squashing,
-        Blocked,
-        Unblocking,
-        BarrierStall
-    };
-
-  private:
-    Status _status;
-
-  public:
-    SimpleRename(Params &params);
-
-    void regStats();
-
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
-
-    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
-
-    void setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr);
-
-    void setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr);
-
-    void setRenameMap(RenameMap *rm_ptr);
-
-    void setFreeList(FreeList *fl_ptr);
-
-    void dumpHistory();
-
-    void tick();
-
-    void rename();
-
-    void squash();
-
-  private:
-    void block();
-
-    inline void unblock();
-
-    void doSquash();
-
-    void removeFromHistory(InstSeqNum inst_seq_num);
-
-    inline void renameSrcRegs(DynInstPtr &inst);
-
-    inline void renameDestRegs(DynInstPtr &inst);
-
-    inline int calcFreeROBEntries();
-
-    inline int calcFreeIQEntries();
-
-    /** Holds the previous information for each rename.
-     *  Note that often times the inst may have been deleted, so only access
-     *  the pointer for the address and do not dereference it.
-     */
-    struct RenameHistory {
-        RenameHistory(InstSeqNum _instSeqNum, RegIndex _archReg,
-                      PhysRegIndex _newPhysReg, PhysRegIndex _prevPhysReg)
-            : instSeqNum(_instSeqNum), archReg(_archReg),
-              newPhysReg(_newPhysReg), prevPhysReg(_prevPhysReg),
-              placeHolder(false)
-        {
-        }
-
-        /** Constructor used specifically for cases where a place holder
-         *  rename history entry is being made.
-         */
-        RenameHistory(InstSeqNum _instSeqNum)
-            : instSeqNum(_instSeqNum), archReg(0), newPhysReg(0),
-              prevPhysReg(0), placeHolder(true)
-        {
-        }
-
-        InstSeqNum instSeqNum;
-        RegIndex archReg;
-        PhysRegIndex newPhysReg;
-        PhysRegIndex prevPhysReg;
-        bool placeHolder;
-    };
-
-    std::list<RenameHistory> historyBuffer;
-
-    /** CPU interface. */
-    FullCPU *cpu;
-
-    // Interfaces to objects outside of rename.
-    /** Time buffer interface. */
-    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
-
-    /** Wire to get IEW's output from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromIEW;
-
-    /** Wire to get commit's output from backwards time buffer. */
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
-
-    /** Wire to write infromation heading to previous stages. */
-    // Might not be the best name as not only decode will read it.
-    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toDecode;
-
-    /** Rename instruction queue. */
-    TimeBuffer<RenameStruct> *renameQueue;
-
-    /** Wire to write any information heading to IEW. */
-    typename TimeBuffer<RenameStruct>::wire toIEW;
-
-    /** Decode instruction queue interface. */
-    TimeBuffer<DecodeStruct> *decodeQueue;
-
-    /** Wire to get decode's output from decode queue. */
-    typename TimeBuffer<DecodeStruct>::wire fromDecode;
-
-    /** Skid buffer between rename and decode. */
-    std::queue<DecodeStruct> skidBuffer;
-
-    /** Rename map interface. */
-    SimpleRenameMap *renameMap;
-
-    /** Free list interface. */
-    FreeList *freeList;
-
-    /** Delay between iew and rename, in ticks. */
-    int iewToRenameDelay;
-
-    /** Delay between decode and rename, in ticks. */
-    int decodeToRenameDelay;
-
-    /** Delay between commit and rename, in ticks. */
-    unsigned commitToRenameDelay;
-
-    /** Rename width, in instructions. */
-    unsigned renameWidth;
-
-    /** Commit width, in instructions.  Used so rename knows how many
-     *  instructions might have freed registers in the previous cycle.
-     */
-    unsigned commitWidth;
-
-    /** The instruction that rename is currently on.  It needs to have
-     *  persistent state so that when a stall occurs in the middle of a
-     *  group of instructions, it can restart at the proper instruction.
-     */
-    unsigned numInst;
-
-    Stats::Scalar<> renameSquashCycles;
-    Stats::Scalar<> renameIdleCycles;
-    Stats::Scalar<> renameBlockCycles;
-    Stats::Scalar<> renameUnblockCycles;
-    Stats::Scalar<> renameRenamedInsts;
-    Stats::Scalar<> renameSquashedInsts;
-    Stats::Scalar<> renameROBFullEvents;
-    Stats::Scalar<> renameIQFullEvents;
-    Stats::Scalar<> renameFullRegistersEvents;
-    Stats::Scalar<> renameRenamedOperands;
-    Stats::Scalar<> renameRenameLookups;
-    Stats::Scalar<> renameHBPlaceHolders;
-    Stats::Scalar<> renameCommittedMaps;
-    Stats::Scalar<> renameUndoneMaps;
-    Stats::Scalar<> renameValidUndoneMaps;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_RENAME_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/rename_impl.hh b/cpu/beta_cpu/rename_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index a57f92c..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,753 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-#include <list>
-
-#include "cpu/beta_cpu/rename.hh"
-
-template <class Impl>
-SimpleRename<Impl>::SimpleRename(Params &params)
-    : iewToRenameDelay(params.iewToRenameDelay),
-      decodeToRenameDelay(params.decodeToRenameDelay),
-      commitToRenameDelay(params.commitToRenameDelay),
-      renameWidth(params.renameWidth),
-      commitWidth(params.commitWidth),
-      numInst(0)
-{
-    _status = Idle;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::regStats()
-{
-    renameSquashCycles
-        .name(name() + ".renameSquashCycles")
-        .desc("Number of cycles rename is squashing")
-        .prereq(renameSquashCycles);
-    renameIdleCycles
-        .name(name() + ".renameIdleCycles")
-        .desc("Number of cycles rename is idle")
-        .prereq(renameIdleCycles);
-    renameBlockCycles
-        .name(name() + ".renameBlockCycles")
-        .desc("Number of cycles rename is blocking")
-        .prereq(renameBlockCycles);
-    renameUnblockCycles
-        .name(name() + ".renameUnblockCycles")
-        .desc("Number of cycles rename is unblocking")
-        .prereq(renameUnblockCycles);
-    renameRenamedInsts
-        .name(name() + ".renameRenamedInsts")
-        .desc("Number of instructions processed by rename")
-        .prereq(renameRenamedInsts);
-    renameSquashedInsts
-        .name(name() + ".renameSquashedInsts")
-        .desc("Number of squashed instructions processed by rename")
-        .prereq(renameSquashedInsts);
-    renameROBFullEvents
-        .name(name() + ".renameROBFullEvents")
-        .desc("Number of times rename has considered the ROB 'full'")
-        .prereq(renameROBFullEvents);
-    renameIQFullEvents
-        .name(name() + ".renameIQFullEvents")
-        .desc("Number of times rename has considered the IQ 'full'")
-        .prereq(renameIQFullEvents);
-    renameFullRegistersEvents
-        .name(name() + ".renameFullRegisterEvents")
-        .desc("Number of times there has been no free registers")
-        .prereq(renameFullRegistersEvents);
-    renameRenamedOperands
-        .name(name() + ".renameRenamedOperands")
-        .desc("Number of destination operands rename has renamed")
-        .prereq(renameRenamedOperands);
-    renameRenameLookups
-        .name(name() + ".renameRenameLookups")
-        .desc("Number of register rename lookups that rename has made")
-        .prereq(renameRenameLookups);
-    renameHBPlaceHolders
-        .name(name() + ".renameHBPlaceHolders")
-        .desc("Number of place holders added to the history buffer")
-        .prereq(renameHBPlaceHolders);
-    renameCommittedMaps
-        .name(name() + ".renameCommittedMaps")
-        .desc("Number of HB maps that are committed")
-        .prereq(renameCommittedMaps);
-    renameUndoneMaps
-        .name(name() + ".renameUndoneMaps")
-        .desc("Number of HB maps that are undone due to squashing")
-        .prereq(renameUndoneMaps);
-    renameValidUndoneMaps
-        .name(name() + ".renameValidUndoneMaps")
-        .desc("Number of HB maps that are undone, and are not place holders")
-        .prereq(renameValidUndoneMaps);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting CPU pointer.\n");
-    cpu = cpu_ptr;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting time buffer pointer.\n");
-    timeBuffer = tb_ptr;
-
-    // Setup wire to read information from time buffer, from IEW stage.
-    fromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToRenameDelay);
-
-    // Setup wire to read infromation from time buffer, from commit stage.
-    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToRenameDelay);
-
-    // Setup wire to write information to previous stages.
-    toDecode = timeBuffer->getWire(0);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting rename queue pointer.\n");
-    renameQueue = rq_ptr;
-
-    // Setup wire to write information to future stages.
-    toIEW = renameQueue->getWire(0);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting decode queue pointer.\n");
-    decodeQueue = dq_ptr;
-
-    // Setup wire to get information from decode.
-    fromDecode = decodeQueue->getWire(-decodeToRenameDelay);
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::setRenameMap(RenameMap *rm_ptr)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting rename map pointer.\n");
-    renameMap = rm_ptr;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::setFreeList(FreeList *fl_ptr)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting free list pointer.\n");
-    freeList = fl_ptr;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::dumpHistory()
-{
-    typename list<RenameHistory>::iterator buf_it = historyBuffer.begin();
-
-    while (buf_it != historyBuffer.end())
-    {
-        cprintf("Seq num: %i\nArch reg: %i New phys reg: %i Old phys "
-                "reg: %i\n", (*buf_it).instSeqNum, (int)(*buf_it).archReg,
-                (int)(*buf_it).newPhysReg, (int)(*buf_it).prevPhysReg);
-
-        buf_it++;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::block()
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Blocking.\n");
-    // Set status to Blocked.
-    _status = Blocked;
-
-    // Add the current inputs onto the skid buffer, so they can be
-    // reprocessed when this stage unblocks.
-    skidBuffer.push(*fromDecode);
-
-    // Note that this stage only signals previous stages to stall when
-    // it is the cause of the stall originates at this stage.  Otherwise
-    // the previous stages are expected to check all possible stall signals.
-}
-
-template <class Impl>
-inline void
-SimpleRename<Impl>::unblock()
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Read instructions out of skid buffer this "
-            "cycle.\n");
-    // Remove the now processed instructions from the skid buffer.
-    skidBuffer.pop();
-
-    // If there's still information in the skid buffer, then
-    // continue to tell previous stages to stall.  They will be
-    // able to restart once the skid buffer is empty.
-    if (!skidBuffer.empty()) {
-        toDecode->renameInfo.stall = true;
-    } else {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Done unblocking.\n");
-        _status = Running;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::doSquash()
-{
-    typename list<RenameHistory>::iterator hb_it = historyBuffer.begin();
-
-    InstSeqNum squashed_seq_num = fromCommit->commitInfo.doneSeqNum;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    assert(!historyBuffer.empty());
-#else
-    // After a syscall squashes everything, the history buffer may be empty
-    // but the ROB may still be squashing instructions.
-    if (historyBuffer.empty()) {
-        return;
-    }
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    // Go through the most recent instructions, undoing the mappings
-    // they did and freeing up the registers.
-    while ((*hb_it).instSeqNum > squashed_seq_num)
-    {
-        assert(hb_it != historyBuffer.end());
-
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Removing history entry with sequence "
-                "number %i.\n", (*hb_it).instSeqNum);
-
-        // If it's not simply a place holder, then add the registers.
-        if (!(*hb_it).placeHolder) {
-            // Tell the rename map to set the architected register to the
-            // previous physical register that it was renamed to.
-            renameMap->setEntry(hb_it->archReg, hb_it->prevPhysReg);
-
-            // Put the renamed physical register back on the free list.
-            freeList->addReg(hb_it->newPhysReg);
-
-            ++renameValidUndoneMaps;
-        }
-
-        historyBuffer.erase(hb_it++);
-
-        ++renameUndoneMaps;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::squash()
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Squashing instructions.\n");
-    // Set the status to Squashing.
-    _status = Squashing;
-
-    numInst = 0;
-
-    // Clear the skid buffer in case it has any data in it.
-    while (!skidBuffer.empty())
-    {
-        skidBuffer.pop();
-    }
-
-    doSquash();
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::removeFromHistory(InstSeqNum inst_seq_num)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Removing a committed instruction from the "
-            "history buffer, until sequence number %lli.\n", inst_seq_num);
-    typename list<RenameHistory>::iterator hb_it = historyBuffer.end();
-
-    --hb_it;
-
-    if (hb_it->instSeqNum > inst_seq_num) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Old sequence number encountered.  Ensure "
-                "that a syscall happened recently.\n");
-        return;
-    }
-
-    while ((*hb_it).instSeqNum != inst_seq_num)
-    {
-        // Make sure we haven't gone off the end of the list.
-        assert(hb_it != historyBuffer.end());
-
-        // In theory instructions at the end of the history buffer
-        // should be older than the instruction being removed, which
-        // means they will have a lower sequence number.  Also the
-        // instruction being removed from the history really should
-        // be the last instruction in the list, as it is the instruction
-        // that was just committed that is being removed.
-        assert(hb_it->instSeqNum < inst_seq_num);
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Freeing up older rename of reg %i, sequence"
-                " number %i.\n",
-                (*hb_it).prevPhysReg, (*hb_it).instSeqNum);
-
-        if (!(*hb_it).placeHolder) {
-            freeList->addReg((*hb_it).prevPhysReg);
-            ++renameCommittedMaps;
-        }
-
-        historyBuffer.erase(hb_it--);
-    }
-
-    // Finally free up the previous register of the finished instruction
-    // itself.
-    if (!(*hb_it).placeHolder) {
-        freeList->addReg(hb_it->prevPhysReg);
-        ++renameCommittedMaps;
-    }
-
-    historyBuffer.erase(hb_it);
-}
-
-template <class Impl>
-inline void
-SimpleRename<Impl>::renameSrcRegs(DynInstPtr &inst)
-{
-    unsigned num_src_regs = inst->numSrcRegs();
-
-    // Get the architectual register numbers from the source and
-    // destination operands, and redirect them to the right register.
-    // Will need to mark dependencies though.
-    for (int src_idx = 0; src_idx < num_src_regs; src_idx++)
-    {
-        RegIndex src_reg = inst->srcRegIdx(src_idx);
-
-        // Look up the source registers to get the phys. register they've
-        // been renamed to, and set the sources to those registers.
-        PhysRegIndex renamed_reg = renameMap->lookup(src_reg);
-
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Looking up arch reg %i, got "
-                "physical reg %i.\n", (int)src_reg, (int)renamed_reg);
-
-        inst->renameSrcReg(src_idx, renamed_reg);
-
-        // Either incorporate it into the info passed back,
-        // or make another function call to see if that register is
-        // ready or not.
-        if (renameMap->isReady(renamed_reg)) {
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Register is ready.\n");
-
-            inst->markSrcRegReady(src_idx);
-        }
-
-        ++renameRenameLookups;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-inline void
-SimpleRename<Impl>::renameDestRegs(DynInstPtr &inst)
-{
-    typename SimpleRenameMap::RenameInfo rename_result;
-
-    unsigned num_dest_regs = inst->numDestRegs();
-
-    // If it's an instruction with no destination registers, then put
-    // a placeholder within the history buffer.  It might be better
-    // to not put it in the history buffer at all (other than branches,
-    // which always need at least a place holder), and differentiate
-    // between instructions with and without destination registers
-    // when getting from commit the instructions that committed.
-    if (num_dest_regs == 0) {
-        RenameHistory hb_entry(inst->seqNum);
-
-        historyBuffer.push_front(hb_entry);
-
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Adding placeholder instruction to "
-                "history buffer, sequence number %lli.\n",
-                inst->seqNum);
-
-        ++renameHBPlaceHolders;
-    } else {
-
-        // Rename the destination registers.
-        for (int dest_idx = 0; dest_idx < num_dest_regs; dest_idx++)
-        {
-            RegIndex dest_reg = inst->destRegIdx(dest_idx);
-
-            // Get the physical register that the destination will be
-            // renamed to.
-            rename_result = renameMap->rename(dest_reg);
-
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Renaming arch reg %i to physical "
-                    "reg %i.\n", (int)dest_reg,
-                    (int)rename_result.first);
-
-            // Record the rename information so that a history can be kept.
-            RenameHistory hb_entry(inst->seqNum, dest_reg,
-                                   rename_result.first,
-                                   rename_result.second);
-
-            historyBuffer.push_front(hb_entry);
-
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Adding instruction to history buffer, "
-                    "sequence number %lli.\n",
-                    (*historyBuffer.begin()).instSeqNum);
-
-            // Tell the instruction to rename the appropriate destination
-            // register (dest_idx) to the new physical register
-            // (rename_result.first), and record the previous physical
-            // register that the same logical register was renamed to
-            // (rename_result.second).
-            inst->renameDestReg(dest_idx,
-                                rename_result.first,
-                                rename_result.second);
-
-            ++renameRenamedOperands;
-        }
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-inline int
-SimpleRename<Impl>::calcFreeROBEntries()
-{
-    return fromCommit->commitInfo.freeROBEntries -
-        renameWidth * iewToRenameDelay;
-}
-
-template <class Impl>
-inline int
-SimpleRename<Impl>::calcFreeIQEntries()
-{
-    return fromIEW->iewInfo.freeIQEntries - renameWidth * iewToRenameDelay;
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::tick()
-{
-    // Rename will need to try to rename as many instructions as it
-    // has bandwidth, unless it is blocked.
-
-    // Check if _status is BarrierStall.  If so, then check if the number
-    // of free ROB entries is equal to the number of total ROB entries.
-    // Once equal then wake this stage up.  Set status to unblocking maybe.
-
-    if (_status != Blocked && _status != Squashing) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Status is not blocked, will attempt to "
-                        "run stage.\n");
-        // Make sure that the skid buffer has something in it if the
-        // status is unblocking.
-        assert(_status == Unblocking ? !skidBuffer.empty() : 1);
-
-        rename();
-
-        // If the status was unblocking, then instructions from the skid
-        // buffer were used.  Remove those instructions and handle
-        // the rest of unblocking.
-        if (_status == Unblocking) {
-            ++renameUnblockCycles;
-
-            if (fromDecode->size > 0) {
-                // Add the current inputs onto the skid buffer, so they can be
-                // reprocessed when this stage unblocks.
-                skidBuffer.push(*fromDecode);
-            }
-
-            unblock();
-        }
-    } else if (_status == Blocked) {
-        ++renameBlockCycles;
-
-        // If stage is blocked and still receiving valid instructions,
-        // make sure to store them in the skid buffer.
-        if (fromDecode->size > 0) {
-
-            block();
-
-            // Continue to tell previous stage to stall.
-            toDecode->renameInfo.stall = true;
-        }
-
-        if (!fromIEW->iewInfo.stall &&
-            !fromCommit->commitInfo.stall &&
-            calcFreeROBEntries() > 0 &&
-            calcFreeIQEntries() > 0 &&
-            renameMap->numFreeEntries() > 0) {
-
-            // Need to be sure to check all blocking conditions above.
-            // If they have cleared, then start unblocking.
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Stall signals cleared, going to "
-                    "unblock.\n");
-            _status = Unblocking;
-
-            // Continue to tell previous stage to block until this stage
-            // is done unblocking.
-            toDecode->renameInfo.stall = true;
-        } else {
-            // Otherwise no conditions have changed.  Tell previous
-            // stage to continue blocking.
-            toDecode->renameInfo.stall = true;
-        }
-
-        if (fromCommit->commitInfo.squash ||
-            fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-            squash();
-            return;
-        }
-    } else if (_status == Squashing) {
-        ++renameSquashCycles;
-
-        if (fromCommit->commitInfo.squash) {
-            squash();
-        } else if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
-                   !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Done squashing, going to running.\n");
-            _status = Running;
-            rename();
-        } else {
-            doSquash();
-        }
-    }
-
-    // Ugly code, revamp all of the tick() functions eventually.
-    if (fromCommit->commitInfo.doneSeqNum != 0 && _status != Squashing) {
-#ifndef FULL_SYSTEM
-        if (!fromCommit->commitInfo.squash) {
-            removeFromHistory(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-        }
-#else
-        removeFromHistory(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
-#endif
-    }
-
-}
-
-template<class Impl>
-void
-SimpleRename<Impl>::rename()
-{
-    // Check if any of the stages ahead of rename are telling rename
-    // to squash.  The squash() function will also take care of fixing up
-    // the rename map and the free list.
-    if (fromCommit->commitInfo.squash ||
-        fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Receiving signal from Commit to squash.\n");
-        squash();
-        return;
-    }
-
-    // Check if time buffer is telling this stage to stall.
-    if (fromIEW->iewInfo.stall ||
-        fromCommit->commitInfo.stall) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Receiving signal from IEW/Commit to "
-                        "stall.\n");
-        block();
-        return;
-    }
-
-    // Check if the current status is squashing.  If so, set its status
-    // to running and resume execution the next cycle.
-    if (_status == Squashing) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Done squashing.\n");
-        _status = Running;
-        return;
-    }
-
-    // Check the decode queue to see if instructions are available.
-    // If there are no available instructions to rename, then do nothing.
-    // Or, if the stage is currently unblocking, then go ahead and run it.
-    if (fromDecode->size == 0 && _status != Unblocking) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Nothing to do, breaking out early.\n");
-        // Should I change status to idle?
-        return;
-    }
-
-    ////////////////////////////////////
-    // Actual rename part.
-    ////////////////////////////////////
-
-    DynInstPtr inst;
-
-    // If we're unblocking, then we may be in the middle of an instruction
-    // group.  Subtract off numInst to get the proper number of instructions
-    // left.
-    int insts_available = _status == Unblocking ?
-        skidBuffer.front().size - numInst :
-        fromDecode->size;
-
-    bool block_this_cycle = false;
-
-    // Will have to do a different calculation for the number of free
-    // entries.  Number of free entries recorded on this cycle -
-    // renameWidth * renameToDecodeDelay
-    int free_rob_entries = calcFreeROBEntries();
-    int free_iq_entries = calcFreeIQEntries();
-    int min_iq_rob = min(free_rob_entries, free_iq_entries);
-
-    unsigned to_iew_index = 0;
-
-    // Check if there's any space left.
-    if (min_iq_rob <= 0) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Blocking due to no free ROB or IQ "
-                "entries.\n"
-                "Rename: ROB has %d free entries.\n"
-                "Rename: IQ has %d free entries.\n",
-                free_rob_entries,
-                free_iq_entries);
-        block();
-        // Tell previous stage to stall.
-        toDecode->renameInfo.stall = true;
-
-        if (free_rob_entries <= 0) {
-            ++renameROBFullEvents;
-        } else {
-            ++renameIQFullEvents;
-        }
-
-        return;
-    } else if (min_iq_rob < insts_available) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Will have to block this cycle.  Only "
-                "%i insts can be renamed due to IQ/ROB limits.\n",
-                min_iq_rob);
-
-        insts_available = min_iq_rob;
-
-        block_this_cycle = true;
-
-        if (free_rob_entries < free_iq_entries) {
-            ++renameROBFullEvents;
-        } else {
-            ++renameIQFullEvents;
-        }
-    }
-
-    while (insts_available > 0) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Sending instructions to iew.\n");
-
-        // Get the next instruction either from the skid buffer or the
-        // decode queue.
-        inst = _status == Unblocking ? skidBuffer.front().insts[numInst] :
-               fromDecode->insts[numInst];
-
-        if (inst->isSquashed()) {
-            DPRINTF(Rename, "Rename: instruction %i with PC %#x is "
-                    "squashed, skipping.\n",
-                    inst->seqNum, inst->readPC());
-
-            // Go to the next instruction.
-            ++numInst;
-
-            ++renameSquashedInsts;
-
-            // Decrement how many instructions are available.
-            --insts_available;
-
-            continue;
-        }
-
-        DPRINTF(Rename, "Rename: Processing instruction %i with PC %#x.\n",
-                inst->seqNum, inst->readPC());
-
-        // If it's a trap instruction, then it needs to wait here within
-        // rename until the ROB is empty.  Needs a way to detect that the
-        // ROB is empty.  Maybe an event?
-        // Would be nice if it could be avoided putting this into a
-        // specific stage and instead just put it into the AlphaFullCPU.
-        // Might not really be feasible though...
-        // (EXCB, TRAPB)
-        if (inst->isSerializing()) {
-            panic("Rename: Serializing instruction encountered.\n");
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Serializing instruction "
-                            "encountered.\n");
-
-            // Change status over to BarrierStall so that other stages know
-            // what this is blocked on.
-            _status = BarrierStall;
-
-            block_this_cycle = true;
-
-            break;
-        }
-
-        // Check here to make sure there are enough destination registers
-        // to rename to.  Otherwise block.
-        if (renameMap->numFreeEntries() < inst->numDestRegs())
-        {
-            DPRINTF(Rename, "Rename: Blocking due to lack of free "
-                            "physical registers to rename to.\n");
-            // Need some sort of event based on a register being freed.
-
-            block_this_cycle = true;
-
-            ++renameFullRegistersEvents;
-
-            break;
-        }
-
-        renameSrcRegs(inst);
-
-        renameDestRegs(inst);
-
-        // Put instruction in rename queue.
-        toIEW->insts[to_iew_index] = inst;
-        ++(toIEW->size);
-
-        // Decrease the number of free ROB and IQ entries.
-        --free_rob_entries;
-        --free_iq_entries;
-
-        // Increment which instruction we're on.
-        ++to_iew_index;
-        ++numInst;
-
-        ++renameRenamedInsts;
-
-        // Decrement how many instructions are available.
-        --insts_available;
-    }
-
-    // Check if there's any instructions left that haven't yet been renamed.
-    // If so then block.
-    if (block_this_cycle) {
-        block();
-
-        toDecode->renameInfo.stall = true;
-    } else {
-        // If we had a successful rename and didn't have to exit early, then
-        // reset numInst so it will refer to the correct instruction on next
-        // run.
-        numInst = 0;
-    }
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/rename_map.cc b/cpu/beta_cpu/rename_map.cc
deleted file mode 100644 (file)
index a8ca88d..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,346 +0,0 @@
-/*
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- * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
- * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
- * documentation and/or other materials provided with the distribution;
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- * contributors may be used to endorse or promote products derived from
- * this software without specific prior written permission.
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- * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
- * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
- * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
- * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-#include <vector>
-
-#include "cpu/beta_cpu/rename_map.hh"
-
-using namespace std;
-
-// Todo: Consider making functions inline.  Avoid having things that are
-// using the zero register or misc registers from adding on the registers
-// to the free list.  Possibly remove the direct communication between
-// this and the freelist.  Considering making inline bool functions that
-// determine if the register is a logical int, logical fp, physical int,
-// physical fp, etc.
-
-SimpleRenameMap::SimpleRenameMap(unsigned _numLogicalIntRegs,
-                                 unsigned _numPhysicalIntRegs,
-                                 unsigned _numLogicalFloatRegs,
-                                 unsigned _numPhysicalFloatRegs,
-                                 unsigned _numMiscRegs,
-                                 RegIndex _intZeroReg,
-                                 RegIndex _floatZeroReg)
-    : numLogicalIntRegs(_numLogicalIntRegs),
-      numPhysicalIntRegs(_numPhysicalIntRegs),
-      numLogicalFloatRegs(_numLogicalFloatRegs),
-      numPhysicalFloatRegs(_numPhysicalFloatRegs),
-      numMiscRegs(_numMiscRegs),
-      intZeroReg(_intZeroReg),
-      floatZeroReg(_floatZeroReg)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename: Creating rename map.  Phys: %i / %i, Float: "
-            "%i / %i.\n", numLogicalIntRegs, numPhysicalIntRegs,
-            numLogicalFloatRegs, numPhysicalFloatRegs);
-
-    numLogicalRegs = numLogicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
-
-    numPhysicalRegs = numPhysicalIntRegs + numPhysicalFloatRegs;
-
-    //Create the rename maps, and their scoreboards.
-    intRenameMap = new RenameEntry[numLogicalIntRegs];
-    floatRenameMap = new RenameEntry[numLogicalRegs];
-
-    // Should combine this into one scoreboard.
-    intScoreboard.resize(numPhysicalIntRegs);
-    floatScoreboard.resize(numPhysicalRegs);
-    miscScoreboard.resize(numPhysicalRegs + numMiscRegs);
-
-    // Initialize the entries in the integer rename map to point to the
-    // physical registers of the same index, and consider each register
-    // ready until the first rename occurs.
-    for (RegIndex index = 0; index < numLogicalIntRegs; ++index)
-    {
-        intRenameMap[index].physical_reg = index;
-        intScoreboard[index] = 1;
-    }
-
-    // Initialize the rest of the physical registers (the ones that don't
-    // directly map to a logical register) as unready.
-    for (PhysRegIndex index = numLogicalIntRegs;
-         index < numPhysicalIntRegs;
-         ++index)
-    {
-        intScoreboard[index] = 0;
-    }
-
-    int float_reg_idx = numPhysicalIntRegs;
-
-    // Initialize the entries in the floating point rename map to point to
-    // the physical registers of the same index, and consider each register
-    // ready until the first rename occurs.
-    // Although the index refers purely to architected registers, because
-    // the floating reg indices come after the integer reg indices, they
-    // may exceed the size of a normal RegIndex (short).
-    for (PhysRegIndex index = numLogicalIntRegs;
-         index < numLogicalRegs; ++index)
-    {
-        floatRenameMap[index].physical_reg = float_reg_idx++;
-    }
-
-    for (PhysRegIndex index = numPhysicalIntRegs;
-         index < numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs; ++index)
-    {
-        floatScoreboard[index] = 1;
-    }
-
-    // Initialize the rest of the physical registers (the ones that don't
-    // directly map to a logical register) as unready.
-    for (PhysRegIndex index = numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
-         index < numPhysicalRegs;
-         ++index)
-    {
-        floatScoreboard[index] = 0;
-    }
-
-    // Initialize the entries in the misc register scoreboard to be ready.
-    for (PhysRegIndex index = numPhysicalRegs;
-         index < numPhysicalRegs + numMiscRegs; ++index)
-    {
-        miscScoreboard[index] = 1;
-    }
-}
-
-SimpleRenameMap::~SimpleRenameMap()
-{
-    // Delete the rename maps as they were allocated with new.
-    delete [] intRenameMap;
-    delete [] floatRenameMap;
-}
-
-void
-SimpleRenameMap::setFreeList(SimpleFreeList *fl_ptr)
-{
-    //Setup the interface to the freelist.
-    freeList = fl_ptr;
-}
-
-
-// Don't allow this stage to fault; force that check to the rename stage.
-// Simply ask to rename a logical register and get back a new physical
-// register index.
-SimpleRenameMap::RenameInfo
-SimpleRenameMap::rename(RegIndex arch_reg)
-{
-    PhysRegIndex renamed_reg;
-    PhysRegIndex prev_reg;
-
-    if (arch_reg < numLogicalIntRegs) {
-
-        // Record the current physical register that is renamed to the
-        // requested architected register.
-        prev_reg = intRenameMap[arch_reg].physical_reg;
-
-        // If it's not referencing the zero register, then mark the register
-        // as not ready.
-        if (arch_reg != intZeroReg) {
-            // Get a free physical register to rename to.
-            renamed_reg = freeList->getIntReg();
-
-            // Update the integer rename map.
-            intRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
-
-            assert(renamed_reg >= 0 && renamed_reg < numPhysicalIntRegs);
-
-            // Mark register as not ready.
-            intScoreboard[renamed_reg] = false;
-        } else {
-            // Otherwise return the zero register so nothing bad happens.
-            renamed_reg = intZeroReg;
-        }
-    } else if (arch_reg < numLogicalRegs) {
-        // Subtract off the base offset for floating point registers.
-//        arch_reg = arch_reg - numLogicalIntRegs;
-
-        // Record the current physical register that is renamed to the
-        // requested architected register.
-        prev_reg = floatRenameMap[arch_reg].physical_reg;
-
-        // If it's not referencing the zero register, then mark the register
-        // as not ready.
-        if (arch_reg != floatZeroReg) {
-            // Get a free floating point register to rename to.
-            renamed_reg = freeList->getFloatReg();
-
-            // Update the floating point rename map.
-            floatRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
-
-            assert(renamed_reg < numPhysicalRegs &&
-                   renamed_reg >= numPhysicalIntRegs);
-
-            // Mark register as not ready.
-            floatScoreboard[renamed_reg] = false;
-        } else {
-            // Otherwise return the zero register so nothing bad happens.
-            renamed_reg = floatZeroReg;
-        }
-    } else {
-        // Subtract off the base offset for miscellaneous registers.
-        arch_reg = arch_reg - numLogicalRegs;
-
-        // No renaming happens to the misc. registers.  They are simply the
-        // registers that come after all the  physical registers; thus
-        // take the base architected register and add the physical registers
-        // to it.
-        renamed_reg = arch_reg + numPhysicalRegs;
-
-        // Set the previous register to the same register; mainly it must be
-        // known that the prev reg was outside the range of normal registers
-        // so the free list can avoid adding it.
-        prev_reg = renamed_reg;
-
-        assert(renamed_reg < numPhysicalRegs + numMiscRegs);
-
-        miscScoreboard[renamed_reg] = false;
-    }
-
-    return RenameInfo(renamed_reg, prev_reg);
-}
-
-//Perhaps give this a pair as a return value, of the physical register
-//and whether or not it's ready.
-PhysRegIndex
-SimpleRenameMap::lookup(RegIndex arch_reg)
-{
-    if (arch_reg < numLogicalIntRegs) {
-        return intRenameMap[arch_reg].physical_reg;
-    } else if (arch_reg < numLogicalRegs) {
-        // Subtract off the base FP offset.
-//        arch_reg = arch_reg - numLogicalIntRegs;
-
-        return floatRenameMap[arch_reg].physical_reg;
-    } else {
-        // Subtract off the misc registers offset.
-        arch_reg = arch_reg - numLogicalRegs;
-
-        // Misc. regs don't rename, so simply add the base arch reg to
-        // the number of physical registers.
-        return numPhysicalRegs + arch_reg;
-    }
-}
-
-bool
-SimpleRenameMap::isReady(PhysRegIndex phys_reg)
-{
-    if (phys_reg < numPhysicalIntRegs) {
-        return intScoreboard[phys_reg];
-    } else if (phys_reg < numPhysicalRegs) {
-
-        // Subtract off the base FP offset.
-//        phys_reg = phys_reg - numPhysicalIntRegs;
-
-        return floatScoreboard[phys_reg];
-    } else {
-        // Subtract off the misc registers offset.
-//        phys_reg = phys_reg - numPhysicalRegs;
-
-        return miscScoreboard[phys_reg];
-    }
-}
-
-// In this implementation the miscellaneous registers do not actually rename,
-// so this function does not allow you to try to change their mappings.
-void
-SimpleRenameMap::setEntry(RegIndex arch_reg, PhysRegIndex renamed_reg)
-{
-    if (arch_reg < numLogicalIntRegs) {
-        DPRINTF(Rename, "Rename Map: Integer register %i being set to %i.\n",
-                (int)arch_reg, renamed_reg);
-
-        intRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
-    } else {
-        assert(arch_reg < (numLogicalIntRegs + numLogicalFloatRegs));
-
-        DPRINTF(Rename, "Rename Map: Float register %i being set to %i.\n",
-                (int)arch_reg - numLogicalIntRegs, renamed_reg);
-
-        floatRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
-    }
-}
-
-void
-SimpleRenameMap::squash(vector<RegIndex> freed_regs,
-                        vector<UnmapInfo> unmaps)
-{
-    panic("Not sure this function should be called.");
-
-    // Not sure the rename map should be able to access the free list
-    // like this.
-    while (!freed_regs.empty()) {
-        RegIndex free_register = freed_regs.back();
-
-        if (free_register < numPhysicalIntRegs) {
-            freeList->addIntReg(free_register);
-        } else {
-            // Subtract off the base FP dependence tag.
-            free_register = free_register - numPhysicalIntRegs;
-            freeList->addFloatReg(free_register);
-        }
-
-        freed_regs.pop_back();
-    }
-
-    // Take unmap info and roll back the rename map.
-}
-
-void
-SimpleRenameMap::markAsReady(PhysRegIndex ready_reg)
-{
-    DPRINTF(Rename, "Rename map: Marking register %i as ready.\n",
-            (int)ready_reg);
-
-    if (ready_reg < numPhysicalIntRegs) {
-        assert(ready_reg >= 0);
-
-        intScoreboard[ready_reg] = 1;
-    } else if (ready_reg < numPhysicalRegs) {
-
-        // Subtract off the base FP offset.
-//        ready_reg = ready_reg - numPhysicalIntRegs;
-
-        floatScoreboard[ready_reg] = 1;
-    } else {
-        //Subtract off the misc registers offset.
-//        ready_reg = ready_reg - numPhysicalRegs;
-
-        miscScoreboard[ready_reg] = 1;
-    }
-}
-
-int
-SimpleRenameMap::numFreeEntries()
-{
-    int free_int_regs = freeList->numFreeIntRegs();
-    int free_float_regs = freeList->numFreeFloatRegs();
-
-    if (free_int_regs < free_float_regs) {
-        return free_int_regs;
-    } else {
-        return free_float_regs;
-    }
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/rename_map.hh b/cpu/beta_cpu/rename_map.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 46087ba..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,170 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-// Todo:  Create destructor.
-// Have it so that there's a more meaningful name given to the variable
-// that marks the beginning of the FP registers.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_RENAME_MAP_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_RENAME_MAP_HH__
-
-#include <iostream>
-#include <utility>
-#include <vector>
-
-#include "cpu/beta_cpu/free_list.hh"
-
-class SimpleRenameMap
-{
-  public:
-    /**
-     * Pair of a logical register and a physical register.  Tells the
-     * previous mapping of a logical register to a physical register.
-     * Used to roll back the rename map to a previous state.
-     */
-    typedef std::pair<RegIndex, PhysRegIndex> UnmapInfo;
-
-    /**
-     * Pair of a physical register and a physical register.  Used to
-     * return the physical register that a logical register has been
-     * renamed to, and the previous physical register that the same
-     * logical register was previously mapped to.
-     */
-    typedef std::pair<PhysRegIndex, PhysRegIndex> RenameInfo;
-
-  public:
-    //Constructor
-    SimpleRenameMap(unsigned _numLogicalIntRegs,
-                    unsigned _numPhysicalIntRegs,
-                    unsigned _numLogicalFloatRegs,
-                    unsigned _numPhysicalFloatRegs,
-                    unsigned _numMiscRegs,
-                    RegIndex _intZeroReg,
-                    RegIndex _floatZeroReg);
-
-    /** Destructor. */
-    ~SimpleRenameMap();
-
-    void setFreeList(SimpleFreeList *fl_ptr);
-
-    //Tell rename map to get a free physical register for a given
-    //architected register.  Not sure it should have a return value,
-    //but perhaps it should have some sort of fault in case there are
-    //no free registers.
-    RenameInfo rename(RegIndex arch_reg);
-
-    PhysRegIndex lookup(RegIndex phys_reg);
-
-    bool isReady(PhysRegIndex arch_reg);
-
-    /**
-     * Marks the given register as ready, meaning that its value has been
-     * calculated and written to the register file.
-     * @params ready_reg The index of the physical register that is now
-     *                   ready.
-     */
-    void markAsReady(PhysRegIndex ready_reg);
-
-    void setEntry(RegIndex arch_reg, PhysRegIndex renamed_reg);
-
-    void squash(std::vector<RegIndex> freed_regs,
-                std::vector<UnmapInfo> unmaps);
-
-    int numFreeEntries();
-
-  private:
-    /** Number of logical integer registers. */
-    int numLogicalIntRegs;
-
-    /** Number of physical integer registers. */
-    int numPhysicalIntRegs;
-
-    /** Number of logical floating point registers. */
-    int numLogicalFloatRegs;
-
-    /** Number of physical floating point registers. */
-    int numPhysicalFloatRegs;
-
-    /** Number of miscellaneous registers. */
-    int numMiscRegs;
-
-    /** Number of logical integer + float registers. */
-    int numLogicalRegs;
-
-    /** Number of physical integer + float registers. */
-    int numPhysicalRegs;
-
-    /** The integer zero register.  This implementation assumes it is always
-     *  zero and never can be anything else.
-     */
-    RegIndex intZeroReg;
-
-    /** The floating point zero register.  This implementation assumes it is
-     *  always zero and never can be anything else.
-     */
-    RegIndex floatZeroReg;
-
-    class RenameEntry
-    {
-      public:
-        PhysRegIndex physical_reg;
-        bool valid;
-
-        RenameEntry()
-            : physical_reg(0), valid(false)
-        { }
-    };
-
-    /** Integer rename map. */
-    RenameEntry *intRenameMap;
-
-    /** Floating point rename map. */
-    RenameEntry *floatRenameMap;
-
-    /** Free list interface. */
-    SimpleFreeList *freeList;
-
-    // Might want to make all these scoreboards into one large scoreboard.
-
-    /** Scoreboard of physical integer registers, saying whether or not they
-     *  are ready.
-     */
-    std::vector<bool> intScoreboard;
-
-    /** Scoreboard of physical floating registers, saying whether or not they
-     *  are ready.
-     */
-    std::vector<bool> floatScoreboard;
-
-    /** Scoreboard of miscellaneous registers, saying whether or not they
-     *  are ready.
-     */
-    std::vector<bool> miscScoreboard;
-};
-
-#endif //__CPU_BETA_CPU_RENAME_MAP_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/rob.cc b/cpu/beta_cpu/rob.cc
deleted file mode 100644 (file)
index ad45c02..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,7 +0,0 @@
-
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/alpha_impl.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/rob_impl.hh"
-
-// Force instantiation of InstructionQueue.
-template class ROB<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/beta_cpu/rob.hh b/cpu/beta_cpu/rob.hh
deleted file mode 100644 (file)
index b283e33..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,162 +0,0 @@
-/*
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- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
- * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
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- */
-
-// Todo: Probably add in support for scheduling events (more than one as
-// well) on the case of the ROB being empty or full.  Considering tracking
-// free entries instead of insts in ROB.  Differentiate between squashing
-// all instructions after the instruction, and all instructions after *and*
-// including that instruction.
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_ROB_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_ROB_HH__
-
-#include <utility>
-#include <vector>
-
-/**
- * ROB class.  Uses the instruction list that exists within the CPU to
- * represent the ROB.  This class doesn't contain that list, but instead
- * a pointer to the CPU to get access to the list.  The ROB, in this first
- * implementation, is largely what drives squashing.
- */
-template <class Impl>
-class ROB
-{
-  public:
-    //Typedefs from the Impl.
-    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-
-    typedef std::pair<RegIndex, PhysRegIndex> UnmapInfo_t;
-    typedef typename list<DynInstPtr>::iterator InstIt_t;
-
-  public:
-    /** ROB constructor.
-     *  @params _numEntries Number of entries in ROB.
-     *  @params _squashWidth Number of instructions that can be squashed in a
-     *                       single cycle.
-     */
-    ROB(unsigned _numEntries, unsigned _squashWidth);
-
-    /** Function to set the CPU pointer, necessary due to which object the ROB
-     *  is created within.
-     *  @params cpu_ptr Pointer to the implementation specific full CPU object.
-     */
-    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
-
-    /** Function to insert an instruction into the ROB.  The parameter inst is
-     *  not truly required, but is useful for checking correctness.  Note
-     *  that whatever calls this function must ensure that there is enough
-     *  space within the ROB for the new instruction.
-     *  @params inst The instruction being inserted into the ROB.
-     *  @todo Remove the parameter once correctness is ensured.
-     */
-    void insertInst(DynInstPtr &inst);
-
-    /** Returns pointer to the head instruction within the ROB.  There is
-     *  no guarantee as to the return value if the ROB is empty.
-     *  @retval Pointer to the DynInst that is at the head of the ROB.
-     */
-    DynInstPtr readHeadInst() { return cpu->instList.front(); }
-
-    DynInstPtr readTailInst() { return (*tail); }
-
-    void retireHead();
-
-    bool isHeadReady();
-
-    unsigned numFreeEntries();
-
-    bool isFull()
-    { return numInstsInROB == numEntries; }
-
-    bool isEmpty()
-    { return numInstsInROB == 0; }
-
-    void doSquash();
-
-    void squash(InstSeqNum squash_num);
-
-    uint64_t readHeadPC();
-
-    uint64_t readHeadNextPC();
-
-    InstSeqNum readHeadSeqNum();
-
-    uint64_t readTailPC();
-
-    InstSeqNum readTailSeqNum();
-
-    /** Checks if the ROB is still in the process of squashing instructions.
-     *  @retval Whether or not the ROB is done squashing.
-     */
-    bool isDoneSquashing() const { return doneSquashing; }
-
-    /** This is more of a debugging function than anything.  Use
-     *  numInstsInROB to get the instructions in the ROB unless you are
-     *  double checking that variable.
-     */
-    int countInsts();
-
-  private:
-
-    /** Pointer to the CPU. */
-    FullCPU *cpu;
-
-    /** Number of instructions in the ROB. */
-    unsigned numEntries;
-
-    /** Number of instructions that can be squashed in a single cycle. */
-    unsigned squashWidth;
-
-    /** Iterator pointing to the instruction which is the last instruction
-     *  in the ROB.  This may at times be invalid (ie when the ROB is empty),
-     *  however it should never be incorrect.
-     */
-    InstIt_t tail;
-
-    /** Iterator used for walking through the list of instructions when
-     *  squashing.  Used so that there is persistent state between cycles;
-     *  when squashing, the instructions are marked as squashed but not
-     *  immediately removed, meaning the tail iterator remains the same before
-     *  and after a squash.
-     *  This will always be set to cpu->instList.end() if it is invalid.
-     */
-    InstIt_t squashIt;
-
-    /** Number of instructions in the ROB. */
-    int numInstsInROB;
-
-    /** The sequence number of the squashed instruction. */
-    InstSeqNum squashedSeqNum;
-
-    /** Is the ROB done squashing. */
-    bool doneSquashing;
-};
-
-#endif //__CPU_BETA_CPU_ROB_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/rob_impl.hh b/cpu/beta_cpu/rob_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index dd3ffe7..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,311 +0,0 @@
-/*
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- * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
- * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_ROB_IMPL_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_ROB_IMPL_HH__
-
-#include "cpu/beta_cpu/rob.hh"
-
-template <class Impl>
-ROB<Impl>::ROB(unsigned _numEntries, unsigned _squashWidth)
-    : numEntries(_numEntries),
-      squashWidth(_squashWidth),
-      numInstsInROB(0),
-      squashedSeqNum(0)
-{
-    doneSquashing = true;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-ROB<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
-{
-    cpu = cpu_ptr;
-
-    // Set the tail to the beginning of the CPU instruction list so that
-    // upon the first instruction being inserted into the ROB, the tail
-    // iterator can simply be incremented.
-    tail = cpu->instList.begin();
-
-    // Set the squash iterator to the end of the instruction list.
-    squashIt = cpu->instList.end();
-}
-
-template <class Impl>
-int
-ROB<Impl>::countInsts()
-{
-    // Start at 1; if the tail matches cpu->instList.begin(), then there is
-    // one inst in the ROB.
-    int return_val = 1;
-
-    // There are quite a few special cases.  Do not use this function other
-    // than for debugging purposes.
-    if (cpu->instList.begin() == cpu->instList.end()) {
-        // In this case there are no instructions in the list.  The ROB
-        // must be empty.
-        return 0;
-    } else if (tail == cpu->instList.end()) {
-        // In this case, the tail is not yet pointing to anything valid.
-        // The ROB must be empty.
-        return 0;
-    }
-
-    // Iterate through the ROB from the head to the tail, counting the
-    // entries.
-    for (InstIt_t i = cpu->instList.begin(); i != tail; ++i)
-    {
-        assert(i != cpu->instList.end());
-        ++return_val;
-    }
-
-    return return_val;
-
-    // Because the head won't be tracked properly until the ROB gets the
-    // first instruction, and any time that the ROB is empty and has not
-    // yet gotten the instruction, this function doesn't work.
-//    return numInstsInROB;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-ROB<Impl>::insertInst(DynInstPtr &inst)
-{
-    // Make sure we have the right number of instructions.
-    assert(numInstsInROB == countInsts());
-    // Make sure the instruction is valid.
-    assert(inst);
-
-    DPRINTF(ROB, "ROB: Adding inst PC %#x to the ROB.\n", inst->readPC());
-
-    // If the ROB is full then exit.
-    assert(numInstsInROB != numEntries);
-
-    ++numInstsInROB;
-
-    // Increment the tail iterator, moving it one instruction back.
-    // There is a special case if the ROB was empty prior to this insertion,
-    // in which case the tail will be pointing at instList.end().  If that
-    // happens, then reset the tail to the beginning of the list.
-    if (tail != cpu->instList.end()) {
-        ++tail;
-    } else {
-        tail = cpu->instList.begin();
-    }
-
-    // Make sure the tail iterator is actually pointing at the instruction
-    // added.
-    assert((*tail) == inst);
-
-    DPRINTF(ROB, "ROB: Now has %d instructions.\n", numInstsInROB);
-
-}
-
-// Whatever calls this function needs to ensure that it properly frees up
-// registers prior to this function.
-template <class Impl>
-void
-ROB<Impl>::retireHead()
-{
-    assert(numInstsInROB == countInsts());
-    assert(numInstsInROB > 0);
-
-    // Get the head ROB instruction.
-    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
-
-    // Make certain this can retire.
-    assert(head_inst->readyToCommit());
-
-    DPRINTF(ROB, "ROB: Retiring head instruction of the ROB, "
-            "instruction PC %#x, seq num %i\n", head_inst->readPC(),
-            head_inst->seqNum);
-
-    // Keep track of how many instructions are in the ROB.
-    --numInstsInROB;
-
-    // Tell CPU to remove the instruction from the list of instructions.
-    // A special case is needed if the instruction being retired is the
-    // only instruction in the ROB; otherwise the tail iterator will become
-    // invalidated.
-    cpu->removeFrontInst(head_inst);
-
-    if (numInstsInROB == 0) {
-        tail = cpu->instList.end();
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-bool
-ROB<Impl>::isHeadReady()
-{
-    if (numInstsInROB != 0) {
-        return cpu->instList.front()->readyToCommit();
-    }
-
-    return false;
-}
-
-template <class Impl>
-unsigned
-ROB<Impl>::numFreeEntries()
-{
-    assert(numInstsInROB == countInsts());
-
-    return numEntries - numInstsInROB;
-}
-
-template <class Impl>
-void
-ROB<Impl>::doSquash()
-{
-    DPRINTF(ROB, "ROB: Squashing instructions.\n");
-
-    assert(squashIt != cpu->instList.end());
-
-    for (int numSquashed = 0;
-         numSquashed < squashWidth && (*squashIt)->seqNum != squashedSeqNum;
-         ++numSquashed)
-    {
-        // Ensure that the instruction is younger.
-        assert((*squashIt)->seqNum > squashedSeqNum);
-
-        DPRINTF(ROB, "ROB: Squashing instruction PC %#x, seq num %i.\n",
-                (*squashIt)->readPC(), (*squashIt)->seqNum);
-
-        // Mark the instruction as squashed, and ready to commit so that
-        // it can drain out of the pipeline.
-        (*squashIt)->setSquashed();
-
-        (*squashIt)->setCanCommit();
-
-        // Special case for when squashing due to a syscall.  It's possible
-        // that the squash happened after the head instruction was already
-        // committed, meaning that (*squashIt)->seqNum != squashedSeqNum
-        // will never be false.  Normally the squash would never be able
-        // to go past the head of the ROB; in this case it might, so it
-        // must be handled otherwise it will segfault.
-#ifndef FULL_SYSTEM
-        if (squashIt == cpu->instList.begin()) {
-            DPRINTF(ROB, "ROB: Reached head of instruction list while "
-                    "squashing.\n");
-
-            squashIt = cpu->instList.end();
-
-            doneSquashing = true;
-
-            return;
-        }
-#endif
-
-        // Move the tail iterator to the next instruction.
-        squashIt--;
-    }
-
-
-    // Check if ROB is done squashing.
-    if ((*squashIt)->seqNum == squashedSeqNum) {
-        DPRINTF(ROB, "ROB: Done squashing instructions.\n");
-
-        squashIt = cpu->instList.end();
-
-        doneSquashing = true;
-    }
-}
-
-template <class Impl>
-void
-ROB<Impl>::squash(InstSeqNum squash_num)
-{
-    DPRINTF(ROB, "ROB: Starting to squash within the ROB.\n");
-    doneSquashing = false;
-
-    squashedSeqNum = squash_num;
-
-    assert(tail != cpu->instList.end());
-
-    squashIt = tail;
-
-    doSquash();
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-ROB<Impl>::readHeadPC()
-{
-    assert(numInstsInROB == countInsts());
-
-    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
-
-    return head_inst->readPC();
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-ROB<Impl>::readHeadNextPC()
-{
-    assert(numInstsInROB == countInsts());
-
-    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
-
-    return head_inst->readNextPC();
-}
-
-template <class Impl>
-InstSeqNum
-ROB<Impl>::readHeadSeqNum()
-{
-    // Return the last sequence number that has not been squashed.  Other
-    // stages can use it to squash any instructions younger than the current
-    // tail.
-    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
-
-    return head_inst->seqNum;
-}
-
-template <class Impl>
-uint64_t
-ROB<Impl>::readTailPC()
-{
-    assert(numInstsInROB == countInsts());
-
-    assert(tail != cpu->instList.end());
-
-    return (*tail)->readPC();
-}
-
-template <class Impl>
-InstSeqNum
-ROB<Impl>::readTailSeqNum()
-{
-    // Return the last sequence number that has not been squashed.  Other
-    // stages can use it to squash any instructions younger than the current
-    // tail.
-    return (*tail)->seqNum;
-}
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_ROB_IMPL_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/sat_counter.cc b/cpu/beta_cpu/sat_counter.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 8262347..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,71 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#include "base/misc.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/sat_counter.hh"
-
-SatCounter::SatCounter()
-    : maxVal(0), counter(0)
-{
-}
-
-SatCounter::SatCounter(unsigned bits)
-    : maxVal((1 << bits) - 1), counter(0)
-{
-}
-
-SatCounter::SatCounter(unsigned bits, unsigned initial_val)
-    : maxVal((1 << bits) - 1), counter(initial_val)
-{
-    // Check to make sure initial value doesn't exceed the max counter value.
-    if (initial_val > maxVal) {
-        panic("BP: Initial counter value exceeds max size.");
-    }
-}
-
-void
-SatCounter::setBits(unsigned bits)
-{
-    maxVal = (1 << bits) - 1;
-}
-
-void
-SatCounter::increment()
-{
-    if(counter < maxVal) {
-        ++counter;
-    }
-}
-
-void
-SatCounter::decrement()
-{
-    if(counter > 0) {
-        --counter;
-    }
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/sat_counter.hh b/cpu/beta_cpu/sat_counter.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 5455ca5..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,90 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_SAT_COUNTER_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_SAT_COUNTER_HH__
-
-#include "sim/host.hh"
-
-/**
- * Private counter class for the internal saturating counters.
- * Implements an n bit saturating counter and provides methods to
- * increment, decrement, and read it.
- * @todo Consider making this something that more closely mimics a
- * built in class so you can use ++ or --.
- */
-class SatCounter
-{
-  public:
-    /**
-     * Constructor for the counter.
-     */
-    SatCounter();
-
-    /**
-     * Constructor for the counter.
-     * @param bits How many bits the counter will have.
-     */
-    SatCounter(unsigned bits);
-
-    /**
-     * Constructor for the counter.
-     * @param bits How many bits the counter will have.
-     * @param initial_val Starting value for each counter.
-     */
-    SatCounter(unsigned bits, unsigned initial_val);
-
-    /**
-     * Sets the number of bits.
-     */
-    void setBits(unsigned bits);
-
-    /**
-     * Increments the counter's current value.
-     */
-    void increment();
-
-    /**
-     * Decrements the counter's current value.
-     */
-    void decrement();
-
-    /**
-     * Read the counter's value.
-     */
-    const uint8_t read() const
-    {
-        return counter;
-    }
-
-  private:
-    uint8_t maxVal;
-    uint8_t counter;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_SAT_COUNTER_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/store_set.cc b/cpu/beta_cpu/store_set.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 8b9a20c..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,282 +0,0 @@
-/*
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-
-#include "base/trace.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/store_set.hh"
-
-StoreSet::StoreSet(int _SSIT_size, int _LFST_size)
-    : SSIT_size(_SSIT_size), LFST_size(_LFST_size)
-{
-    DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Creating store set object.\n");
-    DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: SSIT size: %i, LFST size: %i.\n",
-            SSIT_size, LFST_size);
-
-    SSIT = new SSID[SSIT_size];
-
-    validSSIT.resize(SSIT_size);
-
-    for (int i = 0; i < SSIT_size; ++i)
-        validSSIT[i] = false;
-
-    LFST = new InstSeqNum[LFST_size];
-
-    validLFST.resize(LFST_size);
-
-    SSCounters = new int[LFST_size];
-
-    for (int i = 0; i < LFST_size; ++i)
-    {
-        validLFST[i] = false;
-        SSCounters[i] = 0;
-    }
-
-    index_mask = SSIT_size - 1;
-
-    offset_bits = 2;
-}
-
-void
-StoreSet::violation(Addr store_PC, Addr load_PC)
-{
-    int load_index = calcIndex(load_PC);
-    int store_index = calcIndex(store_PC);
-
-    assert(load_index < SSIT_size && store_index < SSIT_size);
-
-    bool valid_load_SSID = validSSIT[load_index];
-    bool valid_store_SSID = validSSIT[store_index];
-
-    if (!valid_load_SSID && !valid_store_SSID) {
-        // Calculate a new SSID here.
-        SSID new_set = calcSSID(load_PC);
-
-        validSSIT[load_index] = true;
-
-        SSIT[load_index] = new_set;
-
-        validSSIT[store_index] = true;
-
-        SSIT[store_index] = new_set;
-
-        assert(new_set < LFST_size);
-
-        SSCounters[new_set]++;
-
-
-        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Neither load nor store had a valid "
-                "storeset, creating a new one: %i for load %#x, store %#x\n",
-                new_set, load_PC, store_PC);
-    } else if (valid_load_SSID && !valid_store_SSID) {
-        SSID load_SSID = SSIT[load_index];
-
-        validSSIT[store_index] = true;
-
-        SSIT[store_index] = load_SSID;
-
-        assert(load_SSID < LFST_size);
-
-        SSCounters[load_SSID]++;
-
-        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Load had a valid store set.  Adding "
-                "store to that set: %i for load %#x, store %#x\n",
-                load_SSID, load_PC, store_PC);
-    } else if (!valid_load_SSID && valid_store_SSID) {
-        SSID store_SSID = SSIT[store_index];
-
-        validSSIT[load_index] = true;
-
-        SSIT[load_index] = store_SSID;
-
-        // Because we are having a load point to an already existing set,
-        // the size of the store set is not incremented.
-
-        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Store had a valid store set: %i for "
-                "load %#x, store %#x\n",
-                store_SSID, load_PC, store_PC);
-    } else {
-        SSID load_SSID = SSIT[load_index];
-        SSID store_SSID = SSIT[store_index];
-
-        assert(load_SSID < LFST_size && store_SSID < LFST_size);
-
-        int load_SS_size = SSCounters[load_SSID];
-        int store_SS_size = SSCounters[store_SSID];
-
-        // If the load has the bigger store set, then assign the store
-        // to the same store set as the load.  Otherwise vice-versa.
-        if (load_SS_size > store_SS_size) {
-            SSIT[store_index] = load_SSID;
-
-            SSCounters[load_SSID]++;
-            SSCounters[store_SSID]--;
-
-            DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Load had bigger store set: %i; "
-                    "for load %#x, store %#x\n",
-                    load_SSID, load_PC, store_PC);
-        } else {
-            SSIT[load_index] = store_SSID;
-
-            SSCounters[store_SSID]++;
-            SSCounters[load_SSID]--;
-
-            DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Store had bigger store set: %i; "
-                    "for load %#x, store %#x\n",
-                    store_SSID, load_PC, store_PC);
-        }
-    }
-}
-
-void
-StoreSet::insertLoad(Addr load_PC, InstSeqNum load_seq_num)
-{
-    // Does nothing.
-    return;
-}
-
-void
-StoreSet::insertStore(Addr store_PC, InstSeqNum store_seq_num)
-{
-    int index = calcIndex(store_PC);
-
-    int store_SSID;
-
-    assert(index < SSIT_size);
-
-    if (!validSSIT[index]) {
-        // Do nothing if there's no valid entry.
-        return;
-    } else {
-        store_SSID = SSIT[index];
-
-        assert(store_SSID < LFST_size);
-
-        // Update the last store that was fetched with the current one.
-        LFST[store_SSID] = store_seq_num;
-
-        validLFST[store_SSID] = 1;
-
-        DPRINTF(StoreSet, "Store %#x updated the LFST, SSID: %i\n",
-                store_PC, store_SSID);
-    }
-}
-
-InstSeqNum
-StoreSet::checkInst(Addr PC)
-{
-    int index = calcIndex(PC);
-
-    int inst_SSID;
-
-    assert(index < SSIT_size);
-
-    if (!validSSIT[index]) {
-        DPRINTF(StoreSet, "Inst %#x with index %i had no SSID\n",
-                PC, index);
-
-        // Return 0 if there's no valid entry.
-        return 0;
-    } else {
-        inst_SSID = SSIT[index];
-
-        assert(inst_SSID < LFST_size);
-
-        if (!validLFST[inst_SSID]) {
-
-            DPRINTF(StoreSet, "Inst %#x with index %i and SSID %i had no "
-                    "dependency\n", PC, index, inst_SSID);
-
-            return 0;
-        } else {
-            DPRINTF(StoreSet, "Inst %#x with index %i and SSID %i had LFST "
-                    "inum of %i\n", PC, index, inst_SSID, LFST[inst_SSID]);
-
-            return LFST[inst_SSID];
-        }
-    }
-}
-
-void
-StoreSet::issued(Addr issued_PC, InstSeqNum issued_seq_num, bool is_store)
-{
-    // This only is updated upon a store being issued.
-    if (!is_store) {
-        return;
-    }
-
-    int index = calcIndex(issued_PC);
-
-    int store_SSID;
-
-    assert(index < SSIT_size);
-
-    // Make sure the SSIT still has a valid entry for the issued store.
-    if (!validSSIT[index]) {
-        return;
-    }
-
-    store_SSID = SSIT[index];
-
-    assert(store_SSID < LFST_size);
-
-    // If the last fetched store in the store set refers to the store that
-    // was just issued, then invalidate the entry.
-    if (validLFST[store_SSID] && LFST[store_SSID] == issued_seq_num) {
-        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: store invalidated itself in LFST.\n");
-        validLFST[store_SSID] = false;
-    }
-}
-
-void
-StoreSet::squash(InstSeqNum squashed_num)
-{
-    // Not really sure how to do this well.
-    // Generally this is small enough that it should be okay; short circuit
-    // evaluation should take care of invalid entries.
-
-    DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Squashing until inum %i\n",
-            squashed_num);
-
-    for (int i = 0; i < LFST_size; ++i) {
-        if (validLFST[i] && LFST[i] < squashed_num) {
-            validLFST[i] = false;
-        }
-    }
-}
-
-void
-StoreSet::clear()
-{
-    for (int i = 0; i < SSIT_size; ++i) {
-        validSSIT[i] = false;
-    }
-
-    for (int i = 0; i < LFST_size; ++i) {
-        validLFST[i] = false;
-    }
-}
-
diff --git a/cpu/beta_cpu/store_set.hh b/cpu/beta_cpu/store_set.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 98a9279..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,86 +0,0 @@
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_STORE_SET_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_STORE_SET_HH__
-
-#include <vector>
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-
-class StoreSet
-{
-  public:
-    typedef unsigned SSID;
-
-  public:
-    StoreSet(int SSIT_size, int LFST_size);
-
-    void violation(Addr store_PC, Addr load_PC);
-
-    void insertLoad(Addr load_PC, InstSeqNum load_seq_num);
-
-    void insertStore(Addr store_PC, InstSeqNum store_seq_num);
-
-    InstSeqNum checkInst(Addr PC);
-
-    void issued(Addr issued_PC, InstSeqNum issued_seq_num, bool is_store);
-
-    void squash(InstSeqNum squashed_num);
-
-    void clear();
-
-  private:
-    inline int calcIndex(Addr PC)
-    { return (PC >> offset_bits) & index_mask; }
-
-    inline SSID calcSSID(Addr PC)
-    { return ((PC ^ (PC >> 10)) % LFST_size); }
-
-    SSID *SSIT;
-
-    std::vector<bool> validSSIT;
-
-    InstSeqNum *LFST;
-
-    std::vector<bool> validLFST;
-
-    int *SSCounters;
-
-    int SSIT_size;
-
-    int LFST_size;
-
-    int index_mask;
-
-    // HACK: Hardcoded for now.
-    int offset_bits;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_STORE_SET_HH__
diff --git a/cpu/beta_cpu/tournament_pred.cc b/cpu/beta_cpu/tournament_pred.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 1b85aee..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,256 +0,0 @@
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-
-#include "cpu/beta_cpu/tournament_pred.hh"
-
-TournamentBP::TournamentBP(unsigned _local_predictor_size,
-                           unsigned _local_ctr_bits,
-                           unsigned _local_history_table_size,
-                           unsigned _local_history_bits,
-                           unsigned _global_predictor_size,
-                           unsigned _global_ctr_bits,
-                           unsigned _global_history_bits,
-                           unsigned _choice_predictor_size,
-                           unsigned _choice_ctr_bits,
-                           unsigned _instShiftAmt)
-    : localPredictorSize(_local_predictor_size),
-      localCtrBits(_local_ctr_bits),
-      localHistoryTableSize(_local_history_table_size),
-      localHistoryBits(_local_history_bits),
-      globalPredictorSize(_global_predictor_size),
-      globalCtrBits(_global_ctr_bits),
-      globalHistoryBits(_global_history_bits),
-      choicePredictorSize(_global_predictor_size),
-      choiceCtrBits(_choice_ctr_bits),
-      instShiftAmt(_instShiftAmt)
-{
-    //Should do checks here to make sure sizes are correct (powers of 2)
-
-    //Setup the array of counters for the local predictor
-    localCtrs = new SatCounter[localPredictorSize];
-
-    for (int i = 0; i < localPredictorSize; ++i)
-        localCtrs[i].setBits(localCtrBits);
-
-    //Setup the history table for the local table
-    localHistoryTable = new unsigned[localHistoryTableSize];
-
-    for (int i = 0; i < localHistoryTableSize; ++i)
-        localHistoryTable[i] = 0;
-
-    // Setup the local history mask
-    localHistoryMask = (1 << localHistoryBits) - 1;
-
-    //Setup the array of counters for the global predictor
-    globalCtrs = new SatCounter[globalPredictorSize];
-
-    for (int i = 0; i < globalPredictorSize; ++i)
-        globalCtrs[i].setBits(globalCtrBits);
-
-    //Clear the global history
-    globalHistory = 0;
-    // Setup the global history mask
-    globalHistoryMask = (1 << globalHistoryBits) - 1;
-
-    //Setup the array of counters for the choice predictor
-    choiceCtrs = new SatCounter[choicePredictorSize];
-
-    for (int i = 0; i < choicePredictorSize; ++i)
-        choiceCtrs[i].setBits(choiceCtrBits);
-
-    threshold = (1 << (localCtrBits - 1)) - 1;
-    threshold = threshold / 2;
-}
-
-inline
-unsigned
-TournamentBP::calcLocHistIdx(Addr &branch_addr)
-{
-    return (branch_addr >> instShiftAmt) & (localHistoryTableSize - 1);
-}
-
-inline
-void
-TournamentBP::updateHistoriesTaken(unsigned local_history_idx)
-{
-    globalHistory = (globalHistory << 1) | 1;
-    globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
-
-    localHistoryTable[local_history_idx] =
-        (localHistoryTable[local_history_idx] << 1) | 1;
-}
-
-inline
-void
-TournamentBP::updateHistoriesNotTaken(unsigned local_history_idx)
-{
-    globalHistory = (globalHistory << 1);
-    globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
-
-    localHistoryTable[local_history_idx] =
-        (localHistoryTable[local_history_idx] << 1);
-}
-
-bool
-TournamentBP::lookup(Addr &branch_addr)
-{
-    uint8_t local_prediction;
-    unsigned local_history_idx;
-    unsigned local_predictor_idx;
-
-    uint8_t global_prediction;
-    uint8_t choice_prediction;
-
-    //Lookup in the local predictor to get its branch prediction
-    local_history_idx = calcLocHistIdx(branch_addr);
-    local_predictor_idx = localHistoryTable[local_history_idx]
-        & localHistoryMask;
-    local_prediction = localCtrs[local_predictor_idx].read();
-
-    //Lookup in the global predictor to get its branch prediction
-    global_prediction = globalCtrs[globalHistory].read();
-
-    //Lookup in the choice predictor to see which one to use
-    choice_prediction = choiceCtrs[globalHistory].read();
-
-    //@todo Put a threshold value in for the three predictors that can
-    // be set through the constructor (so this isn't hard coded).
-    //Also should put some of this code into functions.
-    if (choice_prediction > threshold) {
-        if (global_prediction > threshold) {
-            updateHistoriesTaken(local_history_idx);
-
-            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
-                   local_history_idx < localPredictorSize);
-
-            globalCtrs[globalHistory].increment();
-            localCtrs[local_history_idx].increment();
-
-            return true;
-        } else {
-            updateHistoriesNotTaken(local_history_idx);
-
-            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
-                   local_history_idx < localPredictorSize);
-
-            globalCtrs[globalHistory].decrement();
-            localCtrs[local_history_idx].decrement();
-
-            return false;
-        }
-    } else {
-        if (local_prediction > threshold) {
-            updateHistoriesTaken(local_history_idx);
-
-            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
-                   local_history_idx < localPredictorSize);
-
-            globalCtrs[globalHistory].increment();
-            localCtrs[local_history_idx].increment();
-
-            return true;
-        } else {
-            updateHistoriesNotTaken(local_history_idx);
-
-            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
-                   local_history_idx < localPredictorSize);
-
-            globalCtrs[globalHistory].decrement();
-            localCtrs[local_history_idx].decrement();
-
-            return false;
-        }
-    }
-}
-
-// Update the branch predictor if it predicted a branch wrong.
-void
-TournamentBP::update(Addr &branch_addr, unsigned correct_gh, bool taken)
-{
-
-    uint8_t local_prediction;
-    unsigned local_history_idx;
-    unsigned local_predictor_idx;
-    bool local_pred_taken;
-
-    uint8_t global_prediction;
-    bool global_pred_taken;
-
-    // Load the correct global history into the register.
-    globalHistory = correct_gh;
-
-    // Get the local predictor's current prediction, remove the incorrect
-    // update, and update the local predictor
-    local_history_idx = calcLocHistIdx(branch_addr);
-    local_predictor_idx = localHistoryTable[local_history_idx];
-    local_predictor_idx = (local_predictor_idx >> 1) & localHistoryMask;
-
-    local_prediction = localCtrs[local_predictor_idx].read();
-    local_pred_taken = local_prediction > threshold;
-
-    //Get the global predictor's current prediction, and update the
-    //global predictor
-    global_prediction = globalCtrs[globalHistory].read();
-    global_pred_taken = global_prediction > threshold;
-
-    //Update the choice predictor to tell it which one was correct
-    if (local_pred_taken != global_pred_taken) {
-        //If the local prediction matches the actual outcome, decerement
-        //the counter.  Otherwise increment the counter.
-        if (local_pred_taken == taken) {
-            choiceCtrs[globalHistory].decrement();
-        } else {
-            choiceCtrs[globalHistory].increment();
-        }
-    }
-
-    if (taken) {
-        assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
-               local_predictor_idx < localPredictorSize);
-
-        localCtrs[local_predictor_idx].increment();
-        globalCtrs[globalHistory].increment();
-
-        globalHistory = (globalHistory << 1) | 1;
-        globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
-
-        localHistoryTable[local_history_idx] |= 1;
-    }
-    else {
-        assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
-               local_predictor_idx < localPredictorSize);
-
-        localCtrs[local_predictor_idx].decrement();
-        globalCtrs[globalHistory].decrement();
-
-        globalHistory = (globalHistory << 1);
-        globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
-
-        localHistoryTable[local_history_idx] &= ~1;
-    }
-}
diff --git a/cpu/beta_cpu/tournament_pred.hh b/cpu/beta_cpu/tournament_pred.hh
deleted file mode 100644 (file)
index d9a14e5..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,143 +0,0 @@
-/*
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- */
-
-#ifndef __CPU_BETA_CPU_TOURNAMENT_PRED_HH__
-#define __CPU_BETA_CPU_TOURNAMENT_PRED_HH__
-
-// For Addr type.
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "cpu/beta_cpu/sat_counter.hh"
-
-class TournamentBP
-{
-  public:
-    /**
-     * Default branch predictor constructor.
-     */
-    TournamentBP(unsigned local_predictor_size,
-                 unsigned local_ctr_bits,
-                 unsigned local_history_table_size,
-                 unsigned local_history_bits,
-                 unsigned global_predictor_size,
-                 unsigned global_history_bits,
-                 unsigned global_ctr_bits,
-                 unsigned choice_predictor_size,
-                 unsigned choice_ctr_bits,
-                 unsigned instShiftAmt);
-
-    /**
-     * Looks up the given address in the branch predictor and returns
-     * a true/false value as to whether it is taken.
-     * @param branch_addr The address of the branch to look up.
-     * @return Whether or not the branch is taken.
-     */
-    bool lookup(Addr &branch_addr);
-
-    /**
-     * Updates the branch predictor with the actual result of a branch.
-     * @param branch_addr The address of the branch to update.
-     * @param taken Whether or not the branch was taken.
-     */
-    void update(Addr &branch_addr, unsigned global_history, bool taken);
-
-    inline unsigned readGlobalHist() { return globalHistory; }
-
-  private:
-
-    inline bool getPrediction(uint8_t &count);
-
-    inline unsigned calcLocHistIdx(Addr &branch_addr);
-
-    inline void updateHistoriesTaken(unsigned local_history_idx);
-
-    inline void updateHistoriesNotTaken(unsigned local_history_idx);
-
-    /** Local counters. */
-    SatCounter *localCtrs;
-
-    /** Size of the local predictor. */
-    unsigned localPredictorSize;
-
-    /** Number of bits of the local predictor's counters. */
-    unsigned localCtrBits;
-
-    /** Array of local history table entries. */
-    unsigned *localHistoryTable;
-
-    /** Size of the local history table. */
-    unsigned localHistoryTableSize;
-
-    /** Number of bits for each entry of the local history table.
-     *  @todo Doesn't this come from the size of the local predictor?
-     */
-    unsigned localHistoryBits;
-
-    /** Mask to get the proper local history. */
-    unsigned localHistoryMask;
-
-
-    /** Array of counters that make up the global predictor. */
-    SatCounter *globalCtrs;
-
-    /** Size of the global predictor. */
-    unsigned globalPredictorSize;
-
-    /** Number of bits of the global predictor's counters. */
-    unsigned globalCtrBits;
-
-    /** Global history register. */
-    unsigned globalHistory;
-
-    /** Number of bits for the global history. */
-    unsigned globalHistoryBits;
-
-    /** Mask to get the proper global history. */
-    unsigned globalHistoryMask;
-
-
-    /** Array of counters that make up the choice predictor. */
-    SatCounter *choiceCtrs;
-
-    /** Size of the choice predictor (identical to the global predictor). */
-    unsigned choicePredictorSize;
-
-    /** Number of bits of the choice predictor's counters. */
-    unsigned choiceCtrBits;
-
-    /** Number of bits to shift the instruction over to get rid of the word
-     *  offset.
-     */
-    unsigned instShiftAmt;
-
-    /** Threshold for the counter value; above the threshold is taken,
-     *  equal to or below the threshold is not taken.
-     */
-    unsigned threshold;
-};
-
-#endif // __CPU_BETA_CPU_TOURNAMENT_PRED_HH__
index 1cb33f13e5d5cddb0a14e073f5d812849f5af357..87b064dbc810598bdb160544f2d6f09583c986f9 100644 (file)
@@ -28,7 +28,7 @@
 
 #include <string>
 
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 
 #ifdef FULL_SYSTEM
index d6140d52fe5d378275259a027ea30b3c79a2224c..3e55cb5c6d45c3a9de6879747994b031272aab78 100644 (file)
  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  */
 
-#ifndef __EXEC_CONTEXT_HH__
-#define __EXEC_CONTEXT_HH__
+#ifndef __CPU_EXEC_CONTEXT_HH__
+#define __CPU_EXEC_CONTEXT_HH__
 
-#include "sim/host.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "mem/mem_req.hh"
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "sim/host.hh"
 #include "sim/serialize.hh"
 #include "targetarch/byte_swap.hh"
 
@@ -467,4 +467,4 @@ ExecContext::misspeculating()
     return false;
 }
 
-#endif // __EXEC_CONTEXT_HH__
+#endif // __CPU_EXEC_CONTEXT_HH__
index 048a7d283f7a2eecdb14b07f1f427ec80d6d9a91..953e1ff06712b64806d110f5c91bf78ff11c85cc 100644 (file)
 #include <iomanip>
 
 #include "sim/param.hh"
-#include "cpu/full_cpu/dyn_inst.hh"
-#include "cpu/full_cpu/spec_state.hh"
-#include "cpu/full_cpu/issue.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/dyn_inst.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/spec_state.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/issue.hh"
 #include "cpu/exetrace.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "base/loader/symtab.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/static_inst.hh"
 
 using namespace std;
diff --git a/cpu/full_cpu/op_class.hh b/cpu/full_cpu/op_class.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 8e85e8d..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,64 +0,0 @@
-/*
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-
-#ifndef __OP_CLASS_HH__
-#define __OP_CLASS_HH__
-
-/**
- * @file
- * Definition of operation classes.
- */
-
-/**
- * Instruction operation classes.  These classes are used for
- * assigning instructions to functional units.
- */
-enum OpClass {
-    No_OpClass = 0,    /* inst does not use a functional unit */
-    IntAluOp,          /* integer ALU */
-    IntMultOp,         /* integer multiplier */
-    IntDivOp,          /* integer divider */
-    FloatAddOp,                /* floating point adder/subtractor */
-    FloatCmpOp,                /* floating point comparator */
-    FloatCvtOp,                /* floating point<->integer converter */
-    FloatMultOp,       /* floating point multiplier */
-    FloatDivOp,                /* floating point divider */
-    FloatSqrtOp,       /* floating point square root */
-    MemReadOp,         /* memory read port */
-    MemWriteOp,                /* memory write port */
-    IprAccessOp,       /* Internal Processor Register read/write port */
-    InstPrefetchOp,    /* instruction prefetch port (on I-cache) */
-    Num_OpClasses      /* total functional unit classes */
-};
-
-/**
- * Array mapping OpClass enum values to strings.  Defined in fu_pool.cc.
- */
-extern const char *opClassStrings[];
-
-#endif // __OP_CLASS_HH__
diff --git a/cpu/full_cpu/smt.hh b/cpu/full_cpu/smt.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 6a4151f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,59 +0,0 @@
-/*
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-
-/**
- * @file
- * Defines SMT_MAX_THREADS.
- */
-
-#ifndef __SMT_HH__
-#define __SMT_HH__
-
-#ifndef SMT_MAX_THREADS
-/** The number of TPUs in any processor. */
-#define SMT_MAX_THREADS 4
-#endif
-
-/**
- * The maximum number of active threads across all cpus. Used to
- * initialize per-thread statistics in the cache.
- *
- * NB: Be careful to only use it once all the CPUs that you care about
- *     have been initialized
- */
-extern int maxThreadsPerCPU;
-
-/**
- * Changes the status and priority of the thread with the given number.
- * @param thread_number The thread to change.
- * @param activate The new active status.
- * @param priority The new priority.
- */
-void change_thread_state(int thread_number, int activate, int priority);
-
-#endif // __SMT_HH__
index 53de9d288026f919bd4291da63e06cafe5947116..fac0926bf4aeb3bb00ac6781d88647d388fb62c3 100644 (file)
@@ -29,7 +29,7 @@
 #include <string>
 #include <vector>
 
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/intr_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/sim_object.hh"
index 8cdc6b61ba9a9dd7221b71b34a383f7822ee8cb1..6a43cd933d49b8825d46c34f08c071148f7d6aa9 100644 (file)
@@ -31,7 +31,7 @@
 
 #include <vector>
 #include "base/misc.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "sim/sim_object.hh"
 #include "sim/system.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
index 86d03e1625955a681e8486b9458fccbb9fec5d2d..728e29ff1a5f392b1bc58c79aace0af23e8b7d72 100644 (file)
@@ -39,7 +39,6 @@
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "cpu/memtest/memtest.hh"
 #include "mem/cache/base_cache.hh"
-#include "mem/functional_mem/main_memory.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/sim_events.hh"
 #include "sim/stats.hh"
index ed25cf374854325a6b752d86bc335791b3cae4bd..feb50ad9bad0f17fe7e61795c27ae12061380ca3 100644 (file)
@@ -32,7 +32,7 @@
 #include <set>
 
 #include "base/statistics.hh"
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "mem/mem_interface.hh"
 #include "sim/eventq.hh"
 #include "sim/sim_exit.hh"
diff --git a/cpu/o3/2bit_local_pred.cc b/cpu/o3/2bit_local_pred.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d9744ee
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,129 @@
+/*
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "base/trace.hh"
+#include "cpu/o3/2bit_local_pred.hh"
+
+DefaultBP::DefaultBP(unsigned _localPredictorSize,
+                     unsigned _localCtrBits,
+                     unsigned _instShiftAmt)
+    : localPredictorSize(_localPredictorSize),
+      localCtrBits(_localCtrBits),
+      instShiftAmt(_instShiftAmt)
+{
+    // Should do checks here to make sure sizes are correct (powers of 2).
+
+    // Setup the index mask.
+    indexMask = localPredictorSize - 1;
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: index mask: %#x\n", indexMask);
+
+    // Setup the array of counters for the local predictor.
+    localCtrs = new SatCounter[localPredictorSize];
+
+    for (int i = 0; i < localPredictorSize; ++i)
+        localCtrs[i].setBits(_localCtrBits);
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: local predictor size: %i\n",
+            localPredictorSize);
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: local counter bits: %i\n", localCtrBits);
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: instruction shift amount: %i\n",
+            instShiftAmt);
+}
+
+bool
+DefaultBP::lookup(Addr &branch_addr)
+{
+    bool taken;
+    uint8_t local_prediction;
+    unsigned local_predictor_idx = getLocalIndex(branch_addr);
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Looking up index %#x\n",
+            local_predictor_idx);
+
+    assert(local_predictor_idx < localPredictorSize);
+
+    local_prediction = localCtrs[local_predictor_idx].read();
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: prediction is %i.\n",
+            (int)local_prediction);
+
+    taken = getPrediction(local_prediction);
+
+#if 0
+    // Speculative update.
+    if (taken) {
+        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as taken.\n");
+        localCtrs[local_predictor_idx].increment();
+    } else {
+        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as not taken.\n");
+        localCtrs[local_predictor_idx].decrement();
+    }
+#endif
+
+    return taken;
+}
+
+void
+DefaultBP::update(Addr &branch_addr, bool taken)
+{
+    unsigned local_predictor_idx;
+
+    // Update the local predictor.
+    local_predictor_idx = getLocalIndex(branch_addr);
+
+    DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Looking up index %#x\n",
+            local_predictor_idx);
+
+    assert(local_predictor_idx < localPredictorSize);
+
+    if (taken) {
+        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as taken.\n");
+        localCtrs[local_predictor_idx].increment();
+    } else {
+        DPRINTF(Fetch, "Branch predictor: Branch updated as not taken.\n");
+        localCtrs[local_predictor_idx].decrement();
+    }
+}
+
+inline
+bool
+DefaultBP::getPrediction(uint8_t &count)
+{
+    // Get the MSB of the count
+    return (count >> (localCtrBits - 1));
+}
+
+inline
+unsigned
+DefaultBP::getLocalIndex(Addr &branch_addr)
+{
+    return (branch_addr >> instShiftAmt) & indexMask;
+}
diff --git a/cpu/o3/2bit_local_pred.hh b/cpu/o3/2bit_local_pred.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..856407f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,86 @@
+/*
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_2BIT_LOCAL_PRED_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_2BIT_LOCAL_PRED_HH__
+
+// For Addr type.
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "cpu/o3/sat_counter.hh"
+
+class DefaultBP
+{
+  public:
+    /**
+     * Default branch predictor constructor.
+     */
+    DefaultBP(unsigned localPredictorSize, unsigned localCtrBits,
+              unsigned instShiftAmt);
+
+    /**
+     * Looks up the given address in the branch predictor and returns
+     * a true/false value as to whether it is taken.
+     * @param branch_addr The address of the branch to look up.
+     * @return Whether or not the branch is taken.
+     */
+    bool lookup(Addr &branch_addr);
+
+    /**
+     * Updates the branch predictor with the actual result of a branch.
+     * @param branch_addr The address of the branch to update.
+     * @param taken Whether or not the branch was taken.
+     */
+    void update(Addr &branch_addr, bool taken);
+
+  private:
+
+    /** Returns the taken/not taken prediction given the value of the
+     *  counter.
+     */
+    inline bool getPrediction(uint8_t &count);
+
+    /** Calculates the local index based on the PC. */
+    inline unsigned getLocalIndex(Addr &PC);
+
+    /** Array of counters that make up the local predictor. */
+    SatCounter *localCtrs;
+
+    /** Size of the local predictor. */
+    unsigned localPredictorSize;
+
+    /** Number of bits of the local predictor's counters. */
+    unsigned localCtrBits;
+
+    /** Number of bits to shift the PC when calculating index. */
+    unsigned instShiftAmt;
+
+    /** Mask to get index bits. */
+    unsigned indexMask;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_2BIT_LOCAL_PRED_HH__
diff --git a/cpu/o3/alpha_cpu.cc b/cpu/o3/alpha_cpu.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7bc90da
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,36 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_cpu_impl.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+
+// Force instantiation of AlphaFullCPU for all the implemntations that are
+// needed.  Consider merging this and alpha_dyn_inst.cc, and maybe all
+// classes that depend on a certain impl, into one file (alpha_impl.cc?).
+template class AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/alpha_cpu.hh b/cpu/o3/alpha_cpu.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..386c60b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,291 @@
+/*
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+ */
+
+// Todo: Find all the stuff in ExecContext and ev5 that needs to be
+// specifically designed for this CPU.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_FULL_CPU_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_FULL_CPU_HH__
+
+#include "cpu/o3/cpu.hh"
+
+template <class Impl>
+class AlphaFullCPU : public FullBetaCPU<Impl>
+{
+  public:
+    typedef typename Impl::ISA AlphaISA;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+
+  public:
+    AlphaFullCPU(Params &params);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    AlphaITB *itb;
+    AlphaDTB *dtb;
+#endif
+
+  public:
+    void regStats();
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    //Note that the interrupt stuff from the base CPU might be somewhat
+    //ISA specific (ie NumInterruptLevels).  These functions might not
+    //be needed in FullCPU though.
+//    void post_interrupt(int int_num, int index);
+//    void clear_interrupt(int int_num, int index);
+//    void clear_interrupts();
+
+    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return itb->translate(req);
+    }
+
+    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dtb->translate(req, false);
+    }
+
+    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dtb->translate(req, true);
+    }
+
+#else
+    Fault dummyTranslation(MemReqPtr &req)
+    {
+#if 0
+        assert((req->vaddr >> 48 & 0xffff) == 0);
+#endif
+
+        // put the asid in the upper 16 bits of the paddr
+        req->paddr = req->vaddr & ~((Addr)0xffff << sizeof(Addr) * 8 - 16);
+        req->paddr = req->paddr | (Addr)req->asid << sizeof(Addr) * 8 - 16;
+        return No_Fault;
+    }
+
+    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dummyTranslation(req);
+    }
+
+    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dummyTranslation(req);
+    }
+
+    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dummyTranslation(req);
+    }
+
+#endif
+
+    // Later on may want to remove this misc stuff from the regfile and
+    // have it handled at this level.  Might prove to be an issue when
+    // trying to rename source/destination registers...
+    uint64_t readUniq()
+    {
+        return this->regFile.readUniq();
+    }
+
+    void setUniq(uint64_t val)
+    {
+        this->regFile.setUniq(val);
+    }
+
+    uint64_t readFpcr()
+    {
+        return this->regFile.readFpcr();
+    }
+
+    void setFpcr(uint64_t val)
+    {
+        this->regFile.setFpcr(val);
+    }
+
+    // Most of the full system code and syscall emulation is not yet
+    // implemented.  These functions do show what the final interface will
+    // look like.
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    uint64_t *getIpr();
+    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault);
+    Fault setIpr(int idx, uint64_t val);
+    int readIntrFlag();
+    void setIntrFlag(int val);
+    Fault hwrei();
+    bool inPalMode() { return AlphaISA::PcPAL(this->regFile.readPC()); }
+    bool inPalMode(uint64_t PC)
+    { return AlphaISA::PcPAL(PC); }
+
+    void trap(Fault fault);
+    bool simPalCheck(int palFunc);
+
+    void processInterrupts();
+#endif
+
+
+#ifndef FULL_SYSTEM
+    // Need to change these into regfile calls that directly set a certain
+    // register.  Actually, these functions should handle most of this
+    // functionality by themselves; should look up the rename and then
+    // set the register.
+    IntReg getSyscallArg(int i)
+    {
+        return this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ArgumentReg0 + i];
+    }
+
+    // used to shift args for indirect syscall
+    void setSyscallArg(int i, IntReg val)
+    {
+        this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ArgumentReg0 + i] = val;
+    }
+
+    void setSyscallReturn(int64_t return_value)
+    {
+        // check for error condition.  Alpha syscall convention is to
+        // indicate success/failure in reg a3 (r19) and put the
+        // return value itself in the standard return value reg (v0).
+        const int RegA3 = 19;  // only place this is used
+        if (return_value >= 0) {
+            // no error
+            this->xc->regs.intRegFile[RegA3] = 0;
+            this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ReturnValueReg] = return_value;
+        } else {
+            // got an error, return details
+            this->xc->regs.intRegFile[RegA3] = (IntReg) -1;
+            this->xc->regs.intRegFile[AlphaISA::ReturnValueReg] = -return_value;
+        }
+    }
+
+    void syscall(short thread_num);
+    void squashStages();
+
+#endif
+
+    void copyToXC();
+    void copyFromXC();
+
+  public:
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    bool palShadowEnabled;
+
+    // Not sure this is used anywhere.
+    void intr_post(RegFile *regs, Fault fault, Addr pc);
+    // Actually used within exec files.  Implement properly.
+    void swapPALShadow(bool use_shadow);
+    // Called by CPU constructor.  Can implement as I please.
+    void initCPU(RegFile *regs);
+    // Called by initCPU.  Implement as I please.
+    void initIPRs(RegFile *regs);
+
+    void halt() { panic("Halt not implemented!\n"); }
+#endif
+
+
+    template <class T>
+    Fault read(MemReqPtr &req, T &data)
+    {
+#if defined(TARGET_ALPHA) && defined(FULL_SYSTEM)
+        if (req->flags & LOCKED) {
+            MiscRegFile *cregs = &req->xc->regs.miscRegs;
+            cregs->lock_addr = req->paddr;
+            cregs->lock_flag = true;
+        }
+#endif
+
+        Fault error;
+        error = this->mem->read(req, data);
+        data = htoa(data);
+        return error;
+    }
+
+    template <class T>
+    Fault read(MemReqPtr &req, T &data, int load_idx)
+    {
+        return this->iew.ldstQueue.read(req, data, load_idx);
+    }
+
+    template <class T>
+    Fault write(MemReqPtr &req, T &data)
+    {
+#if defined(TARGET_ALPHA) && defined(FULL_SYSTEM)
+
+        MiscRegFile *cregs;
+
+        // If this is a store conditional, act appropriately
+        if (req->flags & LOCKED) {
+            cregs = &this->xc->regs.miscRegs;
+
+            if (req->flags & UNCACHEABLE) {
+                // Don't update result register (see stq_c in isa_desc)
+                req->result = 2;
+                req->xc->storeCondFailures = 0;//Needed? [RGD]
+            } else {
+                req->result = cregs->lock_flag;
+                if (!cregs->lock_flag ||
+                    ((cregs->lock_addr & ~0xf) != (req->paddr & ~0xf))) {
+                    cregs->lock_flag = false;
+                    if (((++req->xc->storeCondFailures) % 100000) == 0) {
+                        std::cerr << "Warning: "
+                                  << req->xc->storeCondFailures
+                                  << " consecutive store conditional failures "
+                                  << "on cpu " << this->cpu_id
+                                  << std::endl;
+                    }
+                    return No_Fault;
+                }
+                else req->xc->storeCondFailures = 0;
+            }
+        }
+
+        // Need to clear any locked flags on other proccessors for
+        // this address.  Only do this for succsful Store Conditionals
+        // and all other stores (WH64?).  Unsuccessful Store
+        // Conditionals would have returned above, and wouldn't fall
+        // through.
+        for (int i = 0; i < this->system->execContexts.size(); i++){
+            cregs = &this->system->execContexts[i]->regs.miscRegs;
+            if ((cregs->lock_addr & ~0xf) == (req->paddr & ~0xf)) {
+                cregs->lock_flag = false;
+            }
+        }
+
+#endif
+
+        return this->mem->write(req, (T)htoa(data));
+    }
+
+    template <class T>
+    Fault write(MemReqPtr &req, T &data, int store_idx)
+    {
+        return this->iew.ldstQueue.write(req, data, store_idx);
+    }
+
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_FULL_CPU_HH__
diff --git a/cpu/o3/alpha_cpu_builder.cc b/cpu/o3/alpha_cpu_builder.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6f4e4f0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,396 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+
+#include "base/inifile.hh"
+#include "base/loader/symtab.hh"
+#include "base/misc.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+#include "cpu/exetrace.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_cpu.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "mem/base_mem.hh"
+#include "mem/cache/base_cache.hh"
+#include "mem/mem_interface.hh"
+#include "sim/builder.hh"
+#include "sim/debug.hh"
+#include "sim/host.hh"
+#include "sim/process.hh"
+#include "sim/sim_events.hh"
+#include "sim/sim_object.hh"
+#include "sim/stats.hh"
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#include "base/remote_gdb.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
+#include "sim/system.hh"
+#include "targetarch/alpha_memory.hh"
+#include "targetarch/vtophys.hh"
+#else // !FULL_SYSTEM
+#include "eio/eio.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+class DerivAlphaFullCPU : public AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl>
+{
+  public:
+    DerivAlphaFullCPU(AlphaSimpleParams p)
+        : AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl>(p)
+    { }
+};
+
+BEGIN_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
+
+    Param<int> clock;
+    Param<int> numThreads;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+SimObjectParam<System *> system;
+SimObjectParam<AlphaITB *> itb;
+SimObjectParam<AlphaDTB *> dtb;
+Param<int> mult;
+#else
+SimObjectVectorParam<Process *> workload;
+#endif // FULL_SYSTEM
+SimObjectParam<FunctionalMemory *> mem;
+
+Param<Counter> max_insts_any_thread;
+Param<Counter> max_insts_all_threads;
+Param<Counter> max_loads_any_thread;
+Param<Counter> max_loads_all_threads;
+
+SimObjectParam<BaseCache *> icache;
+SimObjectParam<BaseCache *> dcache;
+
+Param<unsigned> decodeToFetchDelay;
+Param<unsigned> renameToFetchDelay;
+Param<unsigned> iewToFetchDelay;
+Param<unsigned> commitToFetchDelay;
+Param<unsigned> fetchWidth;
+
+Param<unsigned> renameToDecodeDelay;
+Param<unsigned> iewToDecodeDelay;
+Param<unsigned> commitToDecodeDelay;
+Param<unsigned> fetchToDecodeDelay;
+Param<unsigned> decodeWidth;
+
+Param<unsigned> iewToRenameDelay;
+Param<unsigned> commitToRenameDelay;
+Param<unsigned> decodeToRenameDelay;
+Param<unsigned> renameWidth;
+
+Param<unsigned> commitToIEWDelay;
+Param<unsigned> renameToIEWDelay;
+Param<unsigned> issueToExecuteDelay;
+Param<unsigned> issueWidth;
+Param<unsigned> executeWidth;
+Param<unsigned> executeIntWidth;
+Param<unsigned> executeFloatWidth;
+Param<unsigned> executeBranchWidth;
+Param<unsigned> executeMemoryWidth;
+
+Param<unsigned> iewToCommitDelay;
+Param<unsigned> renameToROBDelay;
+Param<unsigned> commitWidth;
+Param<unsigned> squashWidth;
+
+#if 0
+Param<unsigned> localPredictorSize;
+Param<unsigned> localPredictorCtrBits;
+#endif
+Param<unsigned> local_predictor_size;
+Param<unsigned> local_ctr_bits;
+Param<unsigned> local_history_table_size;
+Param<unsigned> local_history_bits;
+Param<unsigned> global_predictor_size;
+Param<unsigned> global_ctr_bits;
+Param<unsigned> global_history_bits;
+Param<unsigned> choice_predictor_size;
+Param<unsigned> choice_ctr_bits;
+
+Param<unsigned> BTBEntries;
+Param<unsigned> BTBTagSize;
+
+Param<unsigned> RASSize;
+
+Param<unsigned> LQEntries;
+Param<unsigned> SQEntries;
+Param<unsigned> LFSTSize;
+Param<unsigned> SSITSize;
+
+Param<unsigned> numPhysIntRegs;
+Param<unsigned> numPhysFloatRegs;
+Param<unsigned> numIQEntries;
+Param<unsigned> numROBEntries;
+
+Param<unsigned> instShiftAmt;
+
+Param<bool> defer_registration;
+
+Param<bool> function_trace;
+Param<Tick> function_trace_start;
+
+END_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
+
+BEGIN_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
+
+    INIT_PARAM(clock, "clock speed"),
+    INIT_PARAM(numThreads, "number of HW thread contexts"),
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    INIT_PARAM(system, "System object"),
+    INIT_PARAM(itb, "Instruction translation buffer"),
+    INIT_PARAM(dtb, "Data translation buffer"),
+    INIT_PARAM(mult, "System clock multiplier"),
+#else
+    INIT_PARAM(workload, "Processes to run"),
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    INIT_PARAM_DFLT(mem, "Memory", NULL),
+
+    INIT_PARAM_DFLT(max_insts_any_thread,
+                    "Terminate when any thread reaches this inst count",
+                    0),
+    INIT_PARAM_DFLT(max_insts_all_threads,
+                    "Terminate when all threads have reached"
+                    "this inst count",
+                    0),
+    INIT_PARAM_DFLT(max_loads_any_thread,
+                    "Terminate when any thread reaches this load count",
+                    0),
+    INIT_PARAM_DFLT(max_loads_all_threads,
+                    "Terminate when all threads have reached this load"
+                    "count",
+                    0),
+
+    INIT_PARAM_DFLT(icache, "L1 instruction cache", NULL),
+    INIT_PARAM_DFLT(dcache, "L1 data cache", NULL),
+
+    INIT_PARAM(decodeToFetchDelay, "Decode to fetch delay"),
+    INIT_PARAM(renameToFetchDelay, "Rename to fetch delay"),
+    INIT_PARAM(iewToFetchDelay, "Issue/Execute/Writeback to fetch"
+               "delay"),
+    INIT_PARAM(commitToFetchDelay, "Commit to fetch delay"),
+    INIT_PARAM(fetchWidth, "Fetch width"),
+
+    INIT_PARAM(renameToDecodeDelay, "Rename to decode delay"),
+    INIT_PARAM(iewToDecodeDelay, "Issue/Execute/Writeback to decode"
+               "delay"),
+    INIT_PARAM(commitToDecodeDelay, "Commit to decode delay"),
+    INIT_PARAM(fetchToDecodeDelay, "Fetch to decode delay"),
+    INIT_PARAM(decodeWidth, "Decode width"),
+
+    INIT_PARAM(iewToRenameDelay, "Issue/Execute/Writeback to rename"
+               "delay"),
+    INIT_PARAM(commitToRenameDelay, "Commit to rename delay"),
+    INIT_PARAM(decodeToRenameDelay, "Decode to rename delay"),
+    INIT_PARAM(renameWidth, "Rename width"),
+
+    INIT_PARAM(commitToIEWDelay, "Commit to "
+               "Issue/Execute/Writeback delay"),
+    INIT_PARAM(renameToIEWDelay, "Rename to "
+               "Issue/Execute/Writeback delay"),
+    INIT_PARAM(issueToExecuteDelay, "Issue to execute delay (internal"
+               "to the IEW stage)"),
+    INIT_PARAM(issueWidth, "Issue width"),
+    INIT_PARAM(executeWidth, "Execute width"),
+    INIT_PARAM(executeIntWidth, "Integer execute width"),
+    INIT_PARAM(executeFloatWidth, "Floating point execute width"),
+    INIT_PARAM(executeBranchWidth, "Branch execute width"),
+    INIT_PARAM(executeMemoryWidth, "Memory execute width"),
+
+    INIT_PARAM(iewToCommitDelay, "Issue/Execute/Writeback to commit "
+               "delay"),
+    INIT_PARAM(renameToROBDelay, "Rename to reorder buffer delay"),
+    INIT_PARAM(commitWidth, "Commit width"),
+    INIT_PARAM(squashWidth, "Squash width"),
+
+#if 0
+    INIT_PARAM(localPredictorSize, "Size of the local predictor in entries. "
+               "Must be a power of 2."),
+    INIT_PARAM(localPredictorCtrBits, "Number of bits per counter for bpred"),
+#endif
+    INIT_PARAM(local_predictor_size, "Size of local predictor"),
+    INIT_PARAM(local_ctr_bits, "Bits per counter"),
+    INIT_PARAM(local_history_table_size, "Size of local history table"),
+    INIT_PARAM(local_history_bits, "Bits for the local history"),
+    INIT_PARAM(global_predictor_size, "Size of global predictor"),
+    INIT_PARAM(global_ctr_bits, "Bits per counter"),
+    INIT_PARAM(global_history_bits, "Bits of history"),
+    INIT_PARAM(choice_predictor_size, "Size of choice predictor"),
+    INIT_PARAM(choice_ctr_bits, "Bits of choice counters"),
+
+    INIT_PARAM(BTBEntries, "Number of BTB entries"),
+    INIT_PARAM(BTBTagSize, "Size of the BTB tags, in bits"),
+
+    INIT_PARAM(RASSize, "RAS size"),
+
+    INIT_PARAM(LQEntries, "Number of load queue entries"),
+    INIT_PARAM(SQEntries, "Number of store queue entries"),
+    INIT_PARAM(LFSTSize, "Last fetched store table size"),
+    INIT_PARAM(SSITSize, "Store set ID table size"),
+
+    INIT_PARAM(numPhysIntRegs, "Number of physical integer registers"),
+    INIT_PARAM(numPhysFloatRegs, "Number of physical floating point "
+               "registers"),
+    INIT_PARAM(numIQEntries, "Number of instruction queue entries"),
+    INIT_PARAM(numROBEntries, "Number of reorder buffer entries"),
+
+    INIT_PARAM(instShiftAmt, "Number of bits to shift instructions by"),
+    INIT_PARAM(defer_registration, "defer system registration (for sampling)"),
+
+    INIT_PARAM(function_trace, "Enable function trace"),
+    INIT_PARAM(function_trace_start, "Cycle to start function trace")
+
+END_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(DerivAlphaFullCPU)
+
+CREATE_SIM_OBJECT(DerivAlphaFullCPU)
+{
+    DerivAlphaFullCPU *cpu;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    if (mult != 1)
+        panic("Processor clock multiplier must be 1?\n");
+
+    // Full-system only supports a single thread for the moment.
+    int actual_num_threads = 1;
+#else
+    // In non-full-system mode, we infer the number of threads from
+    // the workload if it's not explicitly specified.
+    int actual_num_threads =
+        numThreads.isValid() ? numThreads : workload.size();
+
+    if (workload.size() == 0) {
+        fatal("Must specify at least one workload!");
+    }
+
+#endif
+
+    AlphaSimpleParams params;
+
+    params.clock = clock;
+
+    params.name = getInstanceName();
+    params.numberOfThreads = actual_num_threads;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    params.system = system;
+    params.itb = itb;
+    params.dtb = dtb;
+#else
+    params.workload = workload;
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    params.mem = mem;
+
+    params.max_insts_any_thread = max_insts_any_thread;
+    params.max_insts_all_threads = max_insts_all_threads;
+    params.max_loads_any_thread = max_loads_any_thread;
+    params.max_loads_all_threads = max_loads_all_threads;
+
+    //
+    // Caches
+    //
+    params.icacheInterface = icache ? icache->getInterface() : NULL;
+    params.dcacheInterface = dcache ? dcache->getInterface() : NULL;
+
+    params.decodeToFetchDelay = decodeToFetchDelay;
+    params.renameToFetchDelay = renameToFetchDelay;
+    params.iewToFetchDelay = iewToFetchDelay;
+    params.commitToFetchDelay = commitToFetchDelay;
+    params.fetchWidth = fetchWidth;
+
+    params.renameToDecodeDelay = renameToDecodeDelay;
+    params.iewToDecodeDelay = iewToDecodeDelay;
+    params.commitToDecodeDelay = commitToDecodeDelay;
+    params.fetchToDecodeDelay = fetchToDecodeDelay;
+    params.decodeWidth = decodeWidth;
+
+    params.iewToRenameDelay = iewToRenameDelay;
+    params.commitToRenameDelay = commitToRenameDelay;
+    params.decodeToRenameDelay = decodeToRenameDelay;
+    params.renameWidth = renameWidth;
+
+    params.commitToIEWDelay = commitToIEWDelay;
+    params.renameToIEWDelay = renameToIEWDelay;
+    params.issueToExecuteDelay = issueToExecuteDelay;
+    params.issueWidth = issueWidth;
+    params.executeWidth = executeWidth;
+    params.executeIntWidth = executeIntWidth;
+    params.executeFloatWidth = executeFloatWidth;
+    params.executeBranchWidth = executeBranchWidth;
+    params.executeMemoryWidth = executeMemoryWidth;
+
+    params.iewToCommitDelay = iewToCommitDelay;
+    params.renameToROBDelay = renameToROBDelay;
+    params.commitWidth = commitWidth;
+    params.squashWidth = squashWidth;
+#if 0
+    params.localPredictorSize = localPredictorSize;
+    params.localPredictorCtrBits = localPredictorCtrBits;
+#endif
+    params.local_predictor_size = local_predictor_size;
+    params.local_ctr_bits = local_ctr_bits;
+    params.local_history_table_size = local_history_table_size;
+    params.local_history_bits = local_history_bits;
+    params.global_predictor_size = global_predictor_size;
+    params.global_ctr_bits = global_ctr_bits;
+    params.global_history_bits = global_history_bits;
+    params.choice_predictor_size = choice_predictor_size;
+    params.choice_ctr_bits = choice_ctr_bits;
+
+    params.BTBEntries = BTBEntries;
+    params.BTBTagSize = BTBTagSize;
+
+    params.RASSize = RASSize;
+
+    params.LQEntries = LQEntries;
+    params.SQEntries = SQEntries;
+    params.SSITSize = SSITSize;
+    params.LFSTSize = LFSTSize;
+
+    params.numPhysIntRegs = numPhysIntRegs;
+    params.numPhysFloatRegs = numPhysFloatRegs;
+    params.numIQEntries = numIQEntries;
+    params.numROBEntries = numROBEntries;
+
+    params.instShiftAmt = 2;
+
+    params.defReg = defer_registration;
+
+    params.functionTrace = function_trace;
+    params.functionTraceStart = function_trace_start;
+
+    cpu = new DerivAlphaFullCPU(params);
+
+    return cpu;
+}
+
+REGISTER_SIM_OBJECT("DerivAlphaFullCPU", DerivAlphaFullCPU)
+
diff --git a/cpu/o3/alpha_cpu_impl.hh b/cpu/o3/alpha_cpu_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..822d58f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,360 @@
+
+#include "base/cprintf.hh"
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "mem/cache/cache.hh" // for dynamic cast
+#include "mem/mem_interface.hh"
+#include "sim/builder.hh"
+#include "sim/sim_events.hh"
+#include "sim/stats.hh"
+
+#include "cpu/o3/alpha_cpu.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_params.hh"
+#include "cpu/o3/comm.hh"
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#include "arch/alpha/osfpal.hh"
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+//#include "arch/alpha/ev5.hh"
+
+//using namespace EV5;
+#endif
+
+template <class Impl>
+AlphaFullCPU<Impl>::AlphaFullCPU(Params &params)
+    : FullBetaCPU<Impl>(params)
+{
+    DPRINTF(FullCPU, "AlphaFullCPU: Creating AlphaFullCPU object.\n");
+
+    this->fetch.setCPU(this);
+    this->decode.setCPU(this);
+    this->rename.setCPU(this);
+    this->iew.setCPU(this);
+    this->commit.setCPU(this);
+
+    this->rob.setCPU(this);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::regStats()
+{
+    // Register stats for everything that has stats.
+    this->fullCPURegStats();
+    this->fetch.regStats();
+    this->decode.regStats();
+    this->rename.regStats();
+    this->iew.regStats();
+    this->commit.regStats();
+}
+
+#ifndef FULL_SYSTEM
+
+// Will probably need to know which thread is calling syscall
+// Will need to pass that information in to the DynInst when it is constructed,
+// so that this call can be made with the proper thread number.
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::syscall(short thread_num)
+{
+    DPRINTF(FullCPU, "AlphaFullCPU: Syscall() called.\n\n");
+
+    // Commit stage needs to run as well.
+    this->commit.tick();
+
+    squashStages();
+
+    // Temporarily increase this by one to account for the syscall
+    // instruction.
+    ++(this->funcExeInst);
+
+    // Copy over all important state to xc once all the unrolling is done.
+    copyToXC();
+
+    // This is hardcoded to thread 0 while the CPU is only single threaded.
+    this->thread[0]->syscall();
+
+    // Copy over all important state back to CPU.
+    copyFromXC();
+
+    // Decrease funcExeInst by one as the normal commit will handle
+    // incrememnting it.
+    --(this->funcExeInst);
+}
+
+// This is not a pretty function, and should only be used if it is necessary
+// to fake having everything squash all at once (ie for non-full system
+// syscalls).  Maybe put this at the FullCPU level?
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::squashStages()
+{
+    InstSeqNum rob_head = this->rob.readHeadSeqNum();
+
+    // Now hack the time buffer to put this sequence number in the places
+    // where the stages might read it.
+    for (int i = 0; i < 5; ++i)
+    {
+        this->timeBuffer.access(-i)->commitInfo.doneSeqNum = rob_head;
+    }
+
+    this->fetch.squash(this->rob.readHeadNextPC());
+    this->fetchQueue.advance();
+
+    this->decode.squash();
+    this->decodeQueue.advance();
+
+    this->rename.squash();
+    this->renameQueue.advance();
+    this->renameQueue.advance();
+
+    // Be sure to advance the IEW queues so that the commit stage doesn't
+    // try to set an instruction as completed at the same time that it
+    // might be deleting it.
+    this->iew.squash();
+    this->iewQueue.advance();
+    this->iewQueue.advance();
+    // Needs to tell the LSQ to write back all of its data
+    this->iew.lsqWriteback();
+
+    this->rob.squash(rob_head);
+    this->commit.setSquashing();
+
+    // Now hack the time buffer to clear the sequence numbers in the places
+    // where the stages might read it.?
+    for (int i = 0; i < 5; ++i)
+    {
+        this->timeBuffer.access(-i)->commitInfo.doneSeqNum = 0;
+    }
+
+}
+
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::copyToXC()
+{
+    PhysRegIndex renamed_reg;
+
+    // First loop through the integer registers.
+    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumIntRegs; ++i)
+    {
+        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i);
+        this->xc->regs.intRegFile[i] = this->regFile.readIntReg(renamed_reg);
+        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Copying register %i, has data %lli.\n",
+                renamed_reg, this->regFile.intRegFile[renamed_reg]);
+    }
+
+    // Then loop through the floating point registers.
+    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumFloatRegs; ++i)
+    {
+        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i + AlphaISA::FP_Base_DepTag);
+        this->xc->regs.floatRegFile.d[i] =
+            this->regFile.readFloatRegDouble(renamed_reg);
+        this->xc->regs.floatRegFile.q[i] =
+            this->regFile.readFloatRegInt(renamed_reg);
+    }
+
+    this->xc->regs.miscRegs.fpcr = this->regFile.miscRegs.fpcr;
+    this->xc->regs.miscRegs.uniq = this->regFile.miscRegs.uniq;
+    this->xc->regs.miscRegs.lock_flag = this->regFile.miscRegs.lock_flag;
+    this->xc->regs.miscRegs.lock_addr = this->regFile.miscRegs.lock_addr;
+
+    this->xc->regs.pc = this->rob.readHeadPC();
+    this->xc->regs.npc = this->xc->regs.pc+4;
+
+    this->xc->func_exe_inst = this->funcExeInst;
+}
+
+// This function will probably mess things up unless the ROB is empty and
+// there are no instructions in the pipeline.
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::copyFromXC()
+{
+    PhysRegIndex renamed_reg;
+
+    // First loop through the integer registers.
+    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumIntRegs; ++i)
+    {
+        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i);
+
+        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Copying over register %i, had data %lli, "
+                "now has data %lli.\n",
+                renamed_reg, this->regFile.intRegFile[renamed_reg],
+                this->xc->regs.intRegFile[i]);
+
+        this->regFile.setIntReg(renamed_reg, this->xc->regs.intRegFile[i]);
+    }
+
+    // Then loop through the floating point registers.
+    for (int i = 0; i < AlphaISA::NumFloatRegs; ++i)
+    {
+        renamed_reg = this->renameMap.lookup(i + AlphaISA::FP_Base_DepTag);
+        this->regFile.setFloatRegDouble(renamed_reg,
+                                        this->xc->regs.floatRegFile.d[i]);
+        this->regFile.setFloatRegInt(renamed_reg,
+                                     this->xc->regs.floatRegFile.q[i]);
+    }
+
+    // Then loop through the misc registers.
+    this->regFile.miscRegs.fpcr = this->xc->regs.miscRegs.fpcr;
+    this->regFile.miscRegs.uniq = this->xc->regs.miscRegs.uniq;
+    this->regFile.miscRegs.lock_flag = this->xc->regs.miscRegs.lock_flag;
+    this->regFile.miscRegs.lock_addr = this->xc->regs.miscRegs.lock_addr;
+
+    // Then finally set the PC and the next PC.
+//    regFile.pc = xc->regs.pc;
+//    regFile.npc = xc->regs.npc;
+
+    this->funcExeInst = this->xc->func_exe_inst;
+}
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+
+template <class Impl>
+uint64_t *
+AlphaFullCPU<Impl>::getIpr()
+{
+    return this->regFile.getIpr();
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+AlphaFullCPU<Impl>::readIpr(int idx, Fault &fault)
+{
+    return this->regFile.readIpr(idx, fault);
+}
+
+template <class Impl>
+Fault
+AlphaFullCPU<Impl>::setIpr(int idx, uint64_t val)
+{
+    return this->regFile.setIpr(idx, val);
+}
+
+template <class Impl>
+int
+AlphaFullCPU<Impl>::readIntrFlag()
+{
+    return this->regFile.readIntrFlag();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::setIntrFlag(int val)
+{
+    this->regFile.setIntrFlag(val);
+}
+
+// Can force commit stage to squash and stuff.
+template <class Impl>
+Fault
+AlphaFullCPU<Impl>::hwrei()
+{
+    uint64_t *ipr = getIpr();
+
+    if (!inPalMode())
+        return Unimplemented_Opcode_Fault;
+
+    setNextPC(ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR]);
+
+//    kernelStats.hwrei();
+
+    if ((ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR] & 1) == 0)
+//        AlphaISA::swap_palshadow(&regs, false);
+
+    this->checkInterrupts = true;
+
+    // FIXME: XXX check for interrupts? XXX
+    return No_Fault;
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+AlphaFullCPU<Impl>::simPalCheck(int palFunc)
+{
+//    kernelStats.callpal(palFunc);
+
+    switch (palFunc) {
+      case PAL::halt:
+        halt();
+        if (--System::numSystemsRunning == 0)
+            new SimExitEvent("all cpus halted");
+        break;
+
+      case PAL::bpt:
+      case PAL::bugchk:
+        if (this->system->breakpoint())
+            return false;
+        break;
+    }
+
+    return true;
+}
+
+// Probably shouldn't be able to switch to the trap handler as quickly as
+// this.  Also needs to get the exception restart address from the commit
+// stage.
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::trap(Fault fault)
+{
+    // Keep in mind that a trap may be initiated by fetch if there's a TLB
+    // miss
+    uint64_t PC = this->commit.readCommitPC();
+
+    DPRINTF(Fault, "Fault %s\n", FaultName(fault));
+    this->recordEvent(csprintf("Fault %s", FaultName(fault)));
+
+//    kernelStats.fault(fault);
+
+    if (fault == Arithmetic_Fault)
+        panic("Arithmetic traps are unimplemented!");
+
+    typename AlphaISA::InternalProcReg *ipr = getIpr();
+
+    // exception restart address - Get the commit PC
+    if (fault != Interrupt_Fault || !inPalMode(PC))
+        ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR] = PC;
+
+    if (fault == Pal_Fault || fault == Arithmetic_Fault /* ||
+        fault == Interrupt_Fault && !PC_PAL(regs.pc) */) {
+        // traps...  skip faulting instruction
+        ipr[AlphaISA::IPR_EXC_ADDR] += 4;
+    }
+
+    if (!inPalMode(PC))
+        swapPALShadow(true);
+
+    this->regFile.setPC( ipr[AlphaISA::IPR_PAL_BASE] +
+                         AlphaISA::fault_addr[fault] );
+    this->regFile.setNextPC(PC + sizeof(MachInst));
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::processInterrupts()
+{
+    // Check for interrupts here.  For now can copy the code that exists
+    // within isa_fullsys_traits.hh.
+}
+
+// swap_palshadow swaps in the values of the shadow registers and
+// swaps them with the values of the physical registers that map to the
+// same logical index.
+template <class Impl>
+void
+AlphaFullCPU<Impl>::swapPALShadow(bool use_shadow)
+{
+    if (palShadowEnabled == use_shadow)
+        panic("swap_palshadow: wrong PAL shadow state");
+
+    palShadowEnabled = use_shadow;
+
+    // Will have to lookup in rename map to get physical registers, then
+    // swap.
+}
+
+#endif // FULL_SYSTEM
diff --git a/cpu/o3/alpha_dyn_inst.cc b/cpu/o3/alpha_dyn_inst.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..72ac77d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,34 @@
+/*
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst_impl.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+
+// Force instantiation of AlphaDynInst for all the implementations that
+// are needed.
+template class AlphaDynInst<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh b/cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0b6b62f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,235 @@
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_DYN_INST_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_DYN_INST_HH__
+
+#include "cpu/base_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_cpu.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+
+/**
+ * Mostly implementation specific AlphaDynInst.  It is templated in case there
+ * are other implementations that are similar enough to be able to use this
+ * class without changes.  This is mainly useful if there are multiple similar
+ * CPU implementations of the same ISA.
+ */
+
+template <class Impl>
+class AlphaDynInst : public BaseDynInst<Impl>
+{
+  public:
+    /** Typedef for the CPU. */
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+
+    /** Typedef to get the ISA. */
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+
+    /** Binary machine instruction type. */
+    typedef typename ISA::MachInst MachInst;
+    /** Memory address type. */
+    typedef typename ISA::Addr    Addr;
+    /** Logical register index type. */
+    typedef typename ISA::RegIndex RegIndex;
+    /** Integer register index type. */
+    typedef typename ISA::IntReg   IntReg;
+
+    enum {
+        MaxInstSrcRegs = ISA::MaxInstSrcRegs,  //< Max source regs
+        MaxInstDestRegs = ISA::MaxInstDestRegs,        //< Max dest regs
+    };
+
+  public:
+    /** BaseDynInst constructor given a binary instruction. */
+    AlphaDynInst(MachInst inst, Addr PC, Addr Pred_PC, InstSeqNum seq_num,
+                 FullCPU *cpu);
+
+    /** BaseDynInst constructor given a static inst pointer. */
+    AlphaDynInst(StaticInstPtr<AlphaISA> &_staticInst);
+
+    /** Executes the instruction.*/
+    Fault execute()
+    {
+        return this->fault = this->staticInst->execute(this, this->traceData);
+    }
+
+  public:
+    uint64_t readUniq();
+    void setUniq(uint64_t val);
+
+    uint64_t readFpcr();
+    void setFpcr(uint64_t val);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault);
+    Fault setIpr(int idx, uint64_t val);
+    Fault hwrei();
+    int readIntrFlag();
+    void setIntrFlag(int val);
+    bool inPalMode();
+    void trap(Fault fault);
+    bool simPalCheck(int palFunc);
+#else
+    void syscall();
+#endif
+
+
+
+  private:
+    /** Physical register index of the destination registers of this
+     *  instruction.
+     */
+    PhysRegIndex _destRegIdx[MaxInstDestRegs];
+
+    /** Physical register index of the source registers of this
+     *  instruction.
+     */
+    PhysRegIndex _srcRegIdx[MaxInstSrcRegs];
+
+    /** Physical register index of the previous producers of the
+     *  architected destinations.
+     */
+    PhysRegIndex _prevDestRegIdx[MaxInstDestRegs];
+
+  public:
+
+    // The register accessor methods provide the index of the
+    // instruction's operand (e.g., 0 or 1), not the architectural
+    // register index, to simplify the implementation of register
+    // renaming.  We find the architectural register index by indexing
+    // into the instruction's own operand index table.  Note that a
+    // raw pointer to the StaticInst is provided instead of a
+    // ref-counted StaticInstPtr to redice overhead.  This is fine as
+    // long as these methods don't copy the pointer into any long-term
+    // storage (which is pretty hard to imagine they would have reason
+    // to do).
+
+    uint64_t readIntReg(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
+    {
+        return this->cpu->readIntReg(_srcRegIdx[idx]);
+    }
+
+    float readFloatRegSingle(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
+    {
+        return this->cpu->readFloatRegSingle(_srcRegIdx[idx]);
+    }
+
+    double readFloatRegDouble(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
+    {
+        return this->cpu->readFloatRegDouble(_srcRegIdx[idx]);
+    }
+
+    uint64_t readFloatRegInt(const StaticInst<ISA> *si, int idx)
+    {
+        return this->cpu->readFloatRegInt(_srcRegIdx[idx]);
+    }
+
+    /** @todo: Make results into arrays so they can handle multiple dest
+     *  registers.
+     */
+    void setIntReg(const StaticInst<ISA> *si, int idx, uint64_t val)
+    {
+        this->cpu->setIntReg(_destRegIdx[idx], val);
+        this->instResult.integer = val;
+    }
+
+    void setFloatRegSingle(const StaticInst<ISA> *si, int idx, float val)
+    {
+        this->cpu->setFloatRegSingle(_destRegIdx[idx], val);
+        this->instResult.fp = val;
+    }
+
+    void setFloatRegDouble(const StaticInst<ISA> *si, int idx, double val)
+    {
+        this->cpu->setFloatRegDouble(_destRegIdx[idx], val);
+        this->instResult.dbl = val;
+    }
+
+    void setFloatRegInt(const StaticInst<ISA> *si, int idx, uint64_t val)
+    {
+        this->cpu->setFloatRegInt(_destRegIdx[idx], val);
+        this->instResult.integer = val;
+    }
+
+    /** Returns the physical register index of the i'th destination
+     *  register.
+     */
+    PhysRegIndex renamedDestRegIdx(int idx) const
+    {
+        return _destRegIdx[idx];
+    }
+
+    /** Returns the physical register index of the i'th source register. */
+    PhysRegIndex renamedSrcRegIdx(int idx) const
+    {
+        return _srcRegIdx[idx];
+    }
+
+    /** Returns the physical register index of the previous physical register
+     *  that remapped to the same logical register index.
+     */
+    PhysRegIndex prevDestRegIdx(int idx) const
+    {
+        return _prevDestRegIdx[idx];
+    }
+
+    /** Renames a destination register to a physical register.  Also records
+     *  the previous physical register that the logical register mapped to.
+     */
+    void renameDestReg(int idx,
+                       PhysRegIndex renamed_dest,
+                       PhysRegIndex previous_rename)
+    {
+        _destRegIdx[idx] = renamed_dest;
+        _prevDestRegIdx[idx] = previous_rename;
+    }
+
+    /** Renames a source logical register to the physical register which
+     *  has/will produce that logical register's result.
+     *  @todo: add in whether or not the source register is ready.
+     */
+    void renameSrcReg(int idx, PhysRegIndex renamed_src)
+    {
+        _srcRegIdx[idx] = renamed_src;
+    }
+
+  public:
+    Fault calcEA()
+    {
+        return this->staticInst->eaCompInst()->execute(this, this->traceData);
+    }
+
+    Fault memAccess()
+    {
+        return this->staticInst->memAccInst()->execute(this, this->traceData);
+    }
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_DYN_INST_HH__
+
diff --git a/cpu/o3/alpha_dyn_inst_impl.hh b/cpu/o3/alpha_dyn_inst_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..437b113
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,162 @@
+/*
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+
+template <class Impl>
+AlphaDynInst<Impl>::AlphaDynInst(MachInst inst, Addr PC, Addr Pred_PC,
+                                 InstSeqNum seq_num, FullCPU *cpu)
+    : BaseDynInst<Impl>(inst, PC, Pred_PC, seq_num, cpu)
+{
+    // Make sure to have the renamed register entries set to the same
+    // as the normal register entries.  It will allow the IQ to work
+    // without any modifications.
+    for (int i = 0; i < this->staticInst->numDestRegs(); i++)
+    {
+        _destRegIdx[i] = this->staticInst->destRegIdx(i);
+    }
+
+    for (int i = 0; i < this->staticInst->numSrcRegs(); i++)
+    {
+        _srcRegIdx[i] = this->staticInst->srcRegIdx(i);
+        this->_readySrcRegIdx[i] = 0;
+    }
+
+}
+
+template <class Impl>
+AlphaDynInst<Impl>::AlphaDynInst(StaticInstPtr<AlphaISA> &_staticInst)
+    : BaseDynInst<Impl>(_staticInst)
+{
+    // Make sure to have the renamed register entries set to the same
+    // as the normal register entries.  It will allow the IQ to work
+    // without any modifications.
+    for (int i = 0; i < _staticInst->numDestRegs(); i++)
+    {
+        _destRegIdx[i] = _staticInst->destRegIdx(i);
+    }
+
+    for (int i = 0; i < _staticInst->numSrcRegs(); i++)
+    {
+        _srcRegIdx[i] = _staticInst->srcRegIdx(i);
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+AlphaDynInst<Impl>::readUniq()
+{
+    return this->cpu->readUniq();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaDynInst<Impl>::setUniq(uint64_t val)
+{
+    this->cpu->setUniq(val);
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+AlphaDynInst<Impl>::readFpcr()
+{
+    return this->cpu->readFpcr();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaDynInst<Impl>::setFpcr(uint64_t val)
+{
+    this->cpu->setFpcr(val);
+}
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+template <class Impl>
+uint64_t
+AlphaDynInst<Impl>::readIpr(int idx, Fault &fault)
+{
+    return this->cpu->readIpr(idx, fault);
+}
+
+template <class Impl>
+Fault
+AlphaDynInst<Impl>::setIpr(int idx, uint64_t val)
+{
+    return this->cpu->setIpr(idx, val);
+}
+
+template <class Impl>
+Fault
+AlphaDynInst<Impl>::hwrei()
+{
+    return this->cpu->hwrei();
+}
+
+template <class Impl>
+int
+AlphaDynInst<Impl>::readIntrFlag()
+{
+return this->cpu->readIntrFlag();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaDynInst<Impl>::setIntrFlag(int val)
+{
+    this->cpu->setIntrFlag(val);
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+AlphaDynInst<Impl>::inPalMode()
+{
+    return this->cpu->inPalMode();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+AlphaDynInst<Impl>::trap(Fault fault)
+{
+    this->cpu->trap(fault);
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+AlphaDynInst<Impl>::simPalCheck(int palFunc)
+{
+    return this->cpu->simPalCheck(palFunc);
+}
+#else
+template <class Impl>
+void
+AlphaDynInst<Impl>::syscall()
+{
+    this->cpu->syscall(this->threadNumber);
+}
+#endif
+
diff --git a/cpu/o3/alpha_impl.hh b/cpu/o3/alpha_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..eb3c07d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,82 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_IMPL_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_IMPL_HH__
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+
+#include "cpu/o3/alpha_params.hh"
+#include "cpu/o3/cpu_policy.hh"
+
+// Forward declarations.
+template <class Impl>
+class AlphaDynInst;
+
+template <class Impl>
+class AlphaFullCPU;
+
+/** Implementation specific struct that defines several key things to the
+ *  CPU, the stages within the CPU, the time buffers, and the DynInst.
+ *  The struct defines the ISA, the CPU policy, the specific DynInst, the
+ *  specific FullCPU, and all of the structs from the time buffers to do
+ *  communication.
+ *  This is one of the key things that must be defined for each hardware
+ *  specific CPU implementation.
+ */
+struct AlphaSimpleImpl
+{
+    /** The ISA to be used. */
+    typedef AlphaISA ISA;
+
+    /** The type of MachInst. */
+    typedef ISA::MachInst MachInst;
+
+    /** The CPU policy to be used (ie fetch, decode, etc.). */
+    typedef SimpleCPUPolicy<AlphaSimpleImpl> CPUPol;
+
+    /** The DynInst to be used. */
+    typedef AlphaDynInst<AlphaSimpleImpl> DynInst;
+
+    /** The refcounted DynInst pointer to be used.  In most cases this is
+     *  what should be used, and not DynInst *.
+     */
+    typedef RefCountingPtr<DynInst> DynInstPtr;
+
+    /** The FullCPU to be used. */
+    typedef AlphaFullCPU<AlphaSimpleImpl> FullCPU;
+
+    /** The Params to be passed to each stage. */
+    typedef AlphaSimpleParams Params;
+
+    enum {
+        MaxWidth = 8
+    };
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_IMPL_HH__
diff --git a/cpu/o3/alpha_params.hh b/cpu/o3/alpha_params.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5c8f61f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,163 @@
+/*
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_ALPHA_SIMPLE_PARAMS_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_ALPHA_SIMPLE_PARAMS_HH__
+
+#include "cpu/o3/cpu.hh"
+
+//Forward declarations
+class System;
+class AlphaITB;
+class AlphaDTB;
+class FunctionalMemory;
+class Process;
+class MemInterface;
+
+/**
+ * This file defines the parameters that will be used for the AlphaFullCPU.
+ * This must be defined externally so that the Impl can have a params class
+ * defined that it can pass to all of the individual stages.
+ */
+
+class AlphaSimpleParams : public BaseFullCPU::Params
+{
+  public:
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    AlphaITB *itb; AlphaDTB *dtb;
+#else
+    std::vector<Process *> workload;
+    Process *process;
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    FunctionalMemory *mem;
+
+    //
+    // Caches
+    //
+    MemInterface *icacheInterface;
+    MemInterface *dcacheInterface;
+
+    //
+    // Fetch
+    //
+    unsigned decodeToFetchDelay;
+    unsigned renameToFetchDelay;
+    unsigned iewToFetchDelay;
+    unsigned commitToFetchDelay;
+    unsigned fetchWidth;
+
+    //
+    // Decode
+    //
+    unsigned renameToDecodeDelay;
+    unsigned iewToDecodeDelay;
+    unsigned commitToDecodeDelay;
+    unsigned fetchToDecodeDelay;
+    unsigned decodeWidth;
+
+    //
+    // Rename
+    //
+    unsigned iewToRenameDelay;
+    unsigned commitToRenameDelay;
+    unsigned decodeToRenameDelay;
+    unsigned renameWidth;
+
+    //
+    // IEW
+    //
+    unsigned commitToIEWDelay;
+    unsigned renameToIEWDelay;
+    unsigned issueToExecuteDelay;
+    unsigned issueWidth;
+    unsigned executeWidth;
+    unsigned executeIntWidth;
+    unsigned executeFloatWidth;
+    unsigned executeBranchWidth;
+    unsigned executeMemoryWidth;
+
+    //
+    // Commit
+    //
+    unsigned iewToCommitDelay;
+    unsigned renameToROBDelay;
+    unsigned commitWidth;
+    unsigned squashWidth;
+
+    //
+    // Branch predictor (BP & BTB)
+    //
+/*
+    unsigned localPredictorSize;
+    unsigned localPredictorCtrBits;
+*/
+
+    unsigned local_predictor_size;
+    unsigned local_ctr_bits;
+    unsigned local_history_table_size;
+    unsigned local_history_bits;
+    unsigned global_predictor_size;
+    unsigned global_ctr_bits;
+    unsigned global_history_bits;
+    unsigned choice_predictor_size;
+    unsigned choice_ctr_bits;
+
+    unsigned BTBEntries;
+    unsigned BTBTagSize;
+
+    unsigned RASSize;
+
+    //
+    // Load store queue
+    //
+    unsigned LQEntries;
+    unsigned SQEntries;
+
+    //
+    // Memory dependence
+    //
+    unsigned SSITSize;
+    unsigned LFSTSize;
+
+    //
+    // Miscellaneous
+    //
+    unsigned numPhysIntRegs;
+    unsigned numPhysFloatRegs;
+    unsigned numIQEntries;
+    unsigned numROBEntries;
+
+    // Probably can get this from somewhere.
+    unsigned instShiftAmt;
+
+    bool defReg;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_ALPHA_PARAMS_HH__
diff --git a/cpu/o3/bpred_unit.cc b/cpu/o3/bpred_unit.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..85bd6f0
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,33 @@
+/*
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+
+#include "cpu/o3/bpred_unit_impl.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+
+template class TwobitBPredUnit<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/bpred_unit.hh b/cpu/o3/bpred_unit.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0a77b83
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,133 @@
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+ */
+
+#ifndef __BPRED_UNIT_HH__
+#define __BPRED_UNIT_HH__
+
+// For Addr type.
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "base/statistics.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+
+#include "cpu/o3/2bit_local_pred.hh"
+#include "cpu/o3/tournament_pred.hh"
+#include "cpu/o3/btb.hh"
+#include "cpu/o3/ras.hh"
+
+#include <list>
+
+/**
+ * Basically a wrapper class to hold both the branch predictor
+ * and the BTB.  Right now I'm unsure of the implementation; it would
+ * be nicer to have something closer to the CPUPolicy or the Impl where
+ * this is just typedefs, but it forces the upper level stages to be
+ * aware of the constructors of the BP and the BTB.  The nicer thing
+ * to do is have this templated on the Impl, accept the usual Params
+ * object, and be able to call the constructors on the BP and BTB.
+ */
+template<class Impl>
+class TwobitBPredUnit
+{
+  public:
+    typedef typename Impl::Params Params;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    TwobitBPredUnit(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    bool predict(DynInstPtr &inst, Addr &PC);
+
+    void update(const InstSeqNum &done_sn);
+
+    void squash(const InstSeqNum &squashed_sn);
+
+    void squash(const InstSeqNum &squashed_sn, const Addr &corr_target,
+                bool actually_taken);
+
+    bool BPLookup(Addr &inst_PC)
+    { return BP.lookup(inst_PC); }
+
+    bool BTBValid(Addr &inst_PC)
+    { return BTB.valid(inst_PC); }
+
+    Addr BTBLookup(Addr &inst_PC)
+    { return BTB.lookup(inst_PC); }
+
+    // Will want to include global history.
+    void BPUpdate(Addr &inst_PC, bool taken)
+    { BP.update(inst_PC, taken); }
+
+    void BTBUpdate(Addr &inst_PC, Addr &target_PC)
+    { BTB.update(inst_PC, target_PC); }
+
+  private:
+    struct PredictorHistory {
+        PredictorHistory(const InstSeqNum &seq_num, const Addr &inst_PC,
+                         const bool pred_taken)
+            : seqNum(seq_num), PC(inst_PC), predTaken(pred_taken),
+              globalHistory(0), usedRAS(0), wasCall(0), RASIndex(0),
+              RASTarget(0)
+        { }
+
+        InstSeqNum seqNum;
+
+        Addr PC;
+
+        bool predTaken;
+
+        unsigned globalHistory;
+
+        bool usedRAS;
+
+        bool wasCall;
+
+        unsigned RASIndex;
+
+        Addr RASTarget;
+    };
+
+    std::list<PredictorHistory> predHist;
+
+    DefaultBP BP;
+
+    DefaultBTB BTB;
+
+    ReturnAddrStack RAS;
+
+    Stats::Scalar<> lookups;
+    Stats::Scalar<> condPredicted;
+    Stats::Scalar<> condIncorrect;
+    Stats::Scalar<> BTBLookups;
+    Stats::Scalar<> BTBHits;
+    Stats::Scalar<> BTBCorrect;
+    Stats::Scalar<> usedRAS;
+    Stats::Scalar<> RASIncorrect;
+};
+
+#endif // __BPRED_UNIT_HH__
diff --git a/cpu/o3/bpred_unit_impl.hh b/cpu/o3/bpred_unit_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9cb2e04
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,274 @@
+/*
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+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
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+ */
+
+#include "base/trace.hh"
+#include "base/traceflags.hh"
+#include "cpu/o3/bpred_unit.hh"
+
+template<class Impl>
+TwobitBPredUnit<Impl>::TwobitBPredUnit(Params &params)
+  : BP(params.local_predictor_size,
+       params.local_ctr_bits,
+       params.instShiftAmt),
+    BTB(params.BTBEntries,
+        params.BTBTagSize,
+        params.instShiftAmt),
+    RAS(params.RASSize)
+{
+}
+
+template <class Impl>
+void
+TwobitBPredUnit<Impl>::regStats()
+{
+    lookups
+        .name(name() + ".BPredUnit.lookups")
+        .desc("Number of BP lookups")
+        ;
+
+    condPredicted
+        .name(name() + ".BPredUnit.condPredicted")
+        .desc("Number of conditional branches predicted")
+        ;
+
+    condIncorrect
+        .name(name() + ".BPredUnit.condIncorrect")
+        .desc("Number of conditional branches incorrect")
+        ;
+
+    BTBLookups
+        .name(name() + ".BPredUnit.BTBLookups")
+        .desc("Number of BTB lookups")
+        ;
+
+    BTBHits
+        .name(name() + ".BPredUnit.BTBHits")
+        .desc("Number of BTB hits")
+        ;
+
+    BTBCorrect
+        .name(name() + ".BPredUnit.BTBCorrect")
+        .desc("Number of correct BTB predictions (this stat may not "
+              "work properly.")
+        ;
+
+    usedRAS
+        .name(name() + ".BPredUnit.usedRAS")
+        .desc("Number of times the RAS was used.")
+        ;
+
+    RASIncorrect
+        .name(name() + ".BPredUnit.RASInCorrect")
+        .desc("Number of incorrect RAS predictions.")
+        ;
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+TwobitBPredUnit<Impl>::predict(DynInstPtr &inst, Addr &PC)
+{
+    // See if branch predictor predicts taken.
+    // If so, get its target addr either from the BTB or the RAS.
+    // Once that's done, speculatively update the predictor?
+    // Save off record of branch stuff so the RAS can be fixed
+    // up once it's done.
+
+    bool pred_taken = false;
+    Addr target;
+
+    ++lookups;
+
+    if (inst->isUncondCtrl()) {
+        DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Unconditional control.\n");
+        pred_taken = true;
+    } else {
+        ++condPredicted;
+
+        pred_taken = BPLookup(PC);
+
+        DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Branch predictor predicted %i for PC %#x"
+                "\n", pred_taken, inst->readPC());
+    }
+
+    PredictorHistory predict_record(inst->seqNum, PC, pred_taken);
+
+    // Now lookup in the BTB or RAS.
+    if (pred_taken) {
+        if (inst->isReturn()) {
+            ++usedRAS;
+
+            // If it's a function return call, then look up the address
+            // in the RAS.
+            target = RAS.top();
+
+            // Record the top entry of the RAS, and its index.
+            predict_record.usedRAS = true;
+            predict_record.RASIndex = RAS.topIdx();
+            predict_record.RASTarget = target;
+
+            RAS.pop();
+
+            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Instruction %#x is a return, RAS "
+                    "predicted target: %#x, RAS index: %i.\n",
+                    inst->readPC(), target, predict_record.RASIndex);
+        } else {
+            ++BTBLookups;
+
+            if (inst->isCall()) {
+                RAS.push(PC+sizeof(MachInst));
+
+                // Record that it was a call so that the top RAS entry can
+                // be popped off if the speculation is incorrect.
+                predict_record.wasCall = true;
+
+                DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Instruction %#x was a call, "
+                        "adding %#x to the RAS.\n",
+                        inst->readPC(), PC+sizeof(MachInst));
+            }
+
+            if (BTB.valid(PC)) {
+                ++BTBHits;
+
+                //If it's anything else, use the BTB to get the target addr.
+                target = BTB.lookup(PC);
+
+                DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Instruction %#x predicted target "
+                        "is %#x.\n", inst->readPC(), target);
+
+            } else {
+                DPRINTF(Fetch, "BranchPred: BTB doesn't have a valid entry."
+                        "\n");
+                pred_taken = false;
+            }
+
+        }
+    }
+
+    if (pred_taken) {
+        // Set the PC and the instruction's predicted target.
+        PC = target;
+        inst->setPredTarg(target);
+    } else {
+        PC = PC + sizeof(MachInst);
+        inst->setPredTarg(PC);
+    }
+
+    predHist.push_front(predict_record);
+
+    assert(!predHist.empty());
+
+    return pred_taken;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+TwobitBPredUnit<Impl>::update(const InstSeqNum &done_sn)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Commiting branches until sequence number "
+            "%i.\n", done_sn);
+
+    while (!predHist.empty() && predHist.back().seqNum <= done_sn) {
+        assert(!predHist.empty());
+
+        // Update the branch predictor with the correct results of branches.
+        BP.update(predHist.back().PC, predHist.back().predTaken);
+
+        predHist.pop_back();
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+TwobitBPredUnit<Impl>::squash(const InstSeqNum &squashed_sn)
+{
+    while (!predHist.empty() && predHist.front().seqNum > squashed_sn) {
+        if (predHist.front().usedRAS) {
+            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Restoring top of RAS to: %i, "
+                    "target: %#x.\n",
+                    predHist.front().RASIndex,
+                    predHist.front().RASTarget);
+
+            RAS.restore(predHist.front().RASIndex,
+                        predHist.front().RASTarget);
+        } else if (predHist.front().wasCall) {
+            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Removing speculative entry added "
+                    "to the RAS.\n");
+
+            RAS.pop();
+        }
+
+        predHist.pop_front();
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+TwobitBPredUnit<Impl>::squash(const InstSeqNum &squashed_sn,
+                              const Addr &corr_target,
+                              const bool actually_taken)
+{
+    // Now that we know that a branch was mispredicted, we need to undo
+    // all the branches that have been seen up until this branch and
+    // fix up everything.
+
+    ++condIncorrect;
+
+    DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Squashing from sequence number %i, "
+            "setting target to %#x.\n",
+            squashed_sn, corr_target);
+
+    while (!predHist.empty() && predHist.front().seqNum > squashed_sn) {
+
+        if (predHist.front().usedRAS) {
+            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Restoring top of RAS to: %i, "
+                    "target: %#x.\n",
+                    predHist.front().RASIndex,
+                    predHist.front().RASTarget);
+
+            RAS.restore(predHist.front().RASIndex,
+                        predHist.front().RASTarget);
+        } else if (predHist.front().wasCall) {
+            DPRINTF(Fetch, "BranchPred: Removing speculative entry added "
+                    "to the RAS.\n");
+
+            RAS.pop();
+        }
+
+        predHist.pop_front();
+    }
+
+    predHist.front().predTaken = actually_taken;
+
+    if (predHist.front().usedRAS) {
+        ++RASIncorrect;
+    }
+
+    BP.update(predHist.front().PC, actually_taken);
+
+    BTB.update(predHist.front().PC, corr_target);
+}
diff --git a/cpu/o3/btb.cc b/cpu/o3/btb.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c2bca34
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,118 @@
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "base/intmath.hh"
+#include "base/trace.hh"
+#include "cpu/o3/btb.hh"
+
+DefaultBTB::DefaultBTB(unsigned _numEntries,
+                       unsigned _tagBits,
+                       unsigned _instShiftAmt)
+    : numEntries(_numEntries),
+      tagBits(_tagBits),
+      instShiftAmt(_instShiftAmt)
+{
+    // @todo Check to make sure num_entries is valid (a power of 2)
+
+    DPRINTF(Fetch, "BTB: Creating BTB object.\n");
+
+    btb = new BTBEntry[numEntries];
+
+    for (int i = 0; i < numEntries; ++i)
+    {
+        btb[i].valid = false;
+    }
+
+    idxMask = numEntries - 1;
+
+    tagMask = (1 << tagBits) - 1;
+
+    tagShiftAmt = instShiftAmt + FloorLog2(numEntries);
+}
+
+inline
+unsigned
+DefaultBTB::getIndex(const Addr &inst_PC)
+{
+    // Need to shift PC over by the word offset.
+    return (inst_PC >> instShiftAmt) & idxMask;
+}
+
+inline
+Addr
+DefaultBTB::getTag(const Addr &inst_PC)
+{
+    return (inst_PC >> tagShiftAmt) & tagMask;
+}
+
+bool
+DefaultBTB::valid(const Addr &inst_PC)
+{
+    unsigned btb_idx = getIndex(inst_PC);
+
+    Addr inst_tag = getTag(inst_PC);
+
+    assert(btb_idx < numEntries);
+
+    if (btb[btb_idx].valid && inst_tag == btb[btb_idx].tag) {
+        return true;
+    } else {
+        return false;
+    }
+}
+
+// @todo Create some sort of return struct that has both whether or not the
+// address is valid, and also the address.  For now will just use addr = 0 to
+// represent invalid entry.
+Addr
+DefaultBTB::lookup(const Addr &inst_PC)
+{
+    unsigned btb_idx = getIndex(inst_PC);
+
+    Addr inst_tag = getTag(inst_PC);
+
+    assert(btb_idx < numEntries);
+
+    if (btb[btb_idx].valid && inst_tag == btb[btb_idx].tag) {
+        return btb[btb_idx].target;
+    } else {
+        return 0;
+    }
+}
+
+void
+DefaultBTB::update(const Addr &inst_PC, const Addr &target)
+{
+    unsigned btb_idx = getIndex(inst_PC);
+
+    assert(btb_idx < numEntries);
+
+    btb[btb_idx].valid = true;
+    btb[btb_idx].target = target;
+    btb[btb_idx].tag = getTag(inst_PC);
+}
diff --git a/cpu/o3/btb.hh b/cpu/o3/btb.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..66ae931
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,80 @@
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_BTB_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_BTB_HH__
+
+// For Addr type.
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+
+class DefaultBTB
+{
+  private:
+    struct BTBEntry
+    {
+        BTBEntry()
+            : tag(0), target(0), valid(false)
+        {
+        }
+
+        Addr tag;
+        Addr target;
+        bool valid;
+    };
+
+  public:
+    DefaultBTB(unsigned numEntries, unsigned tagBits,
+               unsigned instShiftAmt);
+
+    Addr lookup(const Addr &inst_PC);
+
+    bool valid(const Addr &inst_PC);
+
+    void update(const Addr &inst_PC, const Addr &target_PC);
+
+  private:
+    inline unsigned getIndex(const Addr &inst_PC);
+
+    inline Addr getTag(const Addr &inst_PC);
+
+    BTBEntry *btb;
+
+    unsigned numEntries;
+
+    unsigned idxMask;
+
+    unsigned tagBits;
+
+    unsigned tagMask;
+
+    unsigned instShiftAmt;
+
+    unsigned tagShiftAmt;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_BTB_HH__
diff --git a/cpu/o3/comm.hh b/cpu/o3/comm.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..475ab8d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,163 @@
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_COMM_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_COMM_HH__
+
+#include <vector>
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+#include "sim/host.hh"
+
+// Find better place to put this typedef.
+// The impl might be the best place for this.
+typedef short int PhysRegIndex;
+
+template<class Impl>
+struct SimpleFetchSimpleDecode {
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    int size;
+
+    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
+};
+
+template<class Impl>
+struct SimpleDecodeSimpleRename {
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    int size;
+
+    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
+};
+
+template<class Impl>
+struct SimpleRenameSimpleIEW {
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    int size;
+
+    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
+};
+
+template<class Impl>
+struct SimpleIEWSimpleCommit {
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    int size;
+
+    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
+
+    bool squash;
+    bool branchMispredict;
+    bool branchTaken;
+    uint64_t mispredPC;
+    uint64_t nextPC;
+    InstSeqNum squashedSeqNum;
+};
+
+template<class Impl>
+struct IssueStruct {
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    int size;
+
+    DynInstPtr insts[Impl::MaxWidth];
+};
+
+struct TimeBufStruct {
+    struct decodeComm {
+        bool squash;
+        bool stall;
+        bool predIncorrect;
+        uint64_t branchAddr;
+
+        InstSeqNum doneSeqNum;
+
+        // Might want to package this kind of branch stuff into a single
+        // struct as it is used pretty frequently.
+        bool branchMispredict;
+        bool branchTaken;
+        uint64_t mispredPC;
+        uint64_t nextPC;
+    };
+
+    decodeComm decodeInfo;
+
+    // Rename can't actually tell anything to squash or send a new PC back
+    // because it doesn't do anything along those lines.  But maybe leave
+    // these fields in here to keep the stages mostly orthagonal.
+    struct renameComm {
+        bool squash;
+        bool stall;
+
+        uint64_t nextPC;
+    };
+
+    renameComm renameInfo;
+
+    struct iewComm {
+        bool stall;
+
+        // Also eventually include skid buffer space.
+        unsigned freeIQEntries;
+    };
+
+    iewComm iewInfo;
+
+    struct commitComm {
+        bool squash;
+        bool stall;
+        unsigned freeROBEntries;
+
+        bool branchMispredict;
+        bool branchTaken;
+        uint64_t mispredPC;
+        uint64_t nextPC;
+
+        bool robSquashing;
+
+        // Represents the instruction that has either been retired or
+        // squashed.  Similar to having a single bus that broadcasts the
+        // retired or squashed sequence number.
+        InstSeqNum doneSeqNum;
+
+        // Extra bit of information so that the LDSTQ only updates when it
+        // needs to.
+        bool commitIsLoad;
+
+        // Communication specifically to the IQ to tell the IQ that it can
+        // schedule a non-speculative instruction.
+        InstSeqNum nonSpecSeqNum;
+    };
+
+    commitComm commitInfo;
+};
+
+#endif //__CPU_BETA_CPU_COMM_HH__
diff --git a/cpu/o3/commit.cc b/cpu/o3/commit.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..cf33d7f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,33 @@
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+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/commit_impl.hh"
+
+template class SimpleCommit<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/commit.hh b/cpu/o3/commit.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..60afe1f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,181 @@
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+ * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+ * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
+ * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+// Todo: Maybe have a special method for handling interrupts/traps.
+//
+// Traps:  Have IEW send a signal to commit saying that there's a trap to
+// be handled.  Have commit send the PC back to the fetch stage, along
+// with the current commit PC.  Fetch will directly access the IPR and save
+// off all the proper stuff.  Commit can send out a squash, or something
+// close to it.
+// Do the same for hwrei().  However, requires that commit be specifically
+// built to support that kind of stuff.  Probably not horrible to have
+// commit support having the CPU tell it to squash the other stages and
+// restart at a given address.  The IPR register does become an issue.
+// Probably not a big deal if the IPR stuff isn't cycle accurate.  Can just
+// have the original function handle writing to the IPR register.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_COMMIT_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_COMMIT_HH__
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "mem/memory_interface.hh"
+
+template<class Impl>
+class SimpleCommit
+{
+  public:
+    // Typedefs from the Impl.
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
+
+    typedef typename CPUPol::ROB ROB;
+
+    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
+    typedef typename CPUPol::IEWStruct IEWStruct;
+    typedef typename CPUPol::RenameStruct RenameStruct;
+
+  public:
+    // I don't believe commit can block, so it will only have two
+    // statuses for now.
+    // Actually if there's a cache access that needs to block (ie
+    // uncachable load or just a mem access in commit) then the stage
+    // may have to wait.
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        ROBSquashing,
+        DcacheMissStall,
+        DcacheMissComplete
+    };
+
+  private:
+    Status _status;
+
+  public:
+    SimpleCommit(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
+
+    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
+
+    void setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr);
+
+    void setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr);
+
+    void setROB(ROB *rob_ptr);
+
+    void tick();
+
+    void commit();
+
+  private:
+
+    void commitInsts();
+
+    bool commitHead(DynInstPtr &head_inst, unsigned inst_num);
+
+    void getInsts();
+
+    void markCompletedInsts();
+
+  public:
+    uint64_t readCommitPC();
+
+    void setSquashing() { _status = ROBSquashing; }
+
+  private:
+    /** Time buffer interface. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
+
+    /** Wire to write information heading to previous stages. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toIEW;
+
+    /** Wire to read information from IEW (for ROB). */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire robInfoFromIEW;
+
+    /** IEW instruction queue interface. */
+    TimeBuffer<IEWStruct> *iewQueue;
+
+    /** Wire to read information from IEW queue. */
+    typename TimeBuffer<IEWStruct>::wire fromIEW;
+
+    /** Rename instruction queue interface, for ROB. */
+    TimeBuffer<RenameStruct> *renameQueue;
+
+    /** Wire to read information from rename queue. */
+    typename TimeBuffer<RenameStruct>::wire fromRename;
+
+    /** ROB interface. */
+    ROB *rob;
+
+    /** Pointer to FullCPU. */
+    FullCPU *cpu;
+
+    /** Memory interface.  Used for d-cache accesses. */
+    MemInterface *dcacheInterface;
+
+  private:
+    /** IEW to Commit delay, in ticks. */
+    unsigned iewToCommitDelay;
+
+    /** Rename to ROB delay, in ticks. */
+    unsigned renameToROBDelay;
+
+    /** Rename width, in instructions.  Used so ROB knows how many
+     *  instructions to get from the rename instruction queue.
+     */
+    unsigned renameWidth;
+
+    /** IEW width, in instructions.  Used so ROB knows how many
+     *  instructions to get from the IEW instruction queue.
+     */
+    unsigned iewWidth;
+
+    /** Commit width, in instructions. */
+    unsigned commitWidth;
+
+    Stats::Scalar<> commitCommittedInsts;
+    Stats::Scalar<> commitSquashedInsts;
+    Stats::Scalar<> commitSquashEvents;
+    Stats::Scalar<> commitNonSpecStalls;
+    Stats::Scalar<> commitCommittedBranches;
+    Stats::Scalar<> commitCommittedLoads;
+    Stats::Scalar<> commitCommittedMemRefs;
+    Stats::Scalar<> branchMispredicts;
+
+    Stats::Distribution<> n_committed_dist;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_COMMIT_HH__
diff --git a/cpu/o3/commit_impl.hh b/cpu/o3/commit_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ac3d831
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,502 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
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+ * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
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+ * contributors may be used to endorse or promote products derived from
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+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "cpu/o3/commit.hh"
+#include "cpu/exetrace.hh"
+
+template <class Impl>
+SimpleCommit<Impl>::SimpleCommit(Params &params)
+    : dcacheInterface(params.dcacheInterface),
+      iewToCommitDelay(params.iewToCommitDelay),
+      renameToROBDelay(params.renameToROBDelay),
+      renameWidth(params.renameWidth),
+      iewWidth(params.executeWidth),
+      commitWidth(params.commitWidth)
+{
+    _status = Idle;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::regStats()
+{
+    commitCommittedInsts
+        .name(name() + ".commitCommittedInsts")
+        .desc("The number of committed instructions")
+        .prereq(commitCommittedInsts);
+    commitSquashedInsts
+        .name(name() + ".commitSquashedInsts")
+        .desc("The number of squashed insts skipped by commit")
+        .prereq(commitSquashedInsts);
+    commitSquashEvents
+        .name(name() + ".commitSquashEvents")
+        .desc("The number of times commit is told to squash")
+        .prereq(commitSquashEvents);
+    commitNonSpecStalls
+        .name(name() + ".commitNonSpecStalls")
+        .desc("The number of times commit has been forced to stall to "
+              "communicate backwards")
+        .prereq(commitNonSpecStalls);
+    commitCommittedBranches
+        .name(name() + ".commitCommittedBranches")
+        .desc("The number of committed branches")
+        .prereq(commitCommittedBranches);
+    commitCommittedLoads
+        .name(name() + ".commitCommittedLoads")
+        .desc("The number of committed loads")
+        .prereq(commitCommittedLoads);
+    commitCommittedMemRefs
+        .name(name() + ".commitCommittedMemRefs")
+        .desc("The number of committed memory references")
+        .prereq(commitCommittedMemRefs);
+    branchMispredicts
+        .name(name() + ".branchMispredicts")
+        .desc("The number of times a branch was mispredicted")
+        .prereq(branchMispredicts);
+    n_committed_dist
+        .init(0,commitWidth,1)
+        .name(name() + ".COM:committed_per_cycle")
+        .desc("Number of insts commited each cycle")
+        .flags(Stats::pdf)
+        ;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting CPU pointer.\n");
+    cpu = cpu_ptr;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
+{
+    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting time buffer pointer.\n");
+    timeBuffer = tb_ptr;
+
+    // Setup wire to send information back to IEW.
+    toIEW = timeBuffer->getWire(0);
+
+    // Setup wire to read data from IEW (for the ROB).
+    robInfoFromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToCommitDelay);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting rename queue pointer.\n");
+    renameQueue = rq_ptr;
+
+    // Setup wire to get instructions from rename (for the ROB).
+    fromRename = renameQueue->getWire(-renameToROBDelay);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting IEW queue pointer.\n");
+    iewQueue = iq_ptr;
+
+    // Setup wire to get instructions from IEW.
+    fromIEW = iewQueue->getWire(-iewToCommitDelay);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::setROB(ROB *rob_ptr)
+{
+    DPRINTF(Commit, "Commit: Setting ROB pointer.\n");
+    rob = rob_ptr;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::tick()
+{
+    // If the ROB is currently in its squash sequence, then continue
+    // to squash.  In this case, commit does not do anything.  Otherwise
+    // run commit.
+    if (_status == ROBSquashing) {
+        if (rob->isDoneSquashing()) {
+            _status = Running;
+        } else {
+            rob->doSquash();
+
+            // Send back sequence number of tail of ROB, so other stages
+            // can squash younger instructions.  Note that really the only
+            // stage that this is important for is the IEW stage; other
+            // stages can just clear all their state as long as selective
+            // replay isn't used.
+            toIEW->commitInfo.doneSeqNum = rob->readTailSeqNum();
+            toIEW->commitInfo.robSquashing = true;
+        }
+    } else {
+        commit();
+    }
+
+    markCompletedInsts();
+
+    // Writeback number of free ROB entries here.
+    DPRINTF(Commit, "Commit: ROB has %d free entries.\n",
+            rob->numFreeEntries());
+    toIEW->commitInfo.freeROBEntries = rob->numFreeEntries();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::commit()
+{
+    //////////////////////////////////////
+    // Check for interrupts
+    //////////////////////////////////////
+
+    // Process interrupts if interrupts are enabled and not in PAL mode.
+    // Take the PC from commit and write it to the IPR, then squash.  The
+    // interrupt completing will take care of restoring the PC from that value
+    // in the IPR.  Look at IPR[EXC_ADDR];
+    // hwrei() is what resets the PC to the place where instruction execution
+    // beings again.
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    if (//checkInterrupts &&
+        cpu->check_interrupts() &&
+        !cpu->inPalMode(readCommitPC())) {
+        // Will need to squash all instructions currently in flight and have
+        // the interrupt handler restart at the last non-committed inst.
+        // Most of that can be handled through the trap() function.  The
+        // processInterrupts() function really just checks for interrupts
+        // and then calls trap() if there is an interrupt present.
+
+        // CPU will handle implementation of the interrupt.
+        cpu->processInterrupts();
+    }
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    ////////////////////////////////////
+    // Check for squash signal, handle that first
+    ////////////////////////////////////
+
+    // Want to mainly check if the IEW stage is telling the ROB to squash.
+    // Should I also check if the commit stage is telling the ROB to squah?
+    // This might be necessary to keep the same timing between the IQ and
+    // the ROB...
+    if (fromIEW->squash) {
+        DPRINTF(Commit, "Commit: Squashing instructions in the ROB.\n");
+
+        _status = ROBSquashing;
+
+        InstSeqNum squashed_inst = fromIEW->squashedSeqNum;
+
+        rob->squash(squashed_inst);
+
+        // Send back the sequence number of the squashed instruction.
+        toIEW->commitInfo.doneSeqNum = squashed_inst;
+
+        // Send back the squash signal to tell stages that they should squash.
+        toIEW->commitInfo.squash = true;
+
+        // Send back the rob squashing signal so other stages know that the
+        // ROB is in the process of squashing.
+        toIEW->commitInfo.robSquashing = true;
+
+        toIEW->commitInfo.branchMispredict = fromIEW->branchMispredict;
+
+        toIEW->commitInfo.branchTaken = fromIEW->branchTaken;
+
+        toIEW->commitInfo.nextPC = fromIEW->nextPC;
+
+        toIEW->commitInfo.mispredPC = fromIEW->mispredPC;
+
+        if (toIEW->commitInfo.branchMispredict) {
+            ++branchMispredicts;
+        }
+    }
+
+    if (_status != ROBSquashing) {
+        // If we're not currently squashing, then get instructions.
+        getInsts();
+
+        // Try to commit any instructions.
+        commitInsts();
+    }
+
+    // If the ROB is empty, we can set this stage to idle.  Use this
+    // in the future when the Idle status will actually be utilized.
+#if 0
+    if (rob->isEmpty()) {
+        DPRINTF(Commit, "Commit: ROB is empty.  Status changed to idle.\n");
+        _status = Idle;
+        // Schedule an event so that commit will actually wake up
+        // once something gets put in the ROB.
+    }
+#endif
+}
+
+// Loop that goes through as many instructions in the ROB as possible and
+// tries to commit them.  The actual work for committing is done by the
+// commitHead() function.
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::commitInsts()
+{
+    ////////////////////////////////////
+    // Handle commit
+    // Note that commit will be handled prior to the ROB so that the ROB
+    // only tries to commit instructions it has in this current cycle, and
+    // not instructions it is writing in during this cycle.
+    // Can't commit and squash things at the same time...
+    ////////////////////////////////////
+
+    if (rob->isEmpty())
+        return;
+
+    DynInstPtr head_inst = rob->readHeadInst();
+
+    unsigned num_committed = 0;
+
+    // Commit as many instructions as possible until the commit bandwidth
+    // limit is reached, or it becomes impossible to commit any more.
+    while (!rob->isEmpty() &&
+           head_inst->readyToCommit() &&
+           num_committed < commitWidth)
+    {
+        DPRINTF(Commit, "Commit: Trying to commit head instruction.\n");
+
+        // If the head instruction is squashed, it is ready to retire at any
+        // time.  However, we need to avoid updating any other state
+        // incorrectly if it's already been squashed.
+        if (head_inst->isSquashed()) {
+
+            DPRINTF(Commit, "Commit: Retiring squashed instruction from "
+                    "ROB.\n");
+
+            // Tell ROB to retire head instruction.  This retires the head
+            // inst in the ROB without affecting any other stages.
+            rob->retireHead();
+
+            ++commitSquashedInsts;
+
+        } else {
+            // Increment the total number of non-speculative instructions
+            // executed.
+            // Hack for now: it really shouldn't happen until after the
+            // commit is deemed to be successful, but this count is needed
+            // for syscalls.
+            cpu->funcExeInst++;
+
+            // Try to commit the head instruction.
+            bool commit_success = commitHead(head_inst, num_committed);
+
+            // Update what instruction we are looking at if the commit worked.
+            if (commit_success) {
+                ++num_committed;
+
+                // Send back which instruction has been committed.
+                // @todo: Update this later when a wider pipeline is used.
+                // Hmm, can't really give a pointer here...perhaps the
+                // sequence number instead (copy).
+                toIEW->commitInfo.doneSeqNum = head_inst->seqNum;
+
+                ++commitCommittedInsts;
+
+                if (!head_inst->isNop()) {
+                    cpu->instDone();
+                }
+            } else {
+                break;
+            }
+        }
+
+        // Update the pointer to read the next instruction in the ROB.
+        head_inst = rob->readHeadInst();
+    }
+
+    DPRINTF(CommitRate, "%i\n", num_committed);
+    n_committed_dist.sample(num_committed);
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+SimpleCommit<Impl>::commitHead(DynInstPtr &head_inst, unsigned inst_num)
+{
+    // Make sure instruction is valid
+    assert(head_inst);
+
+    // If the instruction is not executed yet, then it is a non-speculative
+    // or store inst.  Signal backwards that it should be executed.
+    if (!head_inst->isExecuted()) {
+        // Keep this number correct.  We have not yet actually executed
+        // and committed this instruction.
+        cpu->funcExeInst--;
+
+        if (head_inst->isNonSpeculative()) {
+            DPRINTF(Commit, "Commit: Encountered a store or non-speculative "
+                    "instruction at the head of the ROB, PC %#x.\n",
+                    head_inst->readPC());
+
+            toIEW->commitInfo.nonSpecSeqNum = head_inst->seqNum;
+
+            // Change the instruction so it won't try to commit again until
+            // it is executed.
+            head_inst->clearCanCommit();
+
+            ++commitNonSpecStalls;
+
+            return false;
+        } else {
+            panic("Commit: Trying to commit un-executed instruction "
+                  "of unknown type!\n");
+        }
+    }
+
+    // Now check if it's one of the special trap or barrier or
+    // serializing instructions.
+    if (head_inst->isThreadSync()  ||
+        head_inst->isSerializing() ||
+        head_inst->isMemBarrier()  ||
+        head_inst->isWriteBarrier() )
+    {
+        // Not handled for now.  Mem barriers and write barriers are safe
+        // to simply let commit as memory accesses only happen once they
+        // reach the head of commit.  Not sure about the other two.
+        panic("Serializing or barrier instructions"
+              " are not handled yet.\n");
+    }
+
+    // Check if the instruction caused a fault.  If so, trap.
+    Fault inst_fault = head_inst->getFault();
+
+    if (inst_fault != No_Fault && inst_fault != Fake_Mem_Fault) {
+        if (!head_inst->isNop()) {
+#ifdef FULL_SYSTEM
+            cpu->trap(inst_fault);
+#else // !FULL_SYSTEM
+            panic("fault (%d) detected @ PC %08p", inst_fault,
+                  head_inst->PC);
+#endif // FULL_SYSTEM
+        }
+    }
+
+    // Check if we're really ready to commit.  If not then return false.
+    // I'm pretty sure all instructions should be able to commit if they've
+    // reached this far.  For now leave this in as a check.
+    if (!rob->isHeadReady()) {
+        panic("Commit: Unable to commit head instruction!\n");
+        return false;
+    }
+
+    // If it's a branch, then send back branch prediction update info
+    // to the fetch stage.
+    // This should be handled in the iew stage if a mispredict happens...
+
+    if (head_inst->isControl()) {
+
+#if 0
+        toIEW->nextPC = head_inst->readPC();
+        //Maybe switch over to BTB incorrect.
+        toIEW->btbMissed = head_inst->btbMiss();
+        toIEW->target = head_inst->nextPC;
+        //Maybe also include global history information.
+        //This simple version will have no branch prediction however.
+#endif
+
+        ++commitCommittedBranches;
+    }
+
+    // Now that the instruction is going to be committed, finalize its
+    // trace data.
+    if (head_inst->traceData) {
+        head_inst->traceData->finalize();
+    }
+
+    //Finally clear the head ROB entry.
+    rob->retireHead();
+
+    // Return true to indicate that we have committed an instruction.
+    return true;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::getInsts()
+{
+    //////////////////////////////////////
+    // Handle ROB functions
+    //////////////////////////////////////
+
+    // Read any issued instructions and place them into the ROB.  Do this
+    // prior to squashing to avoid having instructions in the ROB that
+    // don't get squashed properly.
+    int insts_to_process = min((int)renameWidth, fromRename->size);
+
+    for (int inst_num = 0;
+         inst_num < insts_to_process;
+         ++inst_num)
+    {
+        if (!fromRename->insts[inst_num]->isSquashed()) {
+            DPRINTF(Commit, "Commit: Inserting PC %#x into ROB.\n",
+                    fromRename->insts[inst_num]->readPC());
+            rob->insertInst(fromRename->insts[inst_num]);
+        } else {
+            DPRINTF(Commit, "Commit: Instruction %i PC %#x was "
+                    "squashed, skipping.\n",
+                    fromRename->insts[inst_num]->seqNum,
+                    fromRename->insts[inst_num]->readPC());
+        }
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleCommit<Impl>::markCompletedInsts()
+{
+    // Grab completed insts out of the IEW instruction queue, and mark
+    // instructions completed within the ROB.
+    for (int inst_num = 0;
+         inst_num < fromIEW->size && fromIEW->insts[inst_num];
+         ++inst_num)
+    {
+        DPRINTF(Commit, "Commit: Marking PC %#x, SN %i ready within ROB.\n",
+                fromIEW->insts[inst_num]->readPC(),
+                fromIEW->insts[inst_num]->seqNum);
+
+        // Mark the instruction as ready to commit.
+        fromIEW->insts[inst_num]->setCanCommit();
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+SimpleCommit<Impl>::readCommitPC()
+{
+    return rob->readHeadPC();
+}
diff --git a/cpu/o3/cpu.cc b/cpu/o3/cpu.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a91c366
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,555 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
+ * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
+ * documentation and/or other materials provided with the distribution;
+ * neither the name of the copyright holders nor the names of its
+ * contributors may be used to endorse or promote products derived from
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+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+ * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
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+ * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
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+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#include "sim/system.hh"
+#else
+#include "sim/process.hh"
+#endif
+#include "sim/root.hh"
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/cpu.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+
+using namespace std;
+
+BaseFullCPU::BaseFullCPU(Params &params)
+    : BaseCPU(&params), cpu_id(0)
+{
+}
+
+template <class Impl>
+FullBetaCPU<Impl>::TickEvent::TickEvent(FullBetaCPU<Impl> *c)
+    : Event(&mainEventQueue, CPU_Tick_Pri), cpu(c)
+{
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::TickEvent::process()
+{
+    cpu->tick();
+}
+
+template <class Impl>
+const char *
+FullBetaCPU<Impl>::TickEvent::description()
+{
+    return "FullBetaCPU tick event";
+}
+
+//Call constructor to all the pipeline stages here
+template <class Impl>
+FullBetaCPU<Impl>::FullBetaCPU(Params &params)
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    : BaseFullCPU(params),
+#else
+    : BaseFullCPU(params),
+#endif // FULL_SYSTEM
+      tickEvent(this),
+      fetch(params),
+      decode(params),
+      rename(params),
+      iew(params),
+      commit(params),
+
+      regFile(params.numPhysIntRegs, params.numPhysFloatRegs),
+
+      freeList(Impl::ISA::NumIntRegs, params.numPhysIntRegs,
+               Impl::ISA::NumFloatRegs, params.numPhysFloatRegs),
+
+      renameMap(Impl::ISA::NumIntRegs, params.numPhysIntRegs,
+                Impl::ISA::NumFloatRegs, params.numPhysFloatRegs,
+                Impl::ISA::NumMiscRegs,
+                Impl::ISA::ZeroReg,
+                Impl::ISA::ZeroReg + Impl::ISA::NumIntRegs),
+
+      rob(params.numROBEntries, params.squashWidth),
+
+      // What to pass to these time buffers?
+      // For now just have these time buffers be pretty big.
+      timeBuffer(5, 5),
+      fetchQueue(5, 5),
+      decodeQueue(5, 5),
+      renameQueue(5, 5),
+      iewQueue(5, 5),
+
+      xc(NULL),
+
+      globalSeqNum(1),
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+      system(params.system),
+      memCtrl(system->memctrl),
+      physmem(system->physmem),
+      itb(params.itb),
+      dtb(params.dtb),
+      mem(params.mem),
+#else
+      // Hardcoded for a single thread!!
+      mem(params.workload[0]->getMemory()),
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+      icacheInterface(params.icacheInterface),
+      dcacheInterface(params.dcacheInterface),
+      deferRegistration(params.defReg),
+      numInsts(0),
+      funcExeInst(0)
+{
+    _status = Idle;
+
+#ifndef FULL_SYSTEM
+    thread.resize(this->number_of_threads);
+#endif
+
+    for (int i = 0; i < this->number_of_threads; ++i) {
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        assert(i == 0);
+        system->execContexts[i] =
+            new ExecContext(this, i, system, itb, dtb, mem);
+
+        // initialize CPU, including PC
+        TheISA::initCPU(&system->execContexts[i]->regs);
+        execContexts.push_back(system->execContexts[i]);
+#else
+        if (i < params.workload.size()) {
+            DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Workload[%i]'s starting PC is %#x, "
+                    "process is %#x",
+                    i, params.workload[i]->prog_entry, thread[i]);
+            thread[i] = new ExecContext(this, i, params.workload[i], i);
+        }
+        assert(params.workload[i]->getMemory() != NULL);
+        assert(mem != NULL);
+        execContexts.push_back(thread[i]);
+#endif // !FULL_SYSTEM
+    }
+
+    // Note that this is a hack so that my code which still uses xc-> will
+    // still work.  I should remove this eventually
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    xc = system->execContexts[0];
+#else
+    xc = thread[0];
+#endif
+
+    // The stages also need their CPU pointer setup.  However this must be
+    // done at the upper level CPU because they have pointers to the upper
+    // level CPU, and not this FullBetaCPU.
+
+    // Give each of the stages the time buffer they will use.
+    fetch.setTimeBuffer(&timeBuffer);
+    decode.setTimeBuffer(&timeBuffer);
+    rename.setTimeBuffer(&timeBuffer);
+    iew.setTimeBuffer(&timeBuffer);
+    commit.setTimeBuffer(&timeBuffer);
+
+    // Also setup each of the stages' queues.
+    fetch.setFetchQueue(&fetchQueue);
+    decode.setFetchQueue(&fetchQueue);
+    decode.setDecodeQueue(&decodeQueue);
+    rename.setDecodeQueue(&decodeQueue);
+    rename.setRenameQueue(&renameQueue);
+    iew.setRenameQueue(&renameQueue);
+    iew.setIEWQueue(&iewQueue);
+    commit.setIEWQueue(&iewQueue);
+    commit.setRenameQueue(&renameQueue);
+
+    // Setup the rename map for whichever stages need it.
+    rename.setRenameMap(&renameMap);
+    iew.setRenameMap(&renameMap);
+
+    // Setup the free list for whichever stages need it.
+    rename.setFreeList(&freeList);
+    renameMap.setFreeList(&freeList);
+
+    // Setup the ROB for whichever stages need it.
+    commit.setROB(&rob);
+}
+
+template <class Impl>
+FullBetaCPU<Impl>::~FullBetaCPU()
+{
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::fullCPURegStats()
+{
+    // Register any of the FullCPU's stats here.
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::tick()
+{
+    DPRINTF(FullCPU, "\n\nFullCPU: Ticking main, FullBetaCPU.\n");
+
+    //Tick each of the stages if they're actually running.
+    //Will want to figure out a way to unschedule itself if they're all
+    //going to be idle for a long time.
+    fetch.tick();
+
+    decode.tick();
+
+    rename.tick();
+
+    iew.tick();
+
+    commit.tick();
+
+    // Now advance the time buffers, unless the stage is stalled.
+    timeBuffer.advance();
+
+    fetchQueue.advance();
+    decodeQueue.advance();
+    renameQueue.advance();
+    iewQueue.advance();
+
+    if (_status == Running && !tickEvent.scheduled())
+        tickEvent.schedule(curTick + 1);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::init()
+{
+    if(!deferRegistration)
+    {
+        this->registerExecContexts();
+
+        // Need to do a copy of the xc->regs into the CPU's regfile so
+        // that it can start properly.
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        ExecContext *src_xc = system->execContexts[0];
+#else
+        ExecContext *src_xc = thread[0];
+#endif
+        // First loop through the integer registers.
+        for (int i = 0; i < Impl::ISA::NumIntRegs; ++i)
+        {
+            regFile.intRegFile[i] = src_xc->regs.intRegFile[i];
+        }
+
+        // Then loop through the floating point registers.
+        for (int i = 0; i < Impl::ISA::NumFloatRegs; ++i)
+        {
+            regFile.floatRegFile[i].d = src_xc->regs.floatRegFile.d[i];
+            regFile.floatRegFile[i].q = src_xc->regs.floatRegFile.q[i];
+        }
+
+        // Then loop through the misc registers.
+        regFile.miscRegs.fpcr = src_xc->regs.miscRegs.fpcr;
+        regFile.miscRegs.uniq = src_xc->regs.miscRegs.uniq;
+        regFile.miscRegs.lock_flag = src_xc->regs.miscRegs.lock_flag;
+        regFile.miscRegs.lock_addr = src_xc->regs.miscRegs.lock_addr;
+
+        // Then finally set the PC and the next PC.
+        regFile.pc = src_xc->regs.pc;
+        regFile.npc = src_xc->regs.npc;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::activateContext(int thread_num, int delay)
+{
+    // Needs to set each stage to running as well.
+
+    scheduleTickEvent(delay);
+
+    _status = Running;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::suspendContext(int thread_num)
+{
+    panic("suspendContext unimplemented!");
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::deallocateContext(int thread_num)
+{
+    panic("deallocateContext unimplemented!");
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::haltContext(int thread_num)
+{
+    panic("haltContext unimplemented!");
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::switchOut()
+{
+    panic("FullBetaCPU does not have a switch out function.\n");
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU)
+{
+    BaseCPU::takeOverFrom(oldCPU);
+
+    assert(!tickEvent.scheduled());
+
+    // Set all status's to active, schedule the
+    // CPU's tick event.
+    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
+        ExecContext *xc = execContexts[i];
+        if (xc->status() == ExecContext::Active && _status != Running) {
+            _status = Running;
+            tickEvent.schedule(curTick);
+        }
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+InstSeqNum
+FullBetaCPU<Impl>::getAndIncrementInstSeq()
+{
+    // Hopefully this works right.
+    return globalSeqNum++;
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+FullBetaCPU<Impl>::readIntReg(int reg_idx)
+{
+    return regFile.readIntReg(reg_idx);
+}
+
+template <class Impl>
+float
+FullBetaCPU<Impl>::readFloatRegSingle(int reg_idx)
+{
+    return regFile.readFloatRegSingle(reg_idx);
+}
+
+template <class Impl>
+double
+FullBetaCPU<Impl>::readFloatRegDouble(int reg_idx)
+{
+    return regFile.readFloatRegDouble(reg_idx);
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+FullBetaCPU<Impl>::readFloatRegInt(int reg_idx)
+{
+    return regFile.readFloatRegInt(reg_idx);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::setIntReg(int reg_idx, uint64_t val)
+{
+    regFile.setIntReg(reg_idx, val);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::setFloatRegSingle(int reg_idx, float val)
+{
+    regFile.setFloatRegSingle(reg_idx, val);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::setFloatRegDouble(int reg_idx, double val)
+{
+    regFile.setFloatRegDouble(reg_idx, val);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::setFloatRegInt(int reg_idx, uint64_t val)
+{
+    regFile.setFloatRegInt(reg_idx, val);
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+FullBetaCPU<Impl>::readPC()
+{
+    return regFile.readPC();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::setNextPC(uint64_t val)
+{
+    regFile.setNextPC(val);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::setPC(Addr new_PC)
+{
+    regFile.setPC(new_PC);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::addInst(DynInstPtr &inst)
+{
+    instList.push_back(inst);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::instDone()
+{
+    // Keep an instruction count.
+    numInsts++;
+
+    // Check for instruction-count-based events.
+    comInstEventQueue[0]->serviceEvents(numInsts);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::removeBackInst(DynInstPtr &inst)
+{
+    DynInstPtr inst_to_delete;
+
+    // Walk through the instruction list, removing any instructions
+    // that were inserted after the given instruction, inst.
+    while (instList.back() != inst)
+    {
+        assert(!instList.empty());
+
+        // Obtain the pointer to the instruction.
+        inst_to_delete = instList.back();
+
+        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Removing instruction %i, PC %#x\n",
+                inst_to_delete->seqNum, inst_to_delete->readPC());
+
+        // Remove the instruction from the list.
+        instList.pop_back();
+
+        // Mark it as squashed.
+        inst_to_delete->setSquashed();
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::removeFrontInst(DynInstPtr &inst)
+{
+    DynInstPtr inst_to_remove;
+
+    // The front instruction should be the same one being asked to be removed.
+    assert(instList.front() == inst);
+
+    // Remove the front instruction.
+    inst_to_remove = inst;
+    instList.pop_front();
+
+    DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Removing committed instruction %#x, PC %#x\n",
+            inst_to_remove, inst_to_remove->readPC());
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::removeInstsNotInROB()
+{
+    DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Deleting instructions from instruction "
+            "list.\n");
+
+    DynInstPtr rob_tail = rob.readTailInst();
+
+    removeBackInst(rob_tail);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::removeInstsUntil(const InstSeqNum &seq_num)
+{
+    DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Deleting instructions from instruction "
+            "list.\n");
+
+    DynInstPtr inst_to_delete;
+
+    while (instList.back()->seqNum > seq_num) {
+        assert(!instList.empty());
+
+        // Obtain the pointer to the instruction.
+        inst_to_delete = instList.back();
+
+        DPRINTF(FullCPU, "FullCPU: Removing instruction %i, PC %#x\n",
+                inst_to_delete->seqNum, inst_to_delete->readPC());
+
+        // Remove the instruction from the list.
+        instList.back() = NULL;
+        instList.pop_back();
+
+        // Mark it as squashed.
+        inst_to_delete->setSquashed();
+    }
+
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::removeAllInsts()
+{
+    instList.clear();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::dumpInsts()
+{
+    int num = 0;
+    typename list<DynInstPtr>::iterator inst_list_it = instList.begin();
+
+    while (inst_list_it != instList.end())
+    {
+        cprintf("Instruction:%i\nPC:%#x\nSN:%lli\nIssued:%i\nSquashed:%i\n\n",
+                num, (*inst_list_it)->readPC(), (*inst_list_it)->seqNum,
+                (*inst_list_it)->isIssued(), (*inst_list_it)->isSquashed());
+        inst_list_it++;
+        ++num;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+FullBetaCPU<Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &inst)
+{
+    iew.wakeDependents(inst);
+}
+
+// Forward declaration of FullBetaCPU.
+template class FullBetaCPU<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/cpu.hh b/cpu/o3/cpu.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..df86308
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,363 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * 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.
+ */
+
+//Todo: Add in a lot of the functions that are ISA specific.  Also define
+//the functions that currently exist within the base cpu class.  Define
+//everything for the simobject stuff so it can be serialized and
+//instantiated, add in debugging statements everywhere.  Have CPU schedule
+//itself properly.  Threads!
+// Avoid running stages and advancing queues if idle/stalled.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_FULL_CPU_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_FULL_CPU_HH__
+
+#include <iostream>
+#include <list>
+#include <vector>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/o3/comm.hh"
+#include "cpu/o3/cpu_policy.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+#include "sim/process.hh"
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#include "arch/alpha/ev5.hh"
+using namespace EV5;
+#endif
+
+class FunctionalMemory;
+class Process;
+
+class BaseFullCPU : public BaseCPU
+{
+    //Stuff that's pretty ISA independent will go here.
+  public:
+    typedef BaseCPU::Params Params;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    BaseFullCPU(Params &params);
+#else
+    BaseFullCPU(Params &params);
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+  protected:
+    int cpu_id;
+};
+
+template <class Impl>
+class FullBetaCPU : public BaseFullCPU
+{
+  public:
+    //Put typedefs from the Impl here.
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::CPUPol CPUPolicy;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+  public:
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        Halted,
+        Blocked // ?
+    };
+
+    Status _status;
+
+  private:
+    class TickEvent : public Event
+    {
+      private:
+        FullBetaCPU<Impl> *cpu;
+
+      public:
+        TickEvent(FullBetaCPU<Impl> *c);
+        void process();
+        const char *description();
+    };
+
+    TickEvent tickEvent;
+
+    /// Schedule tick event, regardless of its current state.
+    void scheduleTickEvent(int delay)
+    {
+        if (tickEvent.squashed())
+            tickEvent.reschedule(curTick + delay);
+        else if (!tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.schedule(curTick + delay);
+    }
+
+    /// Unschedule tick event, regardless of its current state.
+    void unscheduleTickEvent()
+    {
+        if (tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.squash();
+    }
+
+  public:
+    FullBetaCPU(Params &params);
+    ~FullBetaCPU();
+
+    void fullCPURegStats();
+
+    void tick();
+
+    void init();
+
+    void activateContext(int thread_num, int delay);
+    void suspendContext(int thread_num);
+    void deallocateContext(int thread_num);
+    void haltContext(int thread_num);
+
+    void switchOut();
+    void takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU);
+
+    /** Get the current instruction sequence number, and increment it. */
+    InstSeqNum getAndIncrementInstSeq();
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    /** Check if this address is a valid instruction address. */
+    bool validInstAddr(Addr addr) { return true; }
+
+    /** Check if this address is a valid data address. */
+    bool validDataAddr(Addr addr) { return true; }
+
+    /** Get instruction asid. */
+    int getInstAsid()
+    { return ITB_ASN_ASN(regFile.getIpr()[ISA::IPR_ITB_ASN]); }
+
+    /** Get data asid. */
+    int getDataAsid()
+    { return DTB_ASN_ASN(regFile.getIpr()[ISA::IPR_DTB_ASN]); }
+#else
+    bool validInstAddr(Addr addr)
+    { return thread[0]->validInstAddr(addr); }
+
+    bool validDataAddr(Addr addr)
+    { return thread[0]->validDataAddr(addr); }
+
+    int getInstAsid() { return thread[0]->asid; }
+    int getDataAsid() { return thread[0]->asid; }
+
+#endif
+
+    //
+    // New accessors for new decoder.
+    //
+    uint64_t readIntReg(int reg_idx);
+
+    float readFloatRegSingle(int reg_idx);
+
+    double readFloatRegDouble(int reg_idx);
+
+    uint64_t readFloatRegInt(int reg_idx);
+
+    void setIntReg(int reg_idx, uint64_t val);
+
+    void setFloatRegSingle(int reg_idx, float val);
+
+    void setFloatRegDouble(int reg_idx, double val);
+
+    void setFloatRegInt(int reg_idx, uint64_t val);
+
+    uint64_t readPC();
+
+    void setNextPC(uint64_t val);
+
+    void setPC(Addr new_PC);
+
+    /** Function to add instruction onto the head of the list of the
+     *  instructions.  Used when new instructions are fetched.
+     */
+    void addInst(DynInstPtr &inst);
+
+    /** Function to tell the CPU that an instruction has completed. */
+    void instDone();
+
+    /** Remove all instructions in back of the given instruction, but leave
+     *  that instruction in the list.  This is useful in a squash, when there
+     *  are instructions in this list that don't exist in structures such as
+     *  the ROB.  The instruction doesn't have to be the last instruction in
+     *  the list, but will be once this function completes.
+     *  @todo: Remove only up until that inst?  Squashed inst is most likely
+     *  valid.
+     */
+    void removeBackInst(DynInstPtr &inst);
+
+    /** Remove an instruction from the front of the list.  It is expected
+     *  that there are no instructions in front of it (that is, none are older
+     *  than the instruction being removed).  Used when retiring instructions.
+     *  @todo: Remove the argument to this function, and just have it remove
+     *  last instruction once it's verified that commit has the same ordering
+     *  as the instruction list.
+     */
+    void removeFrontInst(DynInstPtr &inst);
+
+    /** Remove all instructions that are not currently in the ROB. */
+    void removeInstsNotInROB();
+
+    /** Remove all instructions younger than the given sequence number. */
+    void removeInstsUntil(const InstSeqNum &seq_num);
+
+    /** Remove all instructions from the list. */
+    void removeAllInsts();
+
+    void dumpInsts();
+
+    /** Basically a wrapper function so that instructions executed at
+     *  commit can tell the instruction queue that they have completed.
+     *  Eventually this hack should be removed.
+     */
+    void wakeDependents(DynInstPtr &inst);
+
+  public:
+    /** List of all the instructions in flight. */
+    list<DynInstPtr> instList;
+
+    //not sure these should be private.
+  protected:
+    /** The fetch stage. */
+    typename CPUPolicy::Fetch fetch;
+
+    /** The fetch stage's status. */
+    typename CPUPolicy::Fetch::Status fetchStatus;
+
+    /** The decode stage. */
+    typename CPUPolicy::Decode decode;
+
+    /** The decode stage's status. */
+    typename CPUPolicy::Decode::Status decodeStatus;
+
+    /** The dispatch stage. */
+    typename CPUPolicy::Rename rename;
+
+    /** The dispatch stage's status. */
+    typename CPUPolicy::Rename::Status renameStatus;
+
+    /** The issue/execute/writeback stages. */
+    typename CPUPolicy::IEW iew;
+
+    /** The issue/execute/writeback stage's status. */
+    typename CPUPolicy::IEW::Status iewStatus;
+
+    /** The commit stage. */
+    typename CPUPolicy::Commit commit;
+
+    /** The fetch stage's status. */
+    typename CPUPolicy::Commit::Status commitStatus;
+
+    //Might want to just pass these objects in to the constructors of the
+    //appropriate stage.  regFile is in iew, freeList in dispatch, renameMap
+    //in dispatch, and the rob in commit.
+    /** The register file. */
+    typename CPUPolicy::RegFile regFile;
+
+    /** The free list. */
+    typename CPUPolicy::FreeList freeList;
+
+    /** The rename map. */
+    typename CPUPolicy::RenameMap renameMap;
+
+    /** The re-order buffer. */
+    typename CPUPolicy::ROB rob;
+
+  public:
+    /** Typedefs from the Impl to get the structs that each of the
+     *  time buffers should use.
+     */
+    typedef typename CPUPolicy::TimeStruct TimeStruct;
+
+    typedef typename CPUPolicy::FetchStruct FetchStruct;
+
+    typedef typename CPUPolicy::DecodeStruct DecodeStruct;
+
+    typedef typename CPUPolicy::RenameStruct RenameStruct;
+
+    typedef typename CPUPolicy::IEWStruct IEWStruct;
+
+    /** The main time buffer to do backwards communication. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> timeBuffer;
+
+    /** The fetch stage's instruction queue. */
+    TimeBuffer<FetchStruct> fetchQueue;
+
+    /** The decode stage's instruction queue. */
+    TimeBuffer<DecodeStruct> decodeQueue;
+
+    /** The rename stage's instruction queue. */
+    TimeBuffer<RenameStruct> renameQueue;
+
+    /** The IEW stage's instruction queue. */
+    TimeBuffer<IEWStruct> iewQueue;
+
+  public:
+    /** The temporary exec context to support older accessors. */
+    ExecContext *xc;
+
+    /** Temporary function to get pointer to exec context. */
+    ExecContext *xcBase()
+    {
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        return system->execContexts[0];
+#else
+        return thread[0];
+#endif
+    }
+
+    InstSeqNum globalSeqNum;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    System *system;
+
+    MemoryController *memCtrl;
+    PhysicalMemory *physmem;
+
+    AlphaITB *itb;
+    AlphaDTB *dtb;
+
+//    SWContext *swCtx;
+#else
+    std::vector<ExecContext *> thread;
+#endif
+
+    FunctionalMemory *mem;
+
+    MemInterface *icacheInterface;
+    MemInterface *dcacheInterface;
+
+    bool deferRegistration;
+
+    Counter numInsts;
+
+    Counter funcExeInst;
+};
+
+#endif
diff --git a/cpu/o3/cpu_policy.hh b/cpu/o3/cpu_policy.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2b53b43
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,88 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_CPU_POLICY_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_CPU_POLICY_HH__
+
+#include "cpu/o3/bpred_unit.hh"
+#include "cpu/o3/free_list.hh"
+#include "cpu/o3/inst_queue.hh"
+#include "cpu/o3/ldstq.hh"
+#include "cpu/o3/mem_dep_unit.hh"
+#include "cpu/o3/regfile.hh"
+#include "cpu/o3/rename_map.hh"
+#include "cpu/o3/rob.hh"
+#include "cpu/o3/store_set.hh"
+
+#include "cpu/o3/commit.hh"
+#include "cpu/o3/decode.hh"
+#include "cpu/o3/fetch.hh"
+#include "cpu/o3/iew.hh"
+#include "cpu/o3/rename.hh"
+
+#include "cpu/o3/comm.hh"
+
+template<class Impl>
+struct SimpleCPUPolicy
+{
+    typedef TwobitBPredUnit<Impl> BPredUnit;
+    typedef PhysRegFile<Impl> RegFile;
+    typedef SimpleFreeList FreeList;
+    typedef SimpleRenameMap RenameMap;
+    typedef ROB<Impl> ROB;
+    typedef InstructionQueue<Impl> IQ;
+    typedef MemDepUnit<StoreSet, Impl> MemDepUnit;
+    typedef LDSTQ<Impl> LDSTQ;
+
+    typedef SimpleFetch<Impl> Fetch;
+    typedef SimpleDecode<Impl> Decode;
+    typedef SimpleRename<Impl> Rename;
+    typedef SimpleIEW<Impl> IEW;
+    typedef SimpleCommit<Impl> Commit;
+
+    /** The struct for communication between fetch and decode. */
+    typedef SimpleFetchSimpleDecode<Impl> FetchStruct;
+
+    /** The struct for communication between decode and rename. */
+    typedef SimpleDecodeSimpleRename<Impl> DecodeStruct;
+
+    /** The struct for communication between rename and IEW. */
+    typedef SimpleRenameSimpleIEW<Impl> RenameStruct;
+
+    /** The struct for communication between IEW and commit. */
+    typedef SimpleIEWSimpleCommit<Impl> IEWStruct;
+
+    /** The struct for communication within the IEW stage. */
+    typedef IssueStruct<Impl> IssueStruct;
+
+    /** The struct for all backwards communication. */
+    typedef TimeBufStruct TimeStruct;
+
+};
+
+#endif //__CPU_BETA_CPU_CPU_POLICY_HH__
diff --git a/cpu/o3/decode.cc b/cpu/o3/decode.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2906483
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,33 @@
+/*
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+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/decode_impl.hh"
+
+template class SimpleDecode<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/decode.hh b/cpu/o3/decode.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7b89bf2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,169 @@
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_DECODE_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_DECODE_HH__
+
+#include <queue>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+
+template<class Impl>
+class SimpleDecode
+{
+  private:
+    // Typedefs from the Impl.
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
+
+    // Typedefs from the CPU policy.
+    typedef typename CPUPol::FetchStruct FetchStruct;
+    typedef typename CPUPol::DecodeStruct DecodeStruct;
+    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
+
+    // Typedefs from the ISA.
+    typedef typename ISA::Addr Addr;
+
+  public:
+    // The only time decode will become blocked is if dispatch becomes
+    // blocked, which means IQ or ROB is probably full.
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        Squashing,
+        Blocked,
+        Unblocking
+    };
+
+  private:
+    // May eventually need statuses on a per thread basis.
+    Status _status;
+
+  public:
+    SimpleDecode(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
+
+    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
+
+    void setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr);
+
+    void setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr);
+
+    void tick();
+
+    void decode();
+
+  private:
+    inline bool fetchInstsValid();
+
+    void block();
+
+    inline void unblock();
+
+    void squash(DynInstPtr &inst);
+
+  public:
+    // Might want to make squash a friend function.
+    void squash();
+
+  private:
+    // Interfaces to objects outside of decode.
+    /** CPU interface. */
+    FullCPU *cpu;
+
+    /** Time buffer interface. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
+
+    /** Wire to get rename's output from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromRename;
+
+    /** Wire to get iew's information from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromIEW;
+
+    /** Wire to get commit's information from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
+
+    /** Wire to write information heading to previous stages. */
+    // Might not be the best name as not only fetch will read it.
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toFetch;
+
+    /** Decode instruction queue. */
+    TimeBuffer<DecodeStruct> *decodeQueue;
+
+    /** Wire used to write any information heading to rename. */
+    typename TimeBuffer<DecodeStruct>::wire toRename;
+
+    /** Fetch instruction queue interface. */
+    TimeBuffer<FetchStruct> *fetchQueue;
+
+    /** Wire to get fetch's output from fetch queue. */
+    typename TimeBuffer<FetchStruct>::wire fromFetch;
+
+    /** Skid buffer between fetch and decode. */
+    std::queue<FetchStruct> skidBuffer;
+
+    //Consider making these unsigned to avoid any confusion.
+    /** Rename to decode delay, in ticks. */
+    unsigned renameToDecodeDelay;
+
+    /** IEW to decode delay, in ticks. */
+    unsigned iewToDecodeDelay;
+
+    /** Commit to decode delay, in ticks. */
+    unsigned commitToDecodeDelay;
+
+    /** Fetch to decode delay, in ticks. */
+    unsigned fetchToDecodeDelay;
+
+    /** The width of decode, in instructions. */
+    unsigned decodeWidth;
+
+    /** The instruction that decode is currently on.  It needs to have
+     *  persistent state so that when a stall occurs in the middle of a
+     *  group of instructions, it can restart at the proper instruction.
+     */
+    unsigned numInst;
+
+    Stats::Scalar<> decodeIdleCycles;
+    Stats::Scalar<> decodeBlockedCycles;
+    Stats::Scalar<> decodeUnblockCycles;
+    Stats::Scalar<> decodeSquashCycles;
+    Stats::Scalar<> decodeBranchMispred;
+    Stats::Scalar<> decodeControlMispred;
+    Stats::Scalar<> decodeDecodedInsts;
+    Stats::Scalar<> decodeSquashedInsts;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_DECODE_HH__
diff --git a/cpu/o3/decode_impl.hh b/cpu/o3/decode_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..463f0dd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,425 @@
+/*
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+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
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+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/decode.hh"
+
+template<class Impl>
+SimpleDecode<Impl>::SimpleDecode(Params &params)
+    : renameToDecodeDelay(params.renameToDecodeDelay),
+      iewToDecodeDelay(params.iewToDecodeDelay),
+      commitToDecodeDelay(params.commitToDecodeDelay),
+      fetchToDecodeDelay(params.fetchToDecodeDelay),
+      decodeWidth(params.decodeWidth),
+      numInst(0)
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: decodeWidth=%i.\n", decodeWidth);
+    _status = Idle;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::regStats()
+{
+    decodeIdleCycles
+        .name(name() + ".decodeIdleCycles")
+        .desc("Number of cycles decode is idle")
+        .prereq(decodeIdleCycles);
+    decodeBlockedCycles
+        .name(name() + ".decodeBlockedCycles")
+        .desc("Number of cycles decode is blocked")
+        .prereq(decodeBlockedCycles);
+    decodeUnblockCycles
+        .name(name() + ".decodeUnblockCycles")
+        .desc("Number of cycles decode is unblocking")
+        .prereq(decodeUnblockCycles);
+    decodeSquashCycles
+        .name(name() + ".decodeSquashCycles")
+        .desc("Number of cycles decode is squashing")
+        .prereq(decodeSquashCycles);
+    decodeBranchMispred
+        .name(name() + ".decodeBranchMispred")
+        .desc("Number of times decode detected a branch misprediction")
+        .prereq(decodeBranchMispred);
+    decodeControlMispred
+        .name(name() + ".decodeControlMispred")
+        .desc("Number of times decode detected an instruction incorrectly"
+              " predicted as a control")
+        .prereq(decodeControlMispred);
+    decodeDecodedInsts
+        .name(name() + ".decodeDecodedInsts")
+        .desc("Number of instructions handled by decode")
+        .prereq(decodeDecodedInsts);
+    decodeSquashedInsts
+        .name(name() + ".decodeSquashedInsts")
+        .desc("Number of squashed instructions handled by decode")
+        .prereq(decodeSquashedInsts);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting CPU pointer.\n");
+    cpu = cpu_ptr;
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting time buffer pointer.\n");
+    timeBuffer = tb_ptr;
+
+    // Setup wire to write information back to fetch.
+    toFetch = timeBuffer->getWire(0);
+
+    // Create wires to get information from proper places in time buffer.
+    fromRename = timeBuffer->getWire(-renameToDecodeDelay);
+    fromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToDecodeDelay);
+    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToDecodeDelay);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting decode queue pointer.\n");
+    decodeQueue = dq_ptr;
+
+    // Setup wire to write information to proper place in decode queue.
+    toRename = decodeQueue->getWire(0);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Setting fetch queue pointer.\n");
+    fetchQueue = fq_ptr;
+
+    // Setup wire to read information from fetch queue.
+    fromFetch = fetchQueue->getWire(-fetchToDecodeDelay);
+}
+
+template<class Impl>
+inline bool
+SimpleDecode<Impl>::fetchInstsValid()
+{
+    return fromFetch->size > 0;
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::block()
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Blocking.\n");
+
+    // Set the status to Blocked.
+    _status = Blocked;
+
+    // Add the current inputs to the skid buffer so they can be
+    // reprocessed when this stage unblocks.
+    skidBuffer.push(*fromFetch);
+
+    // Note that this stage only signals previous stages to stall when
+    // it is the cause of the stall originates at this stage.  Otherwise
+    // the previous stages are expected to check all possible stall signals.
+}
+
+template<class Impl>
+inline void
+SimpleDecode<Impl>::unblock()
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Unblocking, going to remove "
+            "instructions from skid buffer.\n");
+    // Remove the now processed instructions from the skid buffer.
+    skidBuffer.pop();
+
+    // If there's still information in the skid buffer, then
+    // continue to tell previous stages to stall.  They will be
+    // able to restart once the skid buffer is empty.
+    if (!skidBuffer.empty()) {
+        toFetch->decodeInfo.stall = true;
+    } else {
+        DPRINTF(Decode, "Decode: Finished unblocking.\n");
+        _status = Running;
+    }
+}
+
+// This squash is specifically for when Decode detects a PC-relative branch
+// was predicted incorrectly.
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::squash(DynInstPtr &inst)
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Squashing due to incorrect branch prediction "
+                    "detected at decode.\n");
+    Addr new_PC = inst->readNextPC();
+
+    toFetch->decodeInfo.branchMispredict = true;
+    toFetch->decodeInfo.doneSeqNum = inst->seqNum;
+    toFetch->decodeInfo.predIncorrect = true;
+    toFetch->decodeInfo.squash = true;
+    toFetch->decodeInfo.nextPC = new_PC;
+    toFetch->decodeInfo.branchTaken = true;
+
+    // Set status to squashing.
+    _status = Squashing;
+
+    // Clear the skid buffer in case it has any data in it.
+    while (!skidBuffer.empty()) {
+        skidBuffer.pop();
+    }
+
+    // Squash instructions up until this one
+    // Slightly unrealistic!
+    cpu->removeInstsUntil(inst->seqNum);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::squash()
+{
+    DPRINTF(Decode, "Decode: Squashing.\n");
+    // Set status to squashing.
+    _status = Squashing;
+
+    // Maybe advance the time buffer?  Not sure what to do in the normal
+    // case.
+
+    // Clear the skid buffer in case it has any data in it.
+    while (!skidBuffer.empty())
+    {
+        skidBuffer.pop();
+    }
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::tick()
+{
+    // Decode should try to execute as many instructions as its bandwidth
+    // will allow, as long as it is not currently blocked.
+    if (_status != Blocked && _status != Squashing) {
+        DPRINTF(Decode, "Decode: Not blocked, so attempting to run "
+                        "stage.\n");
+        // Make sure that the skid buffer has something in it if the
+        // status is unblocking.
+        assert(_status == Unblocking ? !skidBuffer.empty() : 1);
+
+        decode();
+
+        // If the status was unblocking, then instructions from the skid
+        // buffer were used.  Remove those instructions and handle
+        // the rest of unblocking.
+        if (_status == Unblocking) {
+            ++decodeUnblockCycles;
+
+            if (fetchInstsValid()) {
+                // Add the current inputs to the skid buffer so they can be
+                // reprocessed when this stage unblocks.
+                skidBuffer.push(*fromFetch);
+            }
+
+            unblock();
+        }
+    } else if (_status == Blocked) {
+        ++decodeBlockedCycles;
+
+        if (fetchInstsValid()) {
+            block();
+        }
+
+        if (!fromRename->renameInfo.stall &&
+            !fromIEW->iewInfo.stall &&
+            !fromCommit->commitInfo.stall) {
+            DPRINTF(Decode, "Decode: Stall signals cleared, going to "
+                    "unblock.\n");
+            _status = Unblocking;
+
+            // Continue to tell previous stage to block until this
+            // stage is done unblocking.
+            toFetch->decodeInfo.stall = true;
+        } else {
+            DPRINTF(Decode, "Decode: Still blocked.\n");
+            toFetch->decodeInfo.stall = true;
+        }
+
+        if (fromCommit->commitInfo.squash ||
+            fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+            squash();
+        }
+    } else if (_status == Squashing) {
+        if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
+            !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+            _status = Running;
+        } else if (fromCommit->commitInfo.squash) {
+            ++decodeSquashCycles;
+
+            squash();
+        }
+    }
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleDecode<Impl>::decode()
+{
+    // Check time buffer if being told to squash.
+    if (fromCommit->commitInfo.squash) {
+        squash();
+        return;
+    }
+
+    // Check time buffer if being told to stall.
+    if (fromRename->renameInfo.stall ||
+        fromIEW->iewInfo.stall ||
+        fromCommit->commitInfo.stall) {
+        block();
+        return;
+    }
+
+    // Check fetch queue to see if instructions are available.
+    // If no available instructions, do nothing, unless this stage is
+    // currently unblocking.
+    if (!fetchInstsValid() && _status != Unblocking) {
+        DPRINTF(Decode, "Decode: Nothing to do, breaking out early.\n");
+        // Should I change the status to idle?
+        ++decodeIdleCycles;
+        return;
+    }
+
+    // Might be better to use a base DynInst * instead?
+    DynInstPtr inst;
+
+    unsigned to_rename_index = 0;
+
+    int insts_available = _status == Unblocking ?
+        skidBuffer.front().size - numInst :
+        fromFetch->size;
+
+    // Debug block...
+#if 0
+    if (insts_available) {
+        DPRINTF(Decode, "Decode: Instructions available.\n");
+    } else {
+        if (_status == Unblocking && skidBuffer.empty()) {
+            DPRINTF(Decode, "Decode: No instructions available, skid buffer "
+                    "empty.\n");
+        } else if (_status != Unblocking &&
+                   !fromFetch->insts[0]) {
+            DPRINTF(Decode, "Decode: No instructions available, fetch queue "
+                    "empty.\n");
+        } else {
+            panic("Decode: No instructions available, unexpected condition!"
+                  "\n");
+        }
+    }
+#endif
+
+    while (insts_available > 0)
+    {
+        DPRINTF(Decode, "Decode: Sending instruction to rename.\n");
+
+        inst = _status == Unblocking ? skidBuffer.front().insts[numInst] :
+               fromFetch->insts[numInst];
+
+        DPRINTF(Decode, "Decode: Processing instruction %i with PC %#x\n",
+                inst->seqNum, inst->readPC());
+
+        if (inst->isSquashed()) {
+            DPRINTF(Decode, "Decode: Instruction %i with PC %#x is "
+                    "squashed, skipping.\n",
+                    inst->seqNum, inst->readPC());
+
+            ++decodeSquashedInsts;
+
+            ++numInst;
+            --insts_available;
+
+            continue;
+        }
+
+
+        // Also check if instructions have no source registers.  Mark
+        // them as ready to issue at any time.  Not sure if this check
+        // should exist here or at a later stage; however it doesn't matter
+        // too much for function correctness.
+        // Isn't this handled by the inst queue?
+        if (inst->numSrcRegs() == 0) {
+            inst->setCanIssue();
+        }
+
+        // This current instruction is valid, so add it into the decode
+        // queue.  The next instruction may not be valid, so check to
+        // see if branches were predicted correctly.
+        toRename->insts[to_rename_index] = inst;
+
+        ++(toRename->size);
+
+        // Ensure that if it was predicted as a branch, it really is a
+        // branch.
+        if (inst->predTaken() && !inst->isControl()) {
+            panic("Instruction predicted as a branch!");
+
+            ++decodeControlMispred;
+            // Might want to set some sort of boolean and just do
+            // a check at the end
+            squash(inst);
+            break;
+        }
+
+        // Go ahead and compute any PC-relative branches.
+
+        if (inst->isDirectCtrl() && inst->isUncondCtrl()) {
+
+            inst->setNextPC(inst->branchTarget());
+
+            if (inst->mispredicted()) {
+                ++decodeBranchMispred;
+                // Might want to set some sort of boolean and just do
+                // a check at the end
+                squash(inst);
+                break;
+            }
+        }
+
+        // Normally can check if a direct branch has the right target
+        // addr (either the immediate, or the branch PC + 4) and redirect
+        // fetch if it's incorrect.
+
+        // Increment which instruction we're looking at.
+        ++numInst;
+        ++to_rename_index;
+        ++decodeDecodedInsts;
+
+        --insts_available;
+    }
+
+     numInst = 0;
+}
diff --git a/cpu/o3/fetch.cc b/cpu/o3/fetch.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8ad5e65
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,33 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/fetch_impl.hh"
+
+template class SimpleFetch<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/fetch.hh b/cpu/o3/fetch.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ad0453e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,224 @@
+/*
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+ */
+
+// Todo: SMT fetch,
+// Add a way to get a stage's current status.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_FETCH_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_FETCH_HH__
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "cpu/pc_event.hh"
+#include "mem/mem_interface.hh"
+#include "sim/eventq.hh"
+
+/**
+ * SimpleFetch class to fetch a single instruction each cycle.  SimpleFetch
+ * will stall if there's an Icache miss, but otherwise assumes a one cycle
+ * Icache hit.
+ */
+
+template <class Impl>
+class SimpleFetch
+{
+  public:
+    /** Typedefs from Impl. */
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
+    typedef typename Impl::DynInst DynInst;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+
+    typedef typename CPUPol::BPredUnit BPredUnit;
+    typedef typename CPUPol::FetchStruct FetchStruct;
+    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
+
+    /** Typedefs from ISA. */
+    typedef typename ISA::MachInst MachInst;
+
+  public:
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        Squashing,
+        Blocked,
+        IcacheMissStall,
+        IcacheMissComplete
+    };
+
+    // May eventually need statuses on a per thread basis.
+    Status _status;
+
+    bool stalled;
+
+  public:
+    class CacheCompletionEvent : public Event
+    {
+      private:
+        SimpleFetch *fetch;
+
+      public:
+        CacheCompletionEvent(SimpleFetch *_fetch);
+
+        virtual void process();
+        virtual const char *description();
+    };
+
+  public:
+    /** SimpleFetch constructor. */
+    SimpleFetch(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
+
+    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *time_buffer);
+
+    void setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr);
+
+    void processCacheCompletion();
+
+  private:
+    /**
+     * Looks up in the branch predictor to see if the next PC should be
+     * either next PC+=MachInst or a branch target.
+     * @params next_PC Next PC variable passed in by reference.  It is
+     * expected to be set to the current PC; it will be updated with what
+     * the next PC will be.
+     * @return Whether or not a branch was predicted as taken.
+     */
+    bool lookupAndUpdateNextPC(DynInstPtr &inst, Addr &next_PC);
+
+    /**
+     * Fetches the cache line that contains fetch_PC.  Returns any
+     * fault that happened.  Puts the data into the class variable
+     * cacheData.
+     * @params fetch_PC The PC address that is being fetched from.
+     * @return Any fault that occured.
+     */
+    Fault fetchCacheLine(Addr fetch_PC);
+
+    inline void doSquash(const Addr &new_PC);
+
+    void squashFromDecode(const Addr &new_PC, const InstSeqNum &seq_num);
+
+  public:
+    // Figure out PC vs next PC and how it should be updated
+    void squash(const Addr &new_PC);
+
+    void tick();
+
+    void fetch();
+
+    // Align an address (typically a PC) to the start of an I-cache block.
+    // We fold in the PISA 64- to 32-bit conversion here as well.
+    Addr icacheBlockAlignPC(Addr addr)
+    {
+        addr = ISA::realPCToFetchPC(addr);
+        return (addr & ~(cacheBlkMask));
+    }
+
+  private:
+    /** Pointer to the FullCPU. */
+    FullCPU *cpu;
+
+    /** Time buffer interface. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
+
+    /** Wire to get decode's information from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromDecode;
+
+    /** Wire to get rename's information from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromRename;
+
+    /** Wire to get iew's information from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromIEW;
+
+    /** Wire to get commit's information from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
+
+    /** Internal fetch instruction queue. */
+    TimeBuffer<FetchStruct> *fetchQueue;
+
+    //Might be annoying how this name is different than the queue.
+    /** Wire used to write any information heading to decode. */
+    typename TimeBuffer<FetchStruct>::wire toDecode;
+
+    /** Icache interface. */
+    MemInterface *icacheInterface;
+
+    /** BPredUnit. */
+    BPredUnit branchPred;
+
+    /** Memory request used to access cache. */
+    MemReqPtr memReq;
+
+    /** Decode to fetch delay, in ticks. */
+    unsigned decodeToFetchDelay;
+
+    /** Rename to fetch delay, in ticks. */
+    unsigned renameToFetchDelay;
+
+    /** IEW to fetch delay, in ticks. */
+    unsigned iewToFetchDelay;
+
+    /** Commit to fetch delay, in ticks. */
+    unsigned commitToFetchDelay;
+
+    /** The width of fetch in instructions. */
+    unsigned fetchWidth;
+
+    /** Cache block size. */
+    int cacheBlkSize;
+
+    /** Mask to get a cache block's address. */
+    Addr cacheBlkMask;
+
+    /** The cache line being fetched. */
+    uint8_t *cacheData;
+
+    /** Size of instructions. */
+    int instSize;
+
+    /** Icache stall statistics. */
+    Counter lastIcacheStall;
+
+    Stats::Scalar<> icacheStallCycles;
+    Stats::Scalar<> fetchedInsts;
+    Stats::Scalar<> predictedBranches;
+    Stats::Scalar<> fetchCycles;
+    Stats::Scalar<> fetchSquashCycles;
+    Stats::Scalar<> fetchBlockedCycles;
+    Stats::Scalar<> fetchedCacheLines;
+
+    Stats::Distribution<> fetch_nisn_dist;
+};
+
+#endif //__CPU_BETA_CPU_SIMPLE_FETCH_HH__
diff --git a/cpu/o3/fetch_impl.hh b/cpu/o3/fetch_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..83d7a02
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,617 @@
+/*
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+ */
+
+// Remove this later; used only for debugging.
+#define OPCODE(X)                       (X >> 26) & 0x3f
+
+
+#include "arch/alpha/byte_swap.hh"
+#include "cpu/exetrace.hh"
+#include "mem/base_mem.hh"
+#include "mem/mem_interface.hh"
+#include "mem/mem_req.hh"
+#include "cpu/o3/fetch.hh"
+
+#include "sim/root.hh"
+
+template<class Impl>
+SimpleFetch<Impl>::CacheCompletionEvent
+::CacheCompletionEvent(SimpleFetch *_fetch)
+    : Event(&mainEventQueue),
+      fetch(_fetch)
+{
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::CacheCompletionEvent::process()
+{
+    fetch->processCacheCompletion();
+}
+
+template<class Impl>
+const char *
+SimpleFetch<Impl>::CacheCompletionEvent::description()
+{
+    return "SimpleFetch cache completion event";
+}
+
+template<class Impl>
+SimpleFetch<Impl>::SimpleFetch(Params &params)
+    : icacheInterface(params.icacheInterface),
+      branchPred(params),
+      decodeToFetchDelay(params.decodeToFetchDelay),
+      renameToFetchDelay(params.renameToFetchDelay),
+      iewToFetchDelay(params.iewToFetchDelay),
+      commitToFetchDelay(params.commitToFetchDelay),
+      fetchWidth(params.fetchWidth)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Fetch constructor called\n");
+
+    // Set status to idle.
+    _status = Idle;
+
+    // Create a new memory request.
+    memReq = new MemReq();
+    // Not sure of this parameter.  I think it should be based on the
+    // thread number.
+#ifndef FULL_SYSTEM
+    memReq->asid = 0;
+#else
+    memReq->asid = 0;
+#endif // FULL_SYSTEM
+    memReq->data = new uint8_t[64];
+
+    // Size of cache block.
+    cacheBlkSize = icacheInterface ? icacheInterface->getBlockSize() : 64;
+
+    // Create mask to get rid of offset bits.
+    cacheBlkMask = (cacheBlkSize - 1);
+
+    // Get the size of an instruction.
+    instSize = sizeof(MachInst);
+
+    // Create space to store a cache line.
+    cacheData = new uint8_t[cacheBlkSize];
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::regStats()
+{
+    icacheStallCycles
+        .name(name() + ".icacheStallCycles")
+        .desc("Number of cycles fetch is stalled on an Icache miss")
+        .prereq(icacheStallCycles);
+
+    fetchedInsts
+        .name(name() + ".fetchedInsts")
+        .desc("Number of instructions fetch has processed")
+        .prereq(fetchedInsts);
+    predictedBranches
+        .name(name() + ".predictedBranches")
+        .desc("Number of branches that fetch has predicted taken")
+        .prereq(predictedBranches);
+    fetchCycles
+        .name(name() + ".fetchCycles")
+        .desc("Number of cycles fetch has run and was not squashing or"
+              " blocked")
+        .prereq(fetchCycles);
+    fetchSquashCycles
+        .name(name() + ".fetchSquashCycles")
+        .desc("Number of cycles fetch has spent squashing")
+        .prereq(fetchSquashCycles);
+    fetchBlockedCycles
+        .name(name() + ".fetchBlockedCycles")
+        .desc("Number of cycles fetch has spent blocked")
+        .prereq(fetchBlockedCycles);
+    fetchedCacheLines
+        .name(name() + ".fetchedCacheLines")
+        .desc("Number of cache lines fetched")
+        .prereq(fetchedCacheLines);
+
+    fetch_nisn_dist
+        .init(/* base value */ 0,
+              /* last value */ fetchWidth,
+              /* bucket size */ 1)
+        .name(name() + ".FETCH:rate_dist")
+        .desc("Number of instructions fetched each cycle (Total)")
+        .flags(Stats::pdf)
+        ;
+
+    branchPred.regStats();
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting the CPU pointer.\n");
+    cpu = cpu_ptr;
+    // This line will be removed eventually.
+    memReq->xc = cpu->xcBase();
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *time_buffer)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting the time buffer pointer.\n");
+    timeBuffer = time_buffer;
+
+    // Create wires to get information from proper places in time buffer.
+    fromDecode = timeBuffer->getWire(-decodeToFetchDelay);
+    fromRename = timeBuffer->getWire(-renameToFetchDelay);
+    fromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToFetchDelay);
+    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToFetchDelay);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::setFetchQueue(TimeBuffer<FetchStruct> *fq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting the fetch queue pointer.\n");
+    fetchQueue = fq_ptr;
+
+    // Create wire to write information to proper place in fetch queue.
+    toDecode = fetchQueue->getWire(0);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::processCacheCompletion()
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Waking up from cache miss.\n");
+
+    // Only change the status if it's still waiting on the icache access
+    // to return.
+    // Can keep track of how many cache accesses go unused due to
+    // misspeculation here.
+    if (_status == IcacheMissStall)
+        _status = IcacheMissComplete;
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+SimpleFetch<Impl>::lookupAndUpdateNextPC(DynInstPtr &inst, Addr &next_PC)
+{
+    // Do branch prediction check here.
+    // A bit of a misnomer...next_PC is actually the current PC until
+    // this function updates it.
+    bool predict_taken;
+
+    if (!inst->isControl()) {
+        next_PC = next_PC + instSize;
+        inst->setPredTarg(next_PC);
+        return false;
+    }
+
+    predict_taken = branchPred.predict(inst, next_PC);
+
+    if (predict_taken) {
+        ++predictedBranches;
+    }
+
+    return predict_taken;
+}
+
+template <class Impl>
+Fault
+SimpleFetch<Impl>::fetchCacheLine(Addr fetch_PC)
+{
+    // Check if the instruction exists within the cache.
+    // If it does, then proceed on to read the instruction and the rest
+    // of the instructions in the cache line until either the end of the
+    // cache line or a predicted taken branch is encountered.
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    // Flag to say whether or not address is physical addr.
+    unsigned flags = cpu->inPalMode() ? PHYSICAL : 0;
+#else
+    unsigned flags = 0;
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    Fault fault = No_Fault;
+
+    // Align the fetch PC so it's at the start of a cache block.
+    fetch_PC = icacheBlockAlignPC(fetch_PC);
+
+    // Setup the memReq to do a read of the first isntruction's address.
+    // Set the appropriate read size and flags as well.
+    memReq->cmd = Read;
+    memReq->reset(fetch_PC, cacheBlkSize, flags);
+
+    // Translate the instruction request.
+    // Should this function be
+    // in the CPU class ?  Probably...ITB/DTB should exist within the
+    // CPU.
+
+    fault = cpu->translateInstReq(memReq);
+
+    // In the case of faults, the fetch stage may need to stall and wait
+    // on what caused the fetch (ITB or Icache miss).
+
+    // If translation was successful, attempt to read the first
+    // instruction.
+    if (fault == No_Fault) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Doing instruction read.\n");
+        fault = cpu->mem->read(memReq, cacheData);
+        // This read may change when the mem interface changes.
+
+        fetchedCacheLines++;
+    }
+
+    // Now do the timing access to see whether or not the instruction
+    // exists within the cache.
+    if (icacheInterface && fault == No_Fault) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Doing timing memory access.\n");
+        memReq->completionEvent = NULL;
+
+        memReq->time = curTick;
+
+        MemAccessResult result = icacheInterface->access(memReq);
+
+        // If the cache missed (in this model functional and timing
+        // memories are different), then schedule an event to wake
+        // up this stage once the cache miss completes.
+        if (result != MA_HIT && icacheInterface->doEvents()) {
+            memReq->completionEvent = new CacheCompletionEvent(this);
+
+            // How does current model work as far as individual
+            // stages scheduling/unscheduling?
+            // Perhaps have only the main CPU scheduled/unscheduled,
+            // and have it choose what stages to run appropriately.
+
+            DPRINTF(Fetch, "Fetch: Stalling due to icache miss.\n");
+            _status = IcacheMissStall;
+        }
+    }
+
+    return fault;
+}
+
+template <class Impl>
+inline void
+SimpleFetch<Impl>::doSquash(const Addr &new_PC)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing, setting PC to: %#x.\n", new_PC);
+
+    cpu->setNextPC(new_PC + instSize);
+    cpu->setPC(new_PC);
+
+    // Clear the icache miss if it's outstanding.
+    if (_status == IcacheMissStall && icacheInterface) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing outstanding Icache miss.\n");
+        // @todo: Use an actual thread number here.
+        icacheInterface->squash(0);
+    }
+
+    _status = Squashing;
+
+    ++fetchSquashCycles;
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::squashFromDecode(const Addr &new_PC,
+                                    const InstSeqNum &seq_num)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing from decode.\n");
+
+    doSquash(new_PC);
+
+    // Tell the CPU to remove any instructions that are in flight between
+    // fetch and decode.
+    cpu->removeInstsUntil(seq_num);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::squash(const Addr &new_PC)
+{
+    DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squash from commit.\n");
+
+    doSquash(new_PC);
+
+    // Tell the CPU to remove any instructions that are not in the ROB.
+    cpu->removeInstsNotInROB();
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::tick()
+{
+    // Check squash signals from commit.
+    if (fromCommit->commitInfo.squash) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing instructions due to squash "
+                "from commit.\n");
+
+        // In any case, squash.
+        squash(fromCommit->commitInfo.nextPC);
+
+        // Also check if there's a mispredict that happened.
+        if (fromCommit->commitInfo.branchMispredict) {
+            branchPred.squash(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum,
+                              fromCommit->commitInfo.nextPC,
+                              fromCommit->commitInfo.branchTaken);
+        } else {
+            branchPred.squash(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+        }
+
+        return;
+    } else if (fromCommit->commitInfo.doneSeqNum) {
+        // Update the branch predictor if it wasn't a squashed instruction
+        // that was braodcasted.
+        branchPred.update(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+    }
+
+    // Check ROB squash signals from commit.
+    if (fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: ROB is still squashing.\n");
+
+        // Continue to squash.
+        _status = Squashing;
+
+        ++fetchSquashCycles;
+        return;
+    }
+
+    // Check squash signals from decode.
+    if (fromDecode->decodeInfo.squash) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Squashing instructions due to squash "
+                "from decode.\n");
+
+        // Update the branch predictor.
+        if (fromDecode->decodeInfo.branchMispredict) {
+            branchPred.squash(fromDecode->decodeInfo.doneSeqNum,
+                              fromDecode->decodeInfo.nextPC,
+                              fromDecode->decodeInfo.branchTaken);
+        } else {
+            branchPred.squash(fromDecode->decodeInfo.doneSeqNum);
+        }
+
+        if (_status != Squashing) {
+            // Squash unless we're already squashing?
+            squashFromDecode(fromDecode->decodeInfo.nextPC,
+                             fromDecode->decodeInfo.doneSeqNum);
+            return;
+        }
+    }
+
+    // Check if any of the stall signals are high.
+    if (fromDecode->decodeInfo.stall ||
+        fromRename->renameInfo.stall ||
+        fromIEW->iewInfo.stall ||
+        fromCommit->commitInfo.stall)
+    {
+        // Block stage, regardless of current status.
+
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Stalling stage.\n");
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Statuses: Decode: %i Rename: %i IEW: %i "
+                "Commit: %i\n",
+                fromDecode->decodeInfo.stall,
+                fromRename->renameInfo.stall,
+                fromIEW->iewInfo.stall,
+                fromCommit->commitInfo.stall);
+
+        _status = Blocked;
+
+        ++fetchBlockedCycles;
+        return;
+    } else if (_status == Blocked) {
+        // Unblock stage if status is currently blocked and none of the
+        // stall signals are being held high.
+        _status = Running;
+
+        ++fetchBlockedCycles;
+        return;
+    }
+
+    // If fetch has reached this point, then there are no squash signals
+    // still being held high.  Check if fetch is in the squashing state;
+    // if so, fetch can switch to running.
+    // Similarly, there are no blocked signals still being held high.
+    // Check if fetch is in the blocked state; if so, fetch can switch to
+    // running.
+    if (_status == Squashing) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Done squashing, switching to running.\n");
+
+        // Switch status to running
+        _status = Running;
+
+        ++fetchCycles;
+
+        fetch();
+    } else if (_status != IcacheMissStall) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Running stage.\n");
+
+        ++fetchCycles;
+
+        fetch();
+    }
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleFetch<Impl>::fetch()
+{
+    //////////////////////////////////////////
+    // Start actual fetch
+    //////////////////////////////////////////
+
+    // The current PC.
+    Addr fetch_PC = cpu->readPC();
+
+    // Fault code for memory access.
+    Fault fault = No_Fault;
+
+    // If returning from the delay of a cache miss, then update the status
+    // to running, otherwise do the cache access.  Possibly move this up
+    // to tick() function.
+    if (_status == IcacheMissComplete) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Icache miss is complete.\n");
+
+        // Reset the completion event to NULL.
+        memReq->completionEvent = NULL;
+
+        _status = Running;
+    } else {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Attempting to translate and read "
+                       "instruction, starting at PC %08p.\n",
+                fetch_PC);
+
+        fault = fetchCacheLine(fetch_PC);
+    }
+
+    // If we had a stall due to an icache miss, then return.  It'd
+    // be nicer if this were handled through the kind of fault that
+    // is returned by the function.
+    if (_status == IcacheMissStall) {
+        return;
+    }
+
+    // As far as timing goes, the CPU will need to send an event through
+    // the MemReq in order to be woken up once the memory access completes.
+    // Probably have a status on a per thread basis so each thread can
+    // block independently and be woken up independently.
+
+    Addr next_PC = fetch_PC;
+    InstSeqNum inst_seq;
+    MachInst inst;
+    unsigned offset = fetch_PC & cacheBlkMask;
+    unsigned fetched;
+
+    if (fault == No_Fault) {
+        // If the read of the first instruction was successful, then grab the
+        // instructions from the rest of the cache line and put them into the
+        // queue heading to decode.
+
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Adding instructions to queue to decode.\n");
+
+        //////////////////////////
+        // Fetch first instruction
+        //////////////////////////
+
+        // Need to keep track of whether or not a predicted branch
+        // ended this fetch block.
+        bool predicted_branch = false;
+
+        for (fetched = 0;
+             offset < cacheBlkSize &&
+                 fetched < fetchWidth &&
+                 !predicted_branch;
+             ++fetched)
+        {
+
+            // Get a sequence number.
+            inst_seq = cpu->getAndIncrementInstSeq();
+
+            // Make sure this is a valid index.
+            assert(offset <= cacheBlkSize - instSize);
+
+            // Get the instruction from the array of the cache line.
+            inst = htoa(*reinterpret_cast<MachInst *>
+                        (&cacheData[offset]));
+
+            // Create a new DynInst from the instruction fetched.
+            DynInstPtr instruction = new DynInst(inst, fetch_PC, next_PC,
+                                                 inst_seq, cpu);
+
+            DPRINTF(Fetch, "Fetch: Instruction %i created, with PC %#x\n",
+                    inst_seq, instruction->readPC());
+
+            DPRINTF(Fetch, "Fetch: Instruction opcode is: %03p\n",
+                    OPCODE(inst));
+
+            instruction->traceData =
+                Trace::getInstRecord(curTick, cpu->xcBase(), cpu,
+                                     instruction->staticInst,
+                                     instruction->readPC(), 0);
+
+            predicted_branch = lookupAndUpdateNextPC(instruction, next_PC);
+
+            // Add instruction to the CPU's list of instructions.
+            cpu->addInst(instruction);
+
+            // Write the instruction to the first slot in the queue
+            // that heads to decode.
+            toDecode->insts[fetched] = instruction;
+
+            toDecode->size++;
+
+            // Increment stat of fetched instructions.
+            ++fetchedInsts;
+
+            // Move to the next instruction, unless we have a branch.
+            fetch_PC = next_PC;
+
+            offset+= instSize;
+        }
+
+        fetch_nisn_dist.sample(fetched);
+    }
+
+    // Now that fetching is completed, update the PC to signify what the next
+    // cycle will be.  Might want to move this to the beginning of this
+    // function so that the PC updates at the beginning of everything.
+    // Or might want to leave setting the PC to the main CPU, with fetch
+    // only changing the nextPC (will require correct determination of
+    // next PC).
+    if (fault == No_Fault) {
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Setting PC to %08p.\n", next_PC);
+        cpu->setPC(next_PC);
+        cpu->setNextPC(next_PC + instSize);
+    } else {
+        // If the issue was an icache miss, then we can just return and
+        // wait until it is handled.
+        if (_status == IcacheMissStall) {
+            return;
+        }
+
+        // Handle the fault.
+        // This stage will not be able to continue until all the ROB
+        // slots are empty, at which point the fault can be handled.
+        // The only other way it can wake up is if a squash comes along
+        // and changes the PC.  Not sure how to handle that case...perhaps
+        // have it handled by the upper level CPU class which peeks into the
+        // time buffer and sees if a squash comes along, in which case it
+        // changes the status.
+
+        DPRINTF(Fetch, "Fetch: Blocked, need to handle the trap.\n");
+
+        _status = Blocked;
+#ifdef FULL_SYSTEM
+//        cpu->trap(fault);
+        // Send a signal to the ROB indicating that there's a trap from the
+        // fetch stage that needs to be handled.  Need to indicate that
+        // there's a fault, and the fault type.
+#else // !FULL_SYSTEM
+        fatal("fault (%d) detected @ PC %08p", fault, cpu->readPC());
+#endif // FULL_SYSTEM
+    }
+}
diff --git a/cpu/o3/free_list.cc b/cpu/o3/free_list.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6f0b4be
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,82 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "base/trace.hh"
+
+#include "cpu/o3/free_list.hh"
+
+SimpleFreeList::SimpleFreeList(unsigned _numLogicalIntRegs,
+                               unsigned _numPhysicalIntRegs,
+                               unsigned _numLogicalFloatRegs,
+                               unsigned _numPhysicalFloatRegs)
+    : numLogicalIntRegs(_numLogicalIntRegs),
+      numPhysicalIntRegs(_numPhysicalIntRegs),
+      numLogicalFloatRegs(_numLogicalFloatRegs),
+      numPhysicalFloatRegs(_numPhysicalFloatRegs),
+      numPhysicalRegs(numPhysicalIntRegs + numPhysicalFloatRegs)
+{
+    DPRINTF(FreeList, "FreeList: Creating new free list object.\n");
+
+    // DEBUG stuff.
+    freeIntRegsScoreboard.resize(numPhysicalIntRegs);
+
+    freeFloatRegsScoreboard.resize(numPhysicalRegs);
+
+    for (PhysRegIndex i = 0; i < numLogicalIntRegs; ++i) {
+        freeIntRegsScoreboard[i] = 0;
+    }
+
+    // Put all of the extra physical registers onto the free list.  This
+    // means excluding all of the base logical registers.
+    for (PhysRegIndex i = numLogicalIntRegs;
+         i < numPhysicalIntRegs; ++i)
+    {
+        freeIntRegs.push(i);
+
+        freeIntRegsScoreboard[i] = 1;
+    }
+
+    for (PhysRegIndex i = 0; i < numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
+         ++i)
+    {
+        freeFloatRegsScoreboard[i] = 0;
+    }
+
+    // Put all of the extra physical registers onto the free list.  This
+    // means excluding all of the base logical registers.  Because the
+    // float registers' indices start where the physical registers end,
+    // some math must be done to determine where the free registers start.
+    for (PhysRegIndex i = numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
+         i < numPhysicalRegs; ++i)
+    {
+        freeFloatRegs.push(i);
+
+        freeFloatRegsScoreboard[i] = 1;
+    }
+}
+
diff --git a/cpu/o3/free_list.hh b/cpu/o3/free_list.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..09d7557
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,195 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_FREE_LIST_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_FREE_LIST_HH__
+
+#include <iostream>
+#include <queue>
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "base/trace.hh"
+#include "base/traceflags.hh"
+#include "cpu/o3/comm.hh"
+
+/**
+ * FreeList class that simply holds the list of free integer and floating
+ * point registers.  Can request for a free register of either type, and
+ * also send back free registers of either type.  This is a very simple
+ * class, but it should be sufficient for most implementations.  Like all
+ * other classes, it assumes that the indices for the floating point
+ * registers starts after the integer registers end.  Hence the variable
+ * numPhysicalIntRegs is logically equivalent to the baseFP dependency.
+ * Note that
+ * while this most likely should be called FreeList, the name "FreeList"
+ * is used in a typedef within the CPU Policy, and therefore no class
+ * can be named simply "FreeList".
+ * @todo: Give a better name to the base FP dependency.
+ */
+class SimpleFreeList
+{
+  private:
+    /** The list of free integer registers. */
+    std::queue<PhysRegIndex> freeIntRegs;
+
+    /** The list of free floating point registers. */
+    std::queue<PhysRegIndex> freeFloatRegs;
+
+    /** Number of logical integer registers. */
+    int numLogicalIntRegs;
+
+    /** Number of physical integer registers. */
+    int numPhysicalIntRegs;
+
+    /** Number of logical floating point registers. */
+    int numLogicalFloatRegs;
+
+    /** Number of physical floating point registers. */
+    int numPhysicalFloatRegs;
+
+    /** Total number of physical registers. */
+    int numPhysicalRegs;
+
+    /** DEBUG stuff below. */
+    std::vector<int> freeIntRegsScoreboard;
+
+    std::vector<bool> freeFloatRegsScoreboard;
+
+  public:
+    SimpleFreeList(unsigned _numLogicalIntRegs,
+                   unsigned _numPhysicalIntRegs,
+                   unsigned _numLogicalFloatRegs,
+                   unsigned _numPhysicalFloatRegs);
+
+    inline PhysRegIndex getIntReg();
+
+    inline PhysRegIndex getFloatReg();
+
+    inline void addReg(PhysRegIndex freed_reg);
+
+    inline void addIntReg(PhysRegIndex freed_reg);
+
+    inline void addFloatReg(PhysRegIndex freed_reg);
+
+    bool hasFreeIntRegs()
+    { return !freeIntRegs.empty(); }
+
+    bool hasFreeFloatRegs()
+    { return !freeFloatRegs.empty(); }
+
+    int numFreeIntRegs()
+    { return freeIntRegs.size(); }
+
+    int numFreeFloatRegs()
+    { return freeFloatRegs.size(); }
+};
+
+inline PhysRegIndex
+SimpleFreeList::getIntReg()
+{
+    DPRINTF(Rename, "FreeList: Trying to get free integer register.\n");
+    if (freeIntRegs.empty()) {
+        panic("No free integer registers!");
+    }
+
+    PhysRegIndex free_reg = freeIntRegs.front();
+
+    freeIntRegs.pop();
+
+    // DEBUG
+    assert(freeIntRegsScoreboard[free_reg]);
+    freeIntRegsScoreboard[free_reg] = 0;
+
+    return(free_reg);
+}
+
+inline PhysRegIndex
+SimpleFreeList::getFloatReg()
+{
+    DPRINTF(Rename, "FreeList: Trying to get free float register.\n");
+    if (freeFloatRegs.empty()) {
+        panic("No free integer registers!");
+    }
+
+    PhysRegIndex free_reg = freeFloatRegs.front();
+
+    freeFloatRegs.pop();
+
+    // DEBUG
+    assert(freeFloatRegsScoreboard[free_reg]);
+    freeFloatRegsScoreboard[free_reg] = 0;
+
+    return(free_reg);
+}
+
+inline void
+SimpleFreeList::addReg(PhysRegIndex freed_reg)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Freelist: Freeing register %i.\n", freed_reg);
+    //Might want to add in a check for whether or not this register is
+    //already in there.  A bit vector or something similar would be useful.
+    if (freed_reg < numPhysicalIntRegs) {
+        freeIntRegs.push(freed_reg);
+
+        // DEBUG
+        assert(freeIntRegsScoreboard[freed_reg] == false);
+        freeIntRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
+    } else if (freed_reg < numPhysicalRegs) {
+        freeFloatRegs.push(freed_reg);
+
+        // DEBUG
+        assert(freeFloatRegsScoreboard[freed_reg] == false);
+        freeFloatRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
+    }
+}
+
+inline void
+SimpleFreeList::addIntReg(PhysRegIndex freed_reg)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Freelist: Freeing int register %i.\n", freed_reg);
+
+    // DEBUG
+    assert(!freeIntRegsScoreboard[freed_reg]);
+    freeIntRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
+
+    freeIntRegs.push(freed_reg);
+}
+
+inline void
+SimpleFreeList::addFloatReg(PhysRegIndex freed_reg)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Freelist: Freeing float register %i.\n", freed_reg);
+
+    // DEBUG
+    assert(!freeFloatRegsScoreboard[freed_reg]);
+    freeFloatRegsScoreboard[freed_reg] = 1;
+
+    freeFloatRegs.push(freed_reg);
+}
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_FREE_LIST_HH__
diff --git a/cpu/o3/iew.cc b/cpu/o3/iew.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..45b5610
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,34 @@
+/*
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/iew_impl.hh"
+#include "cpu/o3/inst_queue.hh"
+
+template class SimpleIEW<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/iew.hh b/cpu/o3/iew.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1097980
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,239 @@
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+ */
+
+//Todo: Update with statuses.
+//Need to handle delaying writes to the writeback bus if it's full at the
+//given time.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_IEW_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_IEW_HH__
+
+#include <queue>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "cpu/o3/comm.hh"
+
+template<class Impl>
+class SimpleIEW
+{
+  private:
+    //Typedefs from Impl
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+
+    typedef typename CPUPol::IQ IQ;
+    typedef typename CPUPol::RenameMap RenameMap;
+    typedef typename CPUPol::LDSTQ LDSTQ;
+
+    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
+    typedef typename CPUPol::IEWStruct IEWStruct;
+    typedef typename CPUPol::RenameStruct RenameStruct;
+    typedef typename CPUPol::IssueStruct IssueStruct;
+
+    friend class Impl::FullCPU;
+  public:
+    enum Status {
+        Running,
+        Blocked,
+        Idle,
+        Squashing,
+        Unblocking
+    };
+
+  private:
+    Status _status;
+    Status _issueStatus;
+    Status _exeStatus;
+    Status _wbStatus;
+
+  public:
+    class WritebackEvent : public Event {
+      private:
+        DynInstPtr inst;
+        SimpleIEW<Impl> *iewStage;
+
+      public:
+        WritebackEvent(DynInstPtr &_inst, SimpleIEW<Impl> *_iew);
+
+        virtual void process();
+        virtual const char *description();
+    };
+
+  public:
+    SimpleIEW(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
+
+    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
+
+    void setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr);
+
+    void setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr);
+
+    void setRenameMap(RenameMap *rm_ptr);
+
+    void squash();
+
+    void squashDueToBranch(DynInstPtr &inst);
+
+    void squashDueToMem(DynInstPtr &inst);
+
+    void block();
+
+    inline void unblock();
+
+    void wakeDependents(DynInstPtr &inst);
+
+    void instToCommit(DynInstPtr &inst);
+
+  private:
+    void dispatchInsts();
+
+    void executeInsts();
+
+  public:
+    void tick();
+
+    void iew();
+
+    //Interfaces to objects inside and outside of IEW.
+    /** Time buffer interface. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
+
+    /** Wire to get commit's output from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
+
+    /** Wire to write information heading to previous stages. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toRename;
+
+    /** Rename instruction queue interface. */
+    TimeBuffer<RenameStruct> *renameQueue;
+
+    /** Wire to get rename's output from rename queue. */
+    typename TimeBuffer<RenameStruct>::wire fromRename;
+
+    /** Issue stage queue. */
+    TimeBuffer<IssueStruct> issueToExecQueue;
+
+    /** Wire to read information from the issue stage time queue. */
+    typename TimeBuffer<IssueStruct>::wire fromIssue;
+
+    /**
+     * IEW stage time buffer.  Holds ROB indices of instructions that
+     * can be marked as completed.
+     */
+    TimeBuffer<IEWStruct> *iewQueue;
+
+    /** Wire to write infromation heading to commit. */
+    typename TimeBuffer<IEWStruct>::wire toCommit;
+
+    //Will need internal queue to hold onto instructions coming from
+    //the rename stage in case of a stall.
+    /** Skid buffer between rename and IEW. */
+    std::queue<RenameStruct> skidBuffer;
+
+  protected:
+    /** Instruction queue. */
+    IQ instQueue;
+
+    LDSTQ ldstQueue;
+
+#ifndef FULL_SYSTEM
+  public:
+    void lsqWriteback();
+#endif
+
+  private:
+    /** Pointer to rename map.  Might not want this stage to directly
+     *  access this though...
+     */
+    RenameMap *renameMap;
+
+    /** CPU interface. */
+    FullCPU *cpu;
+
+  private:
+    /** Commit to IEW delay, in ticks. */
+    unsigned commitToIEWDelay;
+
+    /** Rename to IEW delay, in ticks. */
+    unsigned renameToIEWDelay;
+
+    /**
+     * Issue to execute delay, in ticks.  What this actually represents is
+     * the amount of time it takes for an instruction to wake up, be
+     * scheduled, and sent to a FU for execution.
+     */
+    unsigned issueToExecuteDelay;
+
+    /** Width of issue's read path, in instructions.  The read path is both
+     *  the skid buffer and the rename instruction queue.
+     *  Note to self: is this really different than issueWidth?
+     */
+    unsigned issueReadWidth;
+
+    /** Width of issue, in instructions. */
+    unsigned issueWidth;
+
+    /** Width of execute, in instructions.  Might make more sense to break
+     *  down into FP vs int.
+     */
+    unsigned executeWidth;
+
+    /** Number of cycles stage has been squashing.  Used so that the stage
+     *  knows when it can start unblocking, which is when the previous stage
+     *  has received the stall signal and clears up its outputs.
+     */
+    unsigned cyclesSquashing;
+
+    Stats::Scalar<> iewIdleCycles;
+    Stats::Scalar<> iewSquashCycles;
+    Stats::Scalar<> iewBlockCycles;
+    Stats::Scalar<> iewUnblockCycles;
+//    Stats::Scalar<> iewWBInsts;
+    Stats::Scalar<> iewDispatchedInsts;
+    Stats::Scalar<> iewDispSquashedInsts;
+    Stats::Scalar<> iewDispLoadInsts;
+    Stats::Scalar<> iewDispStoreInsts;
+    Stats::Scalar<> iewDispNonSpecInsts;
+    Stats::Scalar<> iewIQFullEvents;
+    Stats::Scalar<> iewExecutedInsts;
+    Stats::Scalar<> iewExecLoadInsts;
+    Stats::Scalar<> iewExecStoreInsts;
+    Stats::Scalar<> iewExecSquashedInsts;
+    Stats::Scalar<> memOrderViolationEvents;
+    Stats::Scalar<> predictedTakenIncorrect;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_IEW_HH__
diff --git a/cpu/o3/iew_impl.hh b/cpu/o3/iew_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5f0d7b6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,736 @@
+/*
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+ */
+
+// @todo: Fix the instantaneous communication among all the stages within
+// iew.  There's a clear delay between issue and execute, yet backwards
+// communication happens simultaneously.
+// Update the statuses for each stage.
+
+#include <queue>
+
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "cpu/o3/iew.hh"
+
+template<class Impl>
+SimpleIEW<Impl>::WritebackEvent::WritebackEvent(DynInstPtr &_inst,
+                                                SimpleIEW<Impl> *_iew)
+    : Event(&mainEventQueue, CPU_Tick_Pri), inst(_inst), iewStage(_iew)
+{
+    this->setFlags(Event::AutoDelete);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::WritebackEvent::process()
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: WRITEBACK EVENT!!!!\n");
+
+    // Need to insert instruction into queue to commit
+    iewStage->instToCommit(inst);
+    // Need to execute second half of the instruction, do actual writing to
+    // registers and such
+    inst->execute();
+}
+
+template<class Impl>
+const char *
+SimpleIEW<Impl>::WritebackEvent::description()
+{
+    return "LSQ writeback event";
+}
+
+template<class Impl>
+SimpleIEW<Impl>::SimpleIEW(Params &params)
+    : // Just make this time buffer really big for now
+      issueToExecQueue(5, 5),
+      instQueue(params),
+      ldstQueue(params),
+      commitToIEWDelay(params.commitToIEWDelay),
+      renameToIEWDelay(params.renameToIEWDelay),
+      issueToExecuteDelay(params.issueToExecuteDelay),
+      issueReadWidth(params.issueWidth),
+      issueWidth(params.issueWidth),
+      executeWidth(params.executeWidth)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: executeIntWidth: %i.\n", params.executeIntWidth);
+    _status = Idle;
+    _issueStatus = Idle;
+    _exeStatus = Idle;
+    _wbStatus = Idle;
+
+    // Setup wire to read instructions coming from issue.
+    fromIssue = issueToExecQueue.getWire(-issueToExecuteDelay);
+
+    // Instruction queue needs the queue between issue and execute.
+    instQueue.setIssueToExecuteQueue(&issueToExecQueue);
+
+    ldstQueue.setIEW(this);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::regStats()
+{
+    instQueue.regStats();
+
+    iewIdleCycles
+        .name(name() + ".iewIdleCycles")
+        .desc("Number of cycles IEW is idle");
+
+    iewSquashCycles
+        .name(name() + ".iewSquashCycles")
+        .desc("Number of cycles IEW is squashing");
+
+    iewBlockCycles
+        .name(name() + ".iewBlockCycles")
+        .desc("Number of cycles IEW is blocking");
+
+    iewUnblockCycles
+        .name(name() + ".iewUnblockCycles")
+        .desc("Number of cycles IEW is unblocking");
+
+//    iewWBInsts;
+
+    iewDispatchedInsts
+        .name(name() + ".iewDispatchedInsts")
+        .desc("Number of instructions dispatched to IQ");
+
+    iewDispSquashedInsts
+        .name(name() + ".iewDispSquashedInsts")
+        .desc("Number of squashed instructions skipped by dispatch");
+
+    iewDispLoadInsts
+        .name(name() + ".iewDispLoadInsts")
+        .desc("Number of dispatched load instructions");
+
+    iewDispStoreInsts
+        .name(name() + ".iewDispStoreInsts")
+        .desc("Number of dispatched store instructions");
+
+    iewDispNonSpecInsts
+        .name(name() + ".iewDispNonSpecInsts")
+        .desc("Number of dispatched non-speculative instructions");
+
+    iewIQFullEvents
+        .name(name() + ".iewIQFullEvents")
+        .desc("Number of times the IQ has become full, causing a stall");
+
+    iewExecutedInsts
+        .name(name() + ".iewExecutedInsts")
+        .desc("Number of executed instructions");
+
+    iewExecLoadInsts
+        .name(name() + ".iewExecLoadInsts")
+        .desc("Number of load instructions executed");
+
+    iewExecStoreInsts
+        .name(name() + ".iewExecStoreInsts")
+        .desc("Number of store instructions executed");
+
+    iewExecSquashedInsts
+        .name(name() + ".iewExecSquashedInsts")
+        .desc("Number of squashed instructions skipped in execute");
+
+    memOrderViolationEvents
+        .name(name() + ".memOrderViolationEvents")
+        .desc("Number of memory order violations");
+
+    predictedTakenIncorrect
+        .name(name() + ".predictedTakenIncorrect")
+        .desc("Number of branches that were predicted taken incorrectly");
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting CPU pointer.\n");
+    cpu = cpu_ptr;
+
+    instQueue.setCPU(cpu_ptr);
+    ldstQueue.setCPU(cpu_ptr);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting time buffer pointer.\n");
+    timeBuffer = tb_ptr;
+
+    // Setup wire to read information from time buffer, from commit.
+    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToIEWDelay);
+
+    // Setup wire to write information back to previous stages.
+    toRename = timeBuffer->getWire(0);
+
+    // Instruction queue also needs main time buffer.
+    instQueue.setTimeBuffer(tb_ptr);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting rename queue pointer.\n");
+    renameQueue = rq_ptr;
+
+    // Setup wire to read information from rename queue.
+    fromRename = renameQueue->getWire(-renameToIEWDelay);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::setIEWQueue(TimeBuffer<IEWStruct> *iq_ptr)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting IEW queue pointer.\n");
+    iewQueue = iq_ptr;
+
+    // Setup wire to write instructions to commit.
+    toCommit = iewQueue->getWire(0);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::setRenameMap(RenameMap *rm_ptr)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Setting rename map pointer.\n");
+    renameMap = rm_ptr;
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::squash()
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Squashing all instructions.\n");
+    _status = Squashing;
+
+    // Tell the IQ to start squashing.
+    instQueue.squash();
+
+    // Tell the LDSTQ to start squashing.
+    ldstQueue.squash(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::squashDueToBranch(DynInstPtr &inst)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Squashing from a specific instruction, PC: %#x.\n",
+            inst->PC);
+    // Perhaps leave the squashing up to the ROB stage to tell it when to
+    // squash?
+    _status = Squashing;
+
+    // Tell rename to squash through the time buffer.
+    toCommit->squash = true;
+    // Also send PC update information back to prior stages.
+    toCommit->squashedSeqNum = inst->seqNum;
+    toCommit->mispredPC = inst->readPC();
+    toCommit->nextPC = inst->readNextPC();
+    toCommit->branchMispredict = true;
+    // Prediction was incorrect, so send back inverse.
+    toCommit->branchTaken = inst->readNextPC() !=
+        (inst->readPC() + sizeof(MachInst));
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::squashDueToMem(DynInstPtr &inst)
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Squashing from a specific instruction, PC: %#x.\n",
+            inst->PC);
+    // Perhaps leave the squashing up to the ROB stage to tell it when to
+    // squash?
+    _status = Squashing;
+
+    // Tell rename to squash through the time buffer.
+    toCommit->squash = true;
+    // Also send PC update information back to prior stages.
+    toCommit->squashedSeqNum = inst->seqNum;
+    toCommit->nextPC = inst->readNextPC();
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::block()
+{
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Blocking.\n");
+    // Set the status to Blocked.
+    _status = Blocked;
+
+    // Add the current inputs to the skid buffer so they can be
+    // reprocessed when this stage unblocks.
+    skidBuffer.push(*fromRename);
+
+    // Note that this stage only signals previous stages to stall when
+    // it is the cause of the stall originates at this stage.  Otherwise
+    // the previous stages are expected to check all possible stall signals.
+}
+
+template<class Impl>
+inline void
+SimpleIEW<Impl>::unblock()
+{
+    // Check if there's information in the skid buffer.  If there is, then
+    // set status to unblocking, otherwise set it directly to running.
+    DPRINTF(IEW, "IEW: Reading instructions out of the skid "
+            "buffer.\n");
+    // Remove the now processed instructions from the skid buffer.
+    skidBuffer.pop();
+
+    // If there's still information in the skid buffer, then
+    // continue to tell previous stages to stall.  They will be
+    // able to restart once the skid buffer is empty.
+    if (!skidBuffer.empty()) {
+        toRename->iewInfo.stall = true;
+    } else {
+        DPRINTF(IEW, "IEW: Stage is done unblocking.\n");
+        _status = Running;
+    }
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &inst)
+{
+    instQueue.wakeDependents(inst);
+}
+
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::instToCommit(DynInstPtr &inst)
+{
+
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::dispatchInsts()
+{
+    ////////////////////////////////////////
+    // DISPATCH/ISSUE stage
+    ////////////////////////////////////////
+
+    //Put into its own function?
+    //Add instructions to IQ if there are any instructions there
+
+    // Check if there are any instructions coming from rename, and we're.
+    // not squashing.
+    if (fromRename->size > 0) {
+        int insts_to_add = fromRename->size;
+
+        // Loop through the instructions, putting them in the instruction
+        // queue.
+        for (int inst_num = 0; inst_num < insts_to_add; ++inst_num)
+        {
+            DynInstPtr inst = fromRename->insts[inst_num];
+
+            // Make sure there's a valid instruction there.
+            assert(inst);
+
+            DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Adding PC %#x to IQ.\n",
+                    inst->readPC());
+
+            // Be sure to mark these instructions as ready so that the
+            // commit stage can go ahead and execute them, and mark
+            // them as issued so the IQ doesn't reprocess them.
+            if (inst->isSquashed()) {
+                ++iewDispSquashedInsts;
+                continue;
+            } else if (instQueue.isFull()) {
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: IQ has become full.\n");
+                // Call function to start blocking.
+                block();
+                // Tell previous stage to stall.
+                toRename->iewInfo.stall = true;
+
+                ++iewIQFullEvents;
+                break;
+            } else if (inst->isLoad()) {
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Memory instruction "
+                        "encountered, adding to LDSTQ.\n");
+
+                // Reserve a spot in the load store queue for this
+                // memory access.
+                ldstQueue.insertLoad(inst);
+
+                ++iewDispLoadInsts;
+            } else if (inst->isStore()) {
+                ldstQueue.insertStore(inst);
+
+                ++iewDispStoreInsts;
+            } else if (inst->isNonSpeculative()) {
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Nonspeculative instruction "
+                        "encountered, skipping.\n");
+
+                // Same hack as with stores.
+                inst->setCanCommit();
+
+                // Specificall insert it as nonspeculative.
+                instQueue.insertNonSpec(inst);
+
+                ++iewDispNonSpecInsts;
+
+                continue;
+            } else if (inst->isNop()) {
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Nop instruction encountered "
+                        ", skipping.\n");
+
+                inst->setIssued();
+                inst->setExecuted();
+                inst->setCanCommit();
+
+                instQueue.advanceTail(inst);
+
+                continue;
+            } else if (inst->isExecuted()) {
+                assert(0 && "Instruction shouldn't be executed.\n");
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Issue: Executed branch encountered, "
+                        "skipping.\n");
+
+                inst->setIssued();
+                inst->setCanCommit();
+
+                instQueue.advanceTail(inst);
+
+                continue;
+            }
+
+            // If the instruction queue is not full, then add the
+            // instruction.
+            instQueue.insert(fromRename->insts[inst_num]);
+
+            ++iewDispatchedInsts;
+        }
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::executeInsts()
+{
+    ////////////////////////////////////////
+    //EXECUTE/WRITEBACK stage
+    ////////////////////////////////////////
+
+    //Put into its own function?
+    //Similarly should probably have separate execution for int vs FP.
+    // Above comment is handled by the issue queue only issuing a valid
+    // mix of int/fp instructions.
+    //Actually okay to just have one execution, buuuuuut will need
+    //somewhere that defines the execution latency of all instructions.
+    // @todo: Move to the FU pool used in the current full cpu.
+
+    int fu_usage = 0;
+    bool fetch_redirect = false;
+    int inst_slot = 0;
+    int time_slot = 0;
+
+    // Execute/writeback any instructions that are available.
+    for (int inst_num = 0;
+         fu_usage < executeWidth && /* Haven't exceeded available FU's. */
+             inst_num < issueWidth &&
+             fromIssue->insts[inst_num];
+         ++inst_num) {
+
+        DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Executing instructions from IQ.\n");
+
+        // Get instruction from issue's queue.
+        DynInstPtr inst = fromIssue->insts[inst_num];
+
+        DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Processing PC %#x.\n", inst->readPC());
+
+        // Check if the instruction is squashed; if so then skip it
+        // and don't count it towards the FU usage.
+        if (inst->isSquashed()) {
+            DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Instruction was squashed.\n");
+
+            // Consider this instruction executed so that commit can go
+            // ahead and retire the instruction.
+            inst->setExecuted();
+
+            toCommit->insts[inst_num] = inst;
+
+            ++iewExecSquashedInsts;
+
+            continue;
+        }
+
+        inst->setExecuted();
+
+        // If an instruction is executed, then count it towards FU usage.
+        ++fu_usage;
+
+        // Execute instruction.
+        // Note that if the instruction faults, it will be handled
+        // at the commit stage.
+        if (inst->isMemRef()) {
+            DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Calculating address for memory "
+                    "reference.\n");
+
+            // Tell the LDSTQ to execute this instruction (if it is a load).
+            if (inst->isLoad()) {
+                ldstQueue.executeLoad(inst);
+
+                ++iewExecLoadInsts;
+            } else if (inst->isStore()) {
+                ldstQueue.executeStore(inst);
+
+                ++iewExecStoreInsts;
+            } else {
+                panic("IEW: Unexpected memory type!\n");
+            }
+
+        } else {
+            inst->execute();
+
+            ++iewExecutedInsts;
+        }
+
+        // First check the time slot that this instruction will write
+        // to.  If there are free write ports at the time, then go ahead
+        // and write the instruction to that time.  If there are not,
+        // keep looking back to see where's the first time there's a
+        // free slot.  What happens if you run out of free spaces?
+        // For now naively assume that all instructions take one cycle.
+        // Otherwise would have to look into the time buffer based on the
+        // latency of the instruction.
+        (*iewQueue)[time_slot].insts[inst_slot];
+        while ((*iewQueue)[time_slot].insts[inst_slot]) {
+            if (inst_slot < issueWidth) {
+                ++inst_slot;
+            } else {
+                ++time_slot;
+                inst_slot = 0;
+            }
+
+            assert(time_slot < 5);
+        }
+
+        // May actually have to work this out, especially with loads and stores
+
+        // Add finished instruction to queue to commit.
+        (*iewQueue)[time_slot].insts[inst_slot] = inst;
+        (*iewQueue)[time_slot].size++;
+
+        // Check if branch was correct.  This check happens after the
+        // instruction is added to the queue because even if the branch
+        // is mispredicted, the branch instruction itself is still valid.
+        // Only handle this if there hasn't already been something that
+        // redirects fetch in this group of instructions.
+        if (!fetch_redirect) {
+            if (inst->mispredicted()) {
+                fetch_redirect = true;
+
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Branch mispredict detected.\n");
+                DPRINTF(IEW, "IEW: Execute: Redirecting fetch to PC: %#x.\n",
+                        inst->nextPC);
+
+                // If incorrect, then signal the ROB that it must be squashed.
+                squashDueToBranch(inst);
+
+                if (inst->predTaken()) {
+                    predictedTakenIncorrect++;
+                }
+            } else if (ldstQueue.violation()) {
+                fetch_redirect = true;
+
+                // Get the DynInst that caused the violation.
+                DynInstPtr violator = ldstQueue.getMemDepViolator();
+
+                DPRINTF(IEW, "IEW: LDSTQ detected a violation.  Violator PC: "
+                        "%#x, inst PC: %#x.  Addr is: %#x.\n",
+                        violator->readPC(), inst->readPC(), inst->physEffAddr);
+
+                // Tell the instruction queue that a violation has occured.
+                instQueue.violation(inst, violator);
+
+                // Squash.
+                squashDueToMem(inst);
+
+                ++memOrderViolationEvents;
+            }
+        }
+    }
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::tick()
+{
+    // Considering putting all the state-determining stuff in this section.
+
+    // Try to fill up issue queue with as many instructions as bandwidth
+    // allows.
+    // Decode should try to execute as many instructions as its bandwidth
+    // will allow, as long as it is not currently blocked.
+
+    // Check if the stage is in a running status.
+    if (_status != Blocked && _status != Squashing) {
+        DPRINTF(IEW, "IEW: Status is not blocked, attempting to run "
+                     "stage.\n");
+        iew();
+
+        // If it's currently unblocking, check to see if it should switch
+        // to running.
+        if (_status == Unblocking) {
+            unblock();
+
+            ++iewUnblockCycles;
+        }
+    } else if (_status == Squashing) {
+
+        DPRINTF(IEW, "IEW: Still squashing.\n");
+
+        // Check if stage should remain squashing.  Stop squashing if the
+        // squash signal clears.
+        if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
+            !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+            DPRINTF(IEW, "IEW: Done squashing, changing status to "
+                    "running.\n");
+
+            _status = Running;
+            instQueue.stopSquash();
+        } else {
+            instQueue.doSquash();
+        }
+
+        ++iewSquashCycles;
+    } else if (_status == Blocked) {
+        // Continue to tell previous stage to stall.
+        toRename->iewInfo.stall = true;
+
+        // Check if possible stall conditions have cleared.
+        if (!fromCommit->commitInfo.stall &&
+            !instQueue.isFull()) {
+            DPRINTF(IEW, "IEW: Stall signals cleared, going to unblock.\n");
+            _status = Unblocking;
+        }
+
+        // If there's still instructions coming from rename, continue to
+        // put them on the skid buffer.
+        if (fromRename->size == 0) {
+            block();
+        }
+
+        if (fromCommit->commitInfo.squash ||
+            fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+            squash();
+        }
+
+        ++iewBlockCycles;
+    }
+
+    // @todo: Maybe put these at the beginning, so if it's idle it can
+    // return early.
+    // Write back number of free IQ entries here.
+    toRename->iewInfo.freeIQEntries = instQueue.numFreeEntries();
+
+    ldstQueue.writebackStores();
+
+    // Check the committed load/store signals to see if there's a load
+    // or store to commit.  Also check if it's being told to execute a
+    // nonspeculative instruction.
+    // This is pretty inefficient...
+    if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
+        !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+        ldstQueue.commitStores(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+        ldstQueue.commitLoads(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+    }
+
+    if (fromCommit->commitInfo.nonSpecSeqNum != 0) {
+        instQueue.scheduleNonSpec(fromCommit->commitInfo.nonSpecSeqNum);
+    }
+
+    DPRINTF(IEW, "IEW: IQ has %i free entries.\n",
+            instQueue.numFreeEntries());
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::iew()
+{
+    // Might want to put all state checks in the tick() function.
+    // Check if being told to stall from commit.
+    if (fromCommit->commitInfo.stall) {
+        block();
+        return;
+    } else if (fromCommit->commitInfo.squash ||
+               fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+        // Also check if commit is telling this stage to squash.
+        squash();
+        return;
+    }
+
+    dispatchInsts();
+
+    // Have the instruction queue try to schedule any ready instructions.
+    instQueue.scheduleReadyInsts();
+
+    executeInsts();
+
+    // Loop through the head of the time buffer and wake any dependents.
+    // These instructions are about to write back.  In the simple model
+    // this loop can really happen within the previous loop, but when
+    // instructions have actual latencies, this loop must be separate.
+    // Also mark scoreboard that this instruction is finally complete.
+    // Either have IEW have direct access to rename map, or have this as
+    // part of backwards communication.
+    for (int inst_num = 0; inst_num < issueWidth &&
+             toCommit->insts[inst_num]; inst_num++)
+    {
+        DynInstPtr inst = toCommit->insts[inst_num];
+
+        DPRINTF(IEW, "IEW: Sending instructions to commit, PC %#x.\n",
+                inst->readPC());
+
+        if(!inst->isSquashed()) {
+            instQueue.wakeDependents(inst);
+
+            for (int i = 0; i < inst->numDestRegs(); i++)
+            {
+                renameMap->markAsReady(inst->renamedDestRegIdx(i));
+            }
+        }
+    }
+
+    // Also should advance its own time buffers if the stage ran.
+    // Not the best place for it, but this works (hopefully).
+    issueToExecQueue.advance();
+}
+
+#ifndef FULL_SYSTEM
+template<class Impl>
+void
+SimpleIEW<Impl>::lsqWriteback()
+{
+    ldstQueue.writebackAllInsts();
+}
+#endif
diff --git a/cpu/o3/inst_queue.cc b/cpu/o3/inst_queue.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2ff2282
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,38 @@
+/*
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+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/inst_queue_impl.hh"
+
+// Force instantiation of InstructionQueue.
+template class InstructionQueue<AlphaSimpleImpl>;
+
+template<>
+unsigned
+InstructionQueue<AlphaSimpleImpl>::DependencyEntry::mem_alloc_counter = 0;
diff --git a/cpu/o3/inst_queue.hh b/cpu/o3/inst_queue.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..02dc122
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,336 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_INST_QUEUE_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_INST_QUEUE_HH__
+
+#include <list>
+#include <map>
+#include <queue>
+#include <vector>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+#include "sim/host.hh"
+
+/**
+ * A standard instruction queue class.  It holds ready instructions, in
+ * order, in seperate priority queues to facilitate the scheduling of
+ * instructions.  The IQ uses a separate linked list to track dependencies.
+ * Similar to the rename map and the free list, it expects that
+ * floating point registers have their indices start after the integer
+ * registers (ie with 96 int and 96 fp registers, regs 0-95 are integer
+ * and 96-191 are fp).  This remains true even for both logical and
+ * physical register indices.
+ */
+template <class Impl>
+class InstructionQueue
+{
+  public:
+    //Typedefs from the Impl.
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+
+    typedef typename Impl::CPUPol::MemDepUnit MemDepUnit;
+    typedef typename Impl::CPUPol::IssueStruct IssueStruct;
+    typedef typename Impl::CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
+
+    // Typedef of iterator through the list of instructions.  Might be
+    // better to untie this from the FullCPU or pass its information to
+    // the stages.
+    typedef typename std::list<DynInstPtr>::iterator ListIt;
+
+    /**
+     * Struct for comparing entries to be added to the priority queue.  This
+     * gives reverse ordering to the instructions in terms of sequence
+     * numbers: the instructions with smaller sequence numbers (and hence
+     * are older) will be at the top of the priority queue.
+     */
+    struct pqCompare
+    {
+        bool operator() (const DynInstPtr &lhs, const DynInstPtr &rhs) const
+        {
+            return lhs->seqNum > rhs->seqNum;
+        }
+    };
+
+    /**
+     * Struct for comparing entries to be added to the set.  This gives
+     * standard ordering in terms of sequence numbers.
+     */
+    struct setCompare
+    {
+        bool operator() (const DynInstPtr &lhs, const DynInstPtr &rhs) const
+        {
+            return lhs->seqNum < rhs->seqNum;
+        }
+    };
+
+    typedef std::priority_queue<DynInstPtr, vector<DynInstPtr>, pqCompare>
+    ReadyInstQueue;
+
+    InstructionQueue(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void setCPU(FullCPU *cpu);
+
+    void setIssueToExecuteQueue(TimeBuffer<IssueStruct> *i2eQueue);
+
+    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
+
+    unsigned numFreeEntries();
+
+    bool isFull();
+
+    void insert(DynInstPtr &new_inst);
+
+    void insertNonSpec(DynInstPtr &new_inst);
+
+    void advanceTail(DynInstPtr &inst);
+
+    void scheduleReadyInsts();
+
+    void scheduleNonSpec(const InstSeqNum &inst);
+
+    void wakeDependents(DynInstPtr &completed_inst);
+
+    void violation(DynInstPtr &store, DynInstPtr &faulting_load);
+
+    // Change this to take in the sequence number
+    void squash();
+
+    void doSquash();
+
+    void stopSquash();
+
+  private:
+    /** Pointer to the CPU. */
+    FullCPU *cpu;
+
+    /** The memory dependence unit, which tracks/predicts memory dependences
+     *  between instructions.
+     */
+    MemDepUnit memDepUnit;
+
+    /** The queue to the execute stage.  Issued instructions will be written
+     *  into it.
+     */
+    TimeBuffer<IssueStruct> *issueToExecuteQueue;
+
+    /** The backwards time buffer. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
+
+    /** Wire to read information from timebuffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
+
+    enum InstList {
+        Int,
+        Float,
+        Branch,
+        Memory,
+        Misc,
+        Squashed,
+        None
+    };
+
+    /** List of ready int instructions.  Used to keep track of the order in
+     *  which instructions should issue.
+     */
+    ReadyInstQueue readyIntInsts;
+
+    /** List of ready floating point instructions. */
+    ReadyInstQueue readyFloatInsts;
+
+    /** List of ready branch instructions. */
+    ReadyInstQueue readyBranchInsts;
+
+    /** List of ready miscellaneous instructions. */
+    ReadyInstQueue readyMiscInsts;
+
+    /** List of squashed instructions (which are still valid and in IQ).
+     *  Implemented using a priority queue; the entries must contain both
+     *  the IQ index and sequence number of each instruction so that
+     *  ordering based on sequence numbers can be used.
+     */
+    ReadyInstQueue squashedInsts;
+
+    /** List of non-speculative instructions that will be scheduled
+     *  once the IQ gets a signal from commit.  While it's redundant to
+     *  have the key be a part of the value (the sequence number is stored
+     *  inside of DynInst), when these instructions are woken up only
+     *  the sequence number will be available.  Thus it is most efficient to be
+     *  able to search by the sequence number alone.
+     */
+    std::map<InstSeqNum, DynInstPtr> nonSpecInsts;
+
+    typedef typename std::map<InstSeqNum, DynInstPtr>::iterator non_spec_it_t;
+
+    /** Number of free IQ entries left. */
+    unsigned freeEntries;
+
+    /** The number of entries in the instruction queue. */
+    unsigned numEntries;
+
+    /** The number of integer instructions that can be issued in one
+     *  cycle.
+     */
+    unsigned intWidth;
+
+    /** The number of floating point instructions that can be issued
+     *  in one cycle.
+     */
+    unsigned floatWidth;
+
+    /** The number of branches that can be issued in one cycle. */
+    unsigned branchWidth;
+
+    /** The number of memory instructions that can be issued in one cycle. */
+    unsigned memoryWidth;
+
+    /** The total number of instructions that can be issued in one cycle. */
+    unsigned totalWidth;
+
+    //The number of physical registers in the CPU.
+    unsigned numPhysRegs;
+
+    /** The number of physical integer registers in the CPU. */
+    unsigned numPhysIntRegs;
+
+    /** The number of floating point registers in the CPU. */
+    unsigned numPhysFloatRegs;
+
+    /** Delay between commit stage and the IQ.
+     *  @todo: Make there be a distinction between the delays within IEW.
+     */
+    unsigned commitToIEWDelay;
+
+    //////////////////////////////////
+    // Variables needed for squashing
+    //////////////////////////////////
+
+    /** The sequence number of the squashed instruction. */
+    InstSeqNum squashedSeqNum;
+
+    /** Iterator that points to the youngest instruction in the IQ. */
+    ListIt tail;
+
+    /** Iterator that points to the last instruction that has been squashed.
+     *  This will not be valid unless the IQ is in the process of squashing.
+     */
+    ListIt squashIt;
+
+    ///////////////////////////////////
+    // Dependency graph stuff
+    ///////////////////////////////////
+
+    class DependencyEntry
+    {
+      public:
+        DynInstPtr inst;
+        //Might want to include data about what arch. register the
+        //dependence is waiting on.
+        DependencyEntry *next;
+
+        //This function, and perhaps this whole class, stand out a little
+        //bit as they don't fit a classification well.  I want access
+        //to the underlying structure of the linked list, yet at
+        //the same time it feels like this should be something abstracted
+        //away.  So for now it will sit here, within the IQ, until
+        //a better implementation is decided upon.
+        // This function probably shouldn't be within the entry...
+        void insert(DynInstPtr &new_inst);
+
+        void remove(DynInstPtr &inst_to_remove);
+
+        // Debug variable, remove when done testing.
+        static unsigned mem_alloc_counter;
+    };
+
+    /** Array of linked lists.  Each linked list is a list of all the
+     *  instructions that depend upon a given register.  The actual
+     *  register's index is used to index into the graph; ie all
+     *  instructions in flight that are dependent upon r34 will be
+     *  in the linked list of dependGraph[34].
+     */
+    DependencyEntry *dependGraph;
+
+    /** A cache of the recently woken registers.  It is 1 if the register
+     *  has been woken up recently, and 0 if the register has been added
+     *  to the dependency graph and has not yet received its value.  It
+     *  is basically a secondary scoreboard, and should pretty much mirror
+     *  the scoreboard that exists in the rename map.
+     */
+    vector<bool> regScoreboard;
+
+    bool addToDependents(DynInstPtr &new_inst);
+    void insertDependency(DynInstPtr &new_inst);
+    void createDependency(DynInstPtr &new_inst);
+
+    void addIfReady(DynInstPtr &inst);
+
+  private:
+    /** Debugging function to count how many entries are in the IQ.  It does
+     *  a linear walk through the instructions, so do not call this function
+     *  during normal execution.
+     */
+    int countInsts();
+
+    /** Debugging function to dump out the dependency graph.
+     */
+    void dumpDependGraph();
+
+    /** Debugging function to dump all the list sizes, as well as print
+     *  out the list of nonspeculative instructions.  Should not be used
+     *  in any other capacity, but it has no harmful sideaffects.
+     */
+    void dumpLists();
+
+    Stats::Scalar<> iqInstsAdded;
+    Stats::Scalar<> iqNonSpecInstsAdded;
+//    Stats::Scalar<> iqIntInstsAdded;
+    Stats::Scalar<> iqIntInstsIssued;
+//    Stats::Scalar<> iqFloatInstsAdded;
+    Stats::Scalar<> iqFloatInstsIssued;
+//    Stats::Scalar<> iqBranchInstsAdded;
+    Stats::Scalar<> iqBranchInstsIssued;
+//    Stats::Scalar<> iqMemInstsAdded;
+    Stats::Scalar<> iqMemInstsIssued;
+//    Stats::Scalar<> iqMiscInstsAdded;
+    Stats::Scalar<> iqMiscInstsIssued;
+    Stats::Scalar<> iqSquashedInstsIssued;
+    Stats::Scalar<> iqLoopSquashStalls;
+    Stats::Scalar<> iqSquashedInstsExamined;
+    Stats::Scalar<> iqSquashedOperandsExamined;
+    Stats::Scalar<> iqSquashedNonSpecRemoved;
+
+};
+
+#endif //__CPU_BETA_CPU_INST_QUEUE_HH__
diff --git a/cpu/o3/inst_queue_impl.hh b/cpu/o3/inst_queue_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2221ba4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1135 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
+ * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
+ * documentation and/or other materials provided with the distribution;
+ * neither the name of the copyright holders nor the names of its
+ * contributors may be used to endorse or promote products derived from
+ * this software without specific prior written permission.
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+ * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+ * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
+ * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+// Todo:
+// Current ordering allows for 0 cycle added-to-scheduled.  Could maybe fake
+// it; either do in reverse order, or have added instructions put into a
+// different ready queue that, in scheduleRreadyInsts(), gets put onto the
+// normal ready queue.  This would however give only a one cycle delay,
+// but probably is more flexible to actually add in a delay parameter than
+// just running it backwards.
+
+#include <vector>
+
+#include "sim/root.hh"
+
+#include "cpu/o3/inst_queue.hh"
+
+// Either compile error or max int due to sign extension.
+// Hack to avoid compile warnings.
+const InstSeqNum MaxInstSeqNum = 0 - 1;
+
+template <class Impl>
+InstructionQueue<Impl>::InstructionQueue(Params &params)
+    : memDepUnit(params),
+      numEntries(params.numIQEntries),
+      intWidth(params.executeIntWidth),
+      floatWidth(params.executeFloatWidth),
+      branchWidth(params.executeBranchWidth),
+      memoryWidth(params.executeMemoryWidth),
+      totalWidth(params.issueWidth),
+      numPhysIntRegs(params.numPhysIntRegs),
+      numPhysFloatRegs(params.numPhysFloatRegs),
+      commitToIEWDelay(params.commitToIEWDelay)
+{
+    // Initialize the number of free IQ entries.
+    freeEntries = numEntries;
+
+    // Set the number of physical registers as the number of int + float
+    numPhysRegs = numPhysIntRegs + numPhysFloatRegs;
+
+    DPRINTF(IQ, "IQ: There are %i physical registers.\n", numPhysRegs);
+
+    //Create an entry for each physical register within the
+    //dependency graph.
+    dependGraph = new DependencyEntry[numPhysRegs];
+
+    // Resize the register scoreboard.
+    regScoreboard.resize(numPhysRegs);
+
+    // Initialize all the head pointers to point to NULL, and all the
+    // entries as unready.
+    // Note that in actuality, the registers corresponding to the logical
+    // registers start off as ready.  However this doesn't matter for the
+    // IQ as the instruction should have been correctly told if those
+    // registers are ready in rename.  Thus it can all be initialized as
+    // unready.
+    for (int i = 0; i < numPhysRegs; ++i)
+    {
+        dependGraph[i].next = NULL;
+        dependGraph[i].inst = NULL;
+        regScoreboard[i] = false;
+    }
+
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::regStats()
+{
+    iqInstsAdded
+        .name(name() + ".iqInstsAdded")
+        .desc("Number of instructions added to the IQ (excludes non-spec)")
+        .prereq(iqInstsAdded);
+
+    iqNonSpecInstsAdded
+        .name(name() + ".iqNonSpecInstsAdded")
+        .desc("Number of non-speculative instructions added to the IQ")
+        .prereq(iqNonSpecInstsAdded);
+
+//    iqIntInstsAdded;
+
+    iqIntInstsIssued
+        .name(name() + ".iqIntInstsIssued")
+        .desc("Number of integer instructions issued")
+        .prereq(iqIntInstsIssued);
+
+//    iqFloatInstsAdded;
+
+    iqFloatInstsIssued
+        .name(name() + ".iqFloatInstsIssued")
+        .desc("Number of float instructions issued")
+        .prereq(iqFloatInstsIssued);
+
+//    iqBranchInstsAdded;
+
+    iqBranchInstsIssued
+        .name(name() + ".iqBranchInstsIssued")
+        .desc("Number of branch instructions issued")
+        .prereq(iqBranchInstsIssued);
+
+//    iqMemInstsAdded;
+
+    iqMemInstsIssued
+        .name(name() + ".iqMemInstsIssued")
+        .desc("Number of memory instructions issued")
+        .prereq(iqMemInstsIssued);
+
+//    iqMiscInstsAdded;
+
+    iqMiscInstsIssued
+        .name(name() + ".iqMiscInstsIssued")
+        .desc("Number of miscellaneous instructions issued")
+        .prereq(iqMiscInstsIssued);
+
+    iqSquashedInstsIssued
+        .name(name() + ".iqSquashedInstsIssued")
+        .desc("Number of squashed instructions issued")
+        .prereq(iqSquashedInstsIssued);
+
+    iqLoopSquashStalls
+        .name(name() + ".iqLoopSquashStalls")
+        .desc("Number of times issue loop had to restart due to squashed "
+              "inst; mainly for profiling")
+        .prereq(iqLoopSquashStalls);
+
+    iqSquashedInstsExamined
+        .name(name() + ".iqSquashedInstsExamined")
+        .desc("Number of squashed instructions iterated over during squash;"
+              " mainly for profiling")
+        .prereq(iqSquashedInstsExamined);
+
+    iqSquashedOperandsExamined
+        .name(name() + ".iqSquashedOperandsExamined")
+        .desc("Number of squashed operands that are examined and possibly "
+              "removed from graph")
+        .prereq(iqSquashedOperandsExamined);
+
+    iqSquashedNonSpecRemoved
+        .name(name() + ".iqSquashedNonSpecRemoved")
+        .desc("Number of squashed non-spec instructions that were removed")
+        .prereq(iqSquashedNonSpecRemoved);
+
+    // Tell mem dependence unit to reg stats as well.
+    memDepUnit.regStats();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    cpu = cpu_ptr;
+
+    tail = cpu->instList.begin();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::setIssueToExecuteQueue(
+                        TimeBuffer<IssueStruct> *i2e_ptr)
+{
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Set the issue to execute queue.\n");
+    issueToExecuteQueue = i2e_ptr;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
+{
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Set the time buffer.\n");
+    timeBuffer = tb_ptr;
+
+    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToIEWDelay);
+}
+
+template <class Impl>
+unsigned
+InstructionQueue<Impl>::numFreeEntries()
+{
+    return freeEntries;
+}
+
+// Might want to do something more complex if it knows how many instructions
+// will be issued this cycle.
+template <class Impl>
+bool
+InstructionQueue<Impl>::isFull()
+{
+    if (freeEntries == 0) {
+        return(true);
+    } else {
+        return(false);
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::insert(DynInstPtr &new_inst)
+{
+    // Make sure the instruction is valid
+    assert(new_inst);
+
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Adding instruction PC %#x to the IQ.\n",
+            new_inst->readPC());
+
+    // Check if there are any free entries.  Panic if there are none.
+    // Might want to have this return a fault in the future instead of
+    // panicing.
+    assert(freeEntries != 0);
+
+    // If the IQ currently has nothing in it, then there's a possibility
+    // that the tail iterator is invalid (might have been pointing at an
+    // instruction that was retired).  Reset the tail iterator.
+    if (freeEntries == numEntries) {
+        tail = cpu->instList.begin();
+    }
+
+    // Move the tail iterator.  Instructions may not have been issued
+    // to the IQ, so we may have to increment the iterator more than once.
+    while ((*tail) != new_inst) {
+        tail++;
+
+        // Make sure the tail iterator points at something legal.
+        assert(tail != cpu->instList.end());
+    }
+
+
+    // Decrease the number of free entries.
+    --freeEntries;
+
+    // Look through its source registers (physical regs), and mark any
+    // dependencies.
+    addToDependents(new_inst);
+
+    // Have this instruction set itself as the producer of its destination
+    // register(s).
+    createDependency(new_inst);
+
+    // If it's a memory instruction, add it to the memory dependency
+    // unit.
+    if (new_inst->isMemRef()) {
+        memDepUnit.insert(new_inst);
+        // Uh..forgot to look it up and put it on the proper dependency list
+        // if the instruction should not go yet.
+    } else {
+        // If the instruction is ready then add it to the ready list.
+        addIfReady(new_inst);
+    }
+
+    ++iqInstsAdded;
+
+    assert(freeEntries == (numEntries - countInsts()));
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::insertNonSpec(DynInstPtr &inst)
+{
+    nonSpecInsts[inst->seqNum] = inst;
+
+    // @todo: Clean up this code; can do it by setting inst as unable
+    // to issue, then calling normal insert on the inst.
+
+    // Make sure the instruction is valid
+    assert(inst);
+
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Adding instruction PC %#x to the IQ.\n",
+            inst->readPC());
+
+    // Check if there are any free entries.  Panic if there are none.
+    // Might want to have this return a fault in the future instead of
+    // panicing.
+    assert(freeEntries != 0);
+
+    // If the IQ currently has nothing in it, then there's a possibility
+    // that the tail iterator is invalid (might have been pointing at an
+    // instruction that was retired).  Reset the tail iterator.
+    if (freeEntries == numEntries) {
+        tail = cpu->instList.begin();
+    }
+
+    // Move the tail iterator.  Instructions may not have been issued
+    // to the IQ, so we may have to increment the iterator more than once.
+    while ((*tail) != inst) {
+        tail++;
+
+        // Make sure the tail iterator points at something legal.
+        assert(tail != cpu->instList.end());
+    }
+
+    // Decrease the number of free entries.
+    --freeEntries;
+
+    // Have this instruction set itself as the producer of its destination
+    // register(s).
+    createDependency(inst);
+
+    // If it's a memory instruction, add it to the memory dependency
+    // unit.
+    if (inst->isMemRef()) {
+        memDepUnit.insertNonSpec(inst);
+    }
+
+    ++iqNonSpecInstsAdded;
+}
+
+// Slightly hack function to advance the tail iterator in the case that
+// the IEW stage issues an instruction that is not added to the IQ.  This
+// is needed in case a long chain of such instructions occurs.
+// I don't think this is used anymore.
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::advanceTail(DynInstPtr &inst)
+{
+    // Make sure the instruction is valid
+    assert(inst);
+
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Adding instruction PC %#x to the IQ.\n",
+            inst->readPC());
+
+    // Check if there are any free entries.  Panic if there are none.
+    // Might want to have this return a fault in the future instead of
+    // panicing.
+    assert(freeEntries != 0);
+
+    // If the IQ currently has nothing in it, then there's a possibility
+    // that the tail iterator is invalid (might have been pointing at an
+    // instruction that was retired).  Reset the tail iterator.
+    if (freeEntries == numEntries) {
+        tail = cpu->instList.begin();
+    }
+
+    // Move the tail iterator.  Instructions may not have been issued
+    // to the IQ, so we may have to increment the iterator more than once.
+    while ((*tail) != inst) {
+        tail++;
+
+        // Make sure the tail iterator points at something legal.
+        assert(tail != cpu->instList.end());
+    }
+
+    assert(freeEntries <= numEntries);
+
+    // Have this instruction set itself as the producer of its destination
+    // register(s).
+    createDependency(inst);
+}
+
+// Need to make sure the number of float and integer instructions
+// issued does not exceed the total issue bandwidth.
+// @todo: Figure out a better way to remove the squashed items from the
+// lists.  Checking the top item of each list to see if it's squashed
+// wastes time and forces jumps.
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::scheduleReadyInsts()
+{
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Attempting to schedule ready instructions from "
+                "the IQ.\n");
+
+    int int_issued = 0;
+    int float_issued = 0;
+    int branch_issued = 0;
+    int memory_issued = 0;
+    int squashed_issued = 0;
+    int total_issued = 0;
+
+    IssueStruct *i2e_info = issueToExecuteQueue->access(0);
+
+    bool insts_available = !readyBranchInsts.empty() ||
+        !readyIntInsts.empty() ||
+        !readyFloatInsts.empty() ||
+        !memDepUnit.empty() ||
+        !readyMiscInsts.empty() ||
+        !squashedInsts.empty();
+
+    // Note: Requires a globally defined constant.
+    InstSeqNum oldest_inst = MaxInstSeqNum;
+    InstList list_with_oldest = None;
+
+    // Temporary values.
+    DynInstPtr int_head_inst;
+    DynInstPtr float_head_inst;
+    DynInstPtr branch_head_inst;
+    DynInstPtr mem_head_inst;
+    DynInstPtr misc_head_inst;
+    DynInstPtr squashed_head_inst;
+
+    // Somewhat nasty code to look at all of the lists where issuable
+    // instructions are located, and choose the oldest instruction among
+    // those lists.  Consider a rewrite in the future.
+    while (insts_available && total_issued < totalWidth)
+    {
+        // Set this to false.  Each if-block is required to set it to true
+        // if there were instructions available this check.  This will cause
+        // this loop to run once more than necessary, but avoids extra calls.
+        insts_available = false;
+
+        oldest_inst = MaxInstSeqNum;
+
+        list_with_oldest = None;
+
+        if (!readyIntInsts.empty() &&
+            int_issued < intWidth) {
+
+            insts_available = true;
+
+            int_head_inst = readyIntInsts.top();
+
+            if (int_head_inst->isSquashed()) {
+                readyIntInsts.pop();
+
+                ++iqLoopSquashStalls;
+
+                continue;
+            }
+
+            oldest_inst = int_head_inst->seqNum;
+
+            list_with_oldest = Int;
+        }
+
+        if (!readyFloatInsts.empty() &&
+            float_issued < floatWidth) {
+
+            insts_available = true;
+
+            float_head_inst = readyFloatInsts.top();
+
+            if (float_head_inst->isSquashed()) {
+                readyFloatInsts.pop();
+
+                ++iqLoopSquashStalls;
+
+                continue;
+            } else if (float_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
+                oldest_inst = float_head_inst->seqNum;
+
+                list_with_oldest = Float;
+            }
+        }
+
+        if (!readyBranchInsts.empty() &&
+            branch_issued < branchWidth) {
+
+            insts_available = true;
+
+            branch_head_inst = readyBranchInsts.top();
+
+            if (branch_head_inst->isSquashed()) {
+                readyBranchInsts.pop();
+
+                ++iqLoopSquashStalls;
+
+                continue;
+            } else if (branch_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
+                oldest_inst = branch_head_inst->seqNum;
+
+                list_with_oldest = Branch;
+            }
+
+        }
+
+        if (!memDepUnit.empty() &&
+            memory_issued < memoryWidth) {
+
+            insts_available = true;
+
+            mem_head_inst = memDepUnit.top();
+
+            if (mem_head_inst->isSquashed()) {
+                memDepUnit.pop();
+
+                ++iqLoopSquashStalls;
+
+                continue;
+            } else if (mem_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
+                oldest_inst = mem_head_inst->seqNum;
+
+                list_with_oldest = Memory;
+            }
+        }
+
+        if (!readyMiscInsts.empty()) {
+
+            insts_available = true;
+
+            misc_head_inst = readyMiscInsts.top();
+
+            if (misc_head_inst->isSquashed()) {
+                readyMiscInsts.pop();
+
+                ++iqLoopSquashStalls;
+
+                continue;
+            } else if (misc_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
+                oldest_inst = misc_head_inst->seqNum;
+
+                list_with_oldest = Misc;
+            }
+        }
+
+        if (!squashedInsts.empty()) {
+
+            insts_available = true;
+
+            squashed_head_inst = squashedInsts.top();
+
+            if (squashed_head_inst->seqNum < oldest_inst) {
+                list_with_oldest = Squashed;
+            }
+
+        }
+
+        DynInstPtr issuing_inst = NULL;
+
+        switch (list_with_oldest) {
+          case None:
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Not able to schedule any instructions. Issuing "
+                    "inst is %#x.\n", issuing_inst);
+            break;
+
+          case Int:
+            issuing_inst = int_head_inst;
+            readyIntInsts.pop();
+            ++int_issued;
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing integer instruction PC %#x.\n",
+                    issuing_inst->readPC());
+            break;
+
+          case Float:
+            issuing_inst = float_head_inst;
+            readyFloatInsts.pop();
+            ++float_issued;
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing float instruction PC %#x.\n",
+                    issuing_inst->readPC());
+            break;
+
+          case Branch:
+            issuing_inst = branch_head_inst;
+            readyBranchInsts.pop();
+            ++branch_issued;
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing branch instruction PC %#x.\n",
+                    issuing_inst->readPC());
+            break;
+
+          case Memory:
+            issuing_inst = mem_head_inst;
+
+            memDepUnit.pop();
+            ++memory_issued;
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing memory instruction PC %#x.\n",
+                    issuing_inst->readPC());
+            break;
+
+          case Misc:
+            issuing_inst = misc_head_inst;
+            readyMiscInsts.pop();
+
+            ++iqMiscInstsIssued;
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing a miscellaneous instruction PC %#x.\n",
+                    issuing_inst->readPC());
+            break;
+
+          case Squashed:
+            assert(0 && "Squashed insts should not issue any more!");
+            squashedInsts.pop();
+            // Set the squashed instruction as able to commit so that commit
+            // can just drop it from the ROB.  This is a bit faked.
+            ++squashed_issued;
+            ++freeEntries;
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Issuing squashed instruction PC %#x.\n",
+                    squashed_head_inst->readPC());
+            break;
+        }
+
+        if (list_with_oldest != None && list_with_oldest != Squashed) {
+            i2e_info->insts[total_issued] = issuing_inst;
+            i2e_info->size++;
+
+            issuing_inst->setIssued();
+
+            ++freeEntries;
+            ++total_issued;
+        }
+
+        assert(freeEntries == (numEntries - countInsts()));
+    }
+
+    iqIntInstsIssued += int_issued;
+    iqFloatInstsIssued += float_issued;
+    iqBranchInstsIssued += branch_issued;
+    iqMemInstsIssued += memory_issued;
+    iqSquashedInstsIssued += squashed_issued;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::scheduleNonSpec(const InstSeqNum &inst)
+{
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Marking nonspeculative instruction with sequence "
+            "number %i as ready to execute.\n", inst);
+
+    non_spec_it_t inst_it = nonSpecInsts.find(inst);
+
+    assert(inst_it != nonSpecInsts.end());
+
+    // Mark this instruction as ready to issue.
+    (*inst_it).second->setCanIssue();
+
+    // Now schedule the instruction.
+    if (!(*inst_it).second->isMemRef()) {
+        addIfReady((*inst_it).second);
+    } else {
+        memDepUnit.nonSpecInstReady((*inst_it).second);
+    }
+
+    nonSpecInsts.erase(inst_it);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &completed_inst)
+{
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Waking dependents of completed instruction.\n");
+    //Look at the physical destination register of the DynInst
+    //and look it up on the dependency graph.  Then mark as ready
+    //any instructions within the instruction queue.
+    DependencyEntry *curr;
+
+    // Tell the memory dependence unit to wake any dependents on this
+    // instruction if it is a memory instruction.
+
+    if (completed_inst->isMemRef()) {
+        memDepUnit.wakeDependents(completed_inst);
+    }
+
+    for (int dest_reg_idx = 0;
+         dest_reg_idx < completed_inst->numDestRegs();
+         dest_reg_idx++)
+    {
+        PhysRegIndex dest_reg =
+            completed_inst->renamedDestRegIdx(dest_reg_idx);
+
+        // Special case of uniq or control registers.  They are not
+        // handled by the IQ and thus have no dependency graph entry.
+        // @todo Figure out a cleaner way to handle this.
+        if (dest_reg >= numPhysRegs) {
+            continue;
+        }
+
+        DPRINTF(IQ, "IQ: Waking any dependents on register %i.\n",
+                (int) dest_reg);
+
+        //Maybe abstract this part into a function.
+        //Go through the dependency chain, marking the registers as ready
+        //within the waiting instructions.
+        while (dependGraph[dest_reg].next) {
+
+            curr = dependGraph[dest_reg].next;
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Waking up a dependent instruction, PC%#x.\n",
+                    curr->inst->readPC());
+
+            // Might want to give more information to the instruction
+            // so that it knows which of its source registers is ready.
+            // However that would mean that the dependency graph entries
+            // would need to hold the src_reg_idx.
+            curr->inst->markSrcRegReady();
+
+            addIfReady(curr->inst);
+
+            dependGraph[dest_reg].next = curr->next;
+
+            DependencyEntry::mem_alloc_counter--;
+
+            curr->inst = NULL;
+
+            delete curr;
+        }
+
+        // Reset the head node now that all of its dependents have been woken
+        // up.
+        dependGraph[dest_reg].next = NULL;
+        dependGraph[dest_reg].inst = NULL;
+
+        // Mark the scoreboard as having that register ready.
+        regScoreboard[dest_reg] = true;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::violation(DynInstPtr &store,
+                                  DynInstPtr &faulting_load)
+{
+    memDepUnit.violation(store, faulting_load);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::squash()
+{
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Starting to squash instructions in the IQ.\n");
+
+    // Read instruction sequence number of last instruction out of the
+    // time buffer.
+    squashedSeqNum = fromCommit->commitInfo.doneSeqNum;
+
+    // Setup the squash iterator to point to the tail.
+    squashIt = tail;
+
+    // Call doSquash if there are insts in the IQ
+    if (freeEntries != numEntries) {
+        doSquash();
+    }
+
+    // Also tell the memory dependence unit to squash.
+    memDepUnit.squash(squashedSeqNum);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::doSquash()
+{
+    // Make sure the squash iterator isn't pointing to nothing.
+    assert(squashIt != cpu->instList.end());
+    // Make sure the squashed sequence number is valid.
+    assert(squashedSeqNum != 0);
+
+    DPRINTF(IQ, "IQ: Squashing instructions in the IQ.\n");
+
+    // Squash any instructions younger than the squashed sequence number
+    // given.
+    while ((*squashIt)->seqNum > squashedSeqNum) {
+        DynInstPtr squashed_inst = (*squashIt);
+
+        // Only handle the instruction if it actually is in the IQ and
+        // hasn't already been squashed in the IQ.
+        if (!squashed_inst->isIssued() &&
+            !squashed_inst->isSquashedInIQ()) {
+
+            // Remove the instruction from the dependency list.
+            // Hack for now: These below don't add themselves to the
+            // dependency list, so don't try to remove them.
+            if (!squashed_inst->isNonSpeculative()/* &&
+                                                     !squashed_inst->isStore()*/
+                ) {
+
+                for (int src_reg_idx = 0;
+                     src_reg_idx < squashed_inst->numSrcRegs();
+                     src_reg_idx++)
+                {
+                    PhysRegIndex src_reg =
+                        squashed_inst->renamedSrcRegIdx(src_reg_idx);
+
+                    // Only remove it from the dependency graph if it was
+                    // placed there in the first place.
+                    // HACK: This assumes that instructions woken up from the
+                    // dependency chain aren't informed that a specific src
+                    // register has become ready.  This may not always be true
+                    // in the future.
+                    if (!squashed_inst->isReadySrcRegIdx(src_reg_idx) &&
+                        src_reg < numPhysRegs) {
+                        dependGraph[src_reg].remove(squashed_inst);
+                    }
+
+                    ++iqSquashedOperandsExamined;
+                }
+
+                // Might want to remove producers as well.
+            } else {
+                nonSpecInsts[squashed_inst->seqNum] = NULL;
+
+                nonSpecInsts.erase(squashed_inst->seqNum);
+
+                ++iqSquashedNonSpecRemoved;
+            }
+
+            // Might want to also clear out the head of the dependency graph.
+
+            // Mark it as squashed within the IQ.
+            squashed_inst->setSquashedInIQ();
+
+//            squashedInsts.push(squashed_inst);
+            squashed_inst->setIssued();
+            squashed_inst->setCanCommit();
+
+            ++freeEntries;
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Instruction PC %#x squashed.\n",
+                    squashed_inst->readPC());
+        }
+
+        --squashIt;
+        ++iqSquashedInstsExamined;
+    }
+
+    assert(freeEntries <= numEntries);
+
+    if (freeEntries == numEntries) {
+        tail = cpu->instList.end();
+    }
+
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::stopSquash()
+{
+    // Clear up the squash variables to ensure that squashing doesn't
+    // get called improperly.
+    squashedSeqNum = 0;
+
+    squashIt = cpu->instList.end();
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::DependencyEntry::insert(DynInstPtr &new_inst)
+{
+    //Add this new, dependent instruction at the head of the dependency
+    //chain.
+
+    // First create the entry that will be added to the head of the
+    // dependency chain.
+    DependencyEntry *new_entry = new DependencyEntry;
+    new_entry->next = this->next;
+    new_entry->inst = new_inst;
+
+    // Then actually add it to the chain.
+    this->next = new_entry;
+
+    ++mem_alloc_counter;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::DependencyEntry::remove(DynInstPtr &inst_to_remove)
+{
+    DependencyEntry *prev = this;
+    DependencyEntry *curr = this->next;
+
+    // Make sure curr isn't NULL.  Because this instruction is being
+    // removed from a dependency list, it must have been placed there at
+    // an earlier time.  The dependency chain should not be empty,
+    // unless the instruction dependent upon it is already ready.
+    if (curr == NULL) {
+        return;
+    }
+
+    // Find the instruction to remove within the dependency linked list.
+    while(curr->inst != inst_to_remove)
+    {
+        prev = curr;
+        curr = curr->next;
+
+        assert(curr != NULL);
+    }
+
+    // Now remove this instruction from the list.
+    prev->next = curr->next;
+
+    --mem_alloc_counter;
+
+    // Could push this off to the destructor of DependencyEntry
+    curr->inst = NULL;
+
+    delete curr;
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+InstructionQueue<Impl>::addToDependents(DynInstPtr &new_inst)
+{
+    // Loop through the instruction's source registers, adding
+    // them to the dependency list if they are not ready.
+    int8_t total_src_regs = new_inst->numSrcRegs();
+    bool return_val = false;
+
+    for (int src_reg_idx = 0;
+         src_reg_idx < total_src_regs;
+         src_reg_idx++)
+    {
+        // Only add it to the dependency graph if it's not ready.
+        if (!new_inst->isReadySrcRegIdx(src_reg_idx)) {
+            PhysRegIndex src_reg = new_inst->renamedSrcRegIdx(src_reg_idx);
+
+            // Check the IQ's scoreboard to make sure the register
+            // hasn't become ready while the instruction was in flight
+            // between stages.  Only if it really isn't ready should
+            // it be added to the dependency graph.
+            if (src_reg >= numPhysRegs) {
+                continue;
+            } else if (regScoreboard[src_reg] == false) {
+                DPRINTF(IQ, "IQ: Instruction PC %#x has src reg %i that "
+                        "is being added to the dependency chain.\n",
+                        new_inst->readPC(), src_reg);
+
+                dependGraph[src_reg].insert(new_inst);
+
+                // Change the return value to indicate that something
+                // was added to the dependency graph.
+                return_val = true;
+            } else {
+                DPRINTF(IQ, "IQ: Instruction PC %#x has src reg %i that "
+                        "became ready before it reached the IQ.\n",
+                        new_inst->readPC(), src_reg);
+                // Mark a register ready within the instruction.
+                new_inst->markSrcRegReady();
+            }
+        }
+    }
+
+    return return_val;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::createDependency(DynInstPtr &new_inst)
+{
+    //Actually nothing really needs to be marked when an
+    //instruction becomes the producer of a register's value,
+    //but for convenience a ptr to the producing instruction will
+    //be placed in the head node of the dependency links.
+    int8_t total_dest_regs = new_inst->numDestRegs();
+
+    for (int dest_reg_idx = 0;
+         dest_reg_idx < total_dest_regs;
+         dest_reg_idx++)
+    {
+        PhysRegIndex dest_reg = new_inst->renamedDestRegIdx(dest_reg_idx);
+
+        // Instructions that use the misc regs will have a reg number
+        // higher than the normal physical registers.  In this case these
+        // registers are not renamed, and there is no need to track
+        // dependencies as these instructions must be executed at commit.
+        if (dest_reg >= numPhysRegs) {
+            continue;
+        }
+
+        dependGraph[dest_reg].inst = new_inst;
+
+        if (dependGraph[dest_reg].next) {
+            dumpDependGraph();
+            panic("IQ: Dependency graph not empty!");
+        }
+
+        // Mark the scoreboard to say it's not yet ready.
+        regScoreboard[dest_reg] = false;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::addIfReady(DynInstPtr &inst)
+{
+    //If the instruction now has all of its source registers
+    // available, then add it to the list of ready instructions.
+    if (inst->readyToIssue()) {
+
+        //Add the instruction to the proper ready list.
+        if (inst->isControl()) {
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Branch instruction is ready to issue, "
+                    "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
+                    inst->readPC());
+            readyBranchInsts.push(inst);
+
+        } else if (inst->isMemRef()) {
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Checking if memory instruction can issue.\n");
+
+            // Message to the mem dependence unit that this instruction has
+            // its registers ready.
+
+            memDepUnit.regsReady(inst);
+
+#if 0
+            if (memDepUnit.readyToIssue(inst)) {
+                DPRINTF(IQ, "IQ: Memory instruction is ready to issue, "
+                        "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
+                        inst->readPC());
+                readyMemInsts.push(inst);
+            } else {
+                // Make dependent on the store.
+                // Will need some way to get the store instruction it should
+                // be dependent upon; then when the store issues it can
+                // put the instruction on the ready list.
+                // Yet another tree?
+                assert(0 && "Instruction has no way to actually issue");
+            }
+#endif
+
+        } else if (inst->isInteger()) {
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Integer instruction is ready to issue, "
+                    "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
+                    inst->readPC());
+            readyIntInsts.push(inst);
+
+        } else if (inst->isFloating()) {
+
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Floating instruction is ready to issue, "
+                    "putting it onto the ready list, PC %#x.\n",
+                    inst->readPC());
+            readyFloatInsts.push(inst);
+
+        } else {
+            DPRINTF(IQ, "IQ: Miscellaneous instruction is ready to issue, "
+                    "putting it onto the ready list, PC %#x..\n",
+                    inst->readPC());
+
+            readyMiscInsts.push(inst);
+        }
+    }
+}
+
+/*
+ * Caution, this function must not be called prior to tail being updated at
+ * least once, otherwise it will fail the assertion.  This is because
+ * instList.begin() actually changes upon the insertion of an element into the
+ * list when the list is empty.
+ */
+template <class Impl>
+int
+InstructionQueue<Impl>::countInsts()
+{
+    ListIt count_it = cpu->instList.begin();
+    int total_insts = 0;
+
+    if (tail == cpu->instList.end())
+        return 0;
+
+    while (count_it != tail) {
+        if (!(*count_it)->isIssued()) {
+            ++total_insts;
+        }
+
+        ++count_it;
+
+        assert(count_it != cpu->instList.end());
+    }
+
+    // Need to count the tail iterator as well.
+    if (count_it != cpu->instList.end() &&
+        (*count_it) &&
+        !(*count_it)->isIssued()) {
+        ++total_insts;
+    }
+
+    return total_insts;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::dumpDependGraph()
+{
+    DependencyEntry *curr;
+
+    for (int i = 0; i < numPhysRegs; ++i)
+    {
+        curr = &dependGraph[i];
+
+        if (curr->inst) {
+            cprintf("dependGraph[%i]: producer: %#x consumer: ", i,
+                    curr->inst->readPC());
+        } else {
+            cprintf("dependGraph[%i]: No producer. consumer: ", i);
+        }
+
+        while (curr->next != NULL) {
+            curr = curr->next;
+
+            cprintf("%#x ", curr->inst->readPC());
+        }
+
+        cprintf("\n");
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+InstructionQueue<Impl>::dumpLists()
+{
+    cprintf("Ready integer list size: %i\n", readyIntInsts.size());
+
+    cprintf("Ready float list size: %i\n", readyFloatInsts.size());
+
+    cprintf("Ready branch list size: %i\n", readyBranchInsts.size());
+
+    cprintf("Ready misc list size: %i\n", readyMiscInsts.size());
+
+    cprintf("Squashed list size: %i\n", squashedInsts.size());
+
+    cprintf("Non speculative list size: %i\n", nonSpecInsts.size());
+
+    non_spec_it_t non_spec_it = nonSpecInsts.begin();
+
+    cprintf("Non speculative list: ");
+
+    while (non_spec_it != nonSpecInsts.end()) {
+        cprintf("%#x ", (*non_spec_it).second->readPC());
+        ++non_spec_it;
+    }
+
+    cprintf("\n");
+
+}
diff --git a/cpu/o3/mem_dep_unit.cc b/cpu/o3/mem_dep_unit.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9c1e7f9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,36 @@
+/*
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/store_set.hh"
+#include "cpu/o3/mem_dep_unit_impl.hh"
+
+// Force instantation of memory dependency unit using store sets and
+// AlphaSimpleImpl.
+template class MemDepUnit<StoreSet, AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/mem_dep_unit.hh b/cpu/o3/mem_dep_unit.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f2bb892
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,164 @@
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_MEM_DEP_UNIT_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_MEM_DEP_UNIT_HH__
+
+#include <map>
+#include <set>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+
+/**
+ * Memory dependency unit class.  This holds the memory dependence predictor.
+ * As memory operations are issued to the IQ, they are also issued to this
+ * unit, which then looks up the prediction as to what they are dependent
+ * upon.  This unit must be checked prior to a memory operation being able
+ * to issue.  Although this is templated, it's somewhat hard to make a generic
+ * memory dependence unit.  This one is mostly for store sets; it will be
+ * quite limited in what other memory dependence predictions it can also
+ * utilize.  Thus this class should be most likely be rewritten for other
+ * dependence prediction schemes.
+ */
+template <class MemDepPred, class Impl>
+class MemDepUnit {
+  public:
+    typedef typename Impl::Params Params;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+  public:
+    MemDepUnit(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void insert(DynInstPtr &inst);
+
+    void insertNonSpec(DynInstPtr &inst);
+
+    // Will want to make this operation relatively fast.  Right now it
+    // is somewhat slow.
+    DynInstPtr &top();
+
+    void pop();
+
+    void regsReady(DynInstPtr &inst);
+
+    void nonSpecInstReady(DynInstPtr &inst);
+
+    void issue(DynInstPtr &inst);
+
+    void wakeDependents(DynInstPtr &inst);
+
+    void squash(const InstSeqNum &squashed_num);
+
+    void violation(DynInstPtr &store_inst, DynInstPtr &violating_load);
+
+    inline bool empty()
+    { return readyInsts.empty(); }
+
+  private:
+    typedef typename std::set<InstSeqNum>::iterator sn_it_t;
+    typedef typename std::map<InstSeqNum, DynInstPtr>::iterator dyn_it_t;
+
+    // Forward declarations so that the following two typedefs work.
+    class Dependency;
+    class ltDependency;
+
+    typedef typename std::set<Dependency, ltDependency>::iterator dep_it_t;
+    typedef typename std::map<InstSeqNum, vector<dep_it_t> >::iterator
+    sd_it_t;
+
+    struct Dependency {
+        Dependency(const InstSeqNum &_seqNum)
+            : seqNum(_seqNum), regsReady(0), memDepReady(0)
+        { }
+
+        Dependency(const InstSeqNum &_seqNum, bool _regsReady,
+                   bool _memDepReady)
+            : seqNum(_seqNum), regsReady(_regsReady),
+              memDepReady(_memDepReady)
+        { }
+
+        InstSeqNum seqNum;
+        mutable bool regsReady;
+        mutable bool memDepReady;
+        mutable sd_it_t storeDep;
+    };
+
+    struct ltDependency {
+        bool operator() (const Dependency &lhs, const Dependency &rhs)
+        {
+            return lhs.seqNum < rhs.seqNum;
+        }
+    };
+
+    inline void moveToReady(dep_it_t &woken_inst);
+
+    /** List of instructions that have passed through rename, yet are still
+     *  waiting on either a memory dependence to resolve or source registers to
+     *  become available before they can issue.
+     */
+    std::set<Dependency, ltDependency> waitingInsts;
+
+    /** List of instructions that have all their predicted memory dependences
+     *  resolved and their source registers ready.
+     */
+    std::set<InstSeqNum> readyInsts;
+
+    // Change this to hold a vector of iterators, which will point to the
+    // entry of the waiting instructions.
+    /** List of stores' sequence numbers, each of which has a vector of
+     *  iterators.  The iterators point to the appropriate node within
+     *  waitingInsts that has the depenendent instruction.
+     */
+    std::map<InstSeqNum, vector<dep_it_t> > storeDependents;
+
+    // For now will implement this as a map...hash table might not be too
+    // bad, or could move to something that mimics the current dependency
+    // graph.
+    std::map<InstSeqNum, DynInstPtr> memInsts;
+
+    // Iterator pointer to the top instruction which has is ready.
+    // Is set by the top() call.
+    dyn_it_t topInst;
+
+    /** The memory dependence predictor.  It is accessed upon new
+     *  instructions being added to the IQ, and responds by telling
+     *  this unit what instruction the newly added instruction is dependent
+     *  upon.
+     */
+    MemDepPred depPred;
+
+    Stats::Scalar<> insertedLoads;
+    Stats::Scalar<> insertedStores;
+    Stats::Scalar<> conflictingLoads;
+    Stats::Scalar<> conflictingStores;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_MEM_DEP_UNIT_HH__
diff --git a/cpu/o3/mem_dep_unit_impl.hh b/cpu/o3/mem_dep_unit_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..296db4c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,419 @@
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include <map>
+
+#include "cpu/o3/mem_dep_unit.hh"
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::MemDepUnit(Params &params)
+    : depPred(params.SSITSize, params.LFSTSize)
+{
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Creating MemDepUnit object.\n");
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::regStats()
+{
+    insertedLoads
+        .name(name() + ".memDep.insertedLoads")
+        .desc("Number of loads inserted to the mem dependence unit.");
+
+    insertedStores
+        .name(name() + ".memDep.insertedStores")
+        .desc("Number of stores inserted to the mem dependence unit.");
+
+    conflictingLoads
+        .name(name() + ".memDep.conflictingLoads")
+        .desc("Number of conflicting loads.");
+
+    conflictingStores
+        .name(name() + ".memDep.conflictingStores")
+        .desc("Number of conflicting stores.");
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::insert(DynInstPtr &inst)
+{
+    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
+
+    Dependency unresolved_dependencies(inst_seq_num);
+
+    InstSeqNum producing_store = depPred.checkInst(inst->readPC());
+
+    if (producing_store == 0 ||
+        storeDependents.find(producing_store) == storeDependents.end()) {
+
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: No dependency for inst PC "
+                "%#x.\n", inst->readPC());
+
+        unresolved_dependencies.storeDep = storeDependents.end();
+
+        if (inst->readyToIssue()) {
+            readyInsts.insert(inst_seq_num);
+        } else {
+            unresolved_dependencies.memDepReady = true;
+
+            waitingInsts.insert(unresolved_dependencies);
+        }
+    } else {
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Adding to dependency list; "
+                "inst PC %#x is dependent on seq num %i.\n",
+                inst->readPC(), producing_store);
+
+        if (inst->readyToIssue()) {
+            unresolved_dependencies.regsReady = true;
+        }
+
+        // Find the store that this instruction is dependent on.
+        sd_it_t store_loc = storeDependents.find(producing_store);
+
+        assert(store_loc != storeDependents.end());
+
+        // Record the location of the store that this instruction is
+        // dependent on.
+        unresolved_dependencies.storeDep = store_loc;
+
+        // If it's not already ready, then add it to the renamed
+        // list and the dependencies.
+        dep_it_t inst_loc =
+            (waitingInsts.insert(unresolved_dependencies)).first;
+
+        // Add this instruction to the list of dependents.
+        (*store_loc).second.push_back(inst_loc);
+
+        assert(!(*store_loc).second.empty());
+
+        if (inst->isLoad()) {
+            ++conflictingLoads;
+        } else {
+            ++conflictingStores;
+        }
+    }
+
+    if (inst->isStore()) {
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Inserting store PC %#x.\n",
+                inst->readPC());
+
+        depPred.insertStore(inst->readPC(), inst_seq_num);
+
+        // Make sure this store isn't already in this list.
+        assert(storeDependents.find(inst_seq_num) == storeDependents.end());
+
+        // Put a dependency entry in at the store's sequence number.
+        // Uh, not sure how this works...I want to create an entry but
+        // I don't have anything to put into the value yet.
+        storeDependents[inst_seq_num];
+
+        assert(storeDependents.size() != 0);
+
+        ++insertedStores;
+
+    } else if (inst->isLoad()) {
+        ++insertedLoads;
+    } else {
+        panic("MemDepUnit: Unknown type! (most likely a barrier).");
+    }
+
+    memInsts[inst_seq_num] = inst;
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::insertNonSpec(DynInstPtr &inst)
+{
+    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
+
+    Dependency non_spec_inst(inst_seq_num);
+
+    non_spec_inst.storeDep = storeDependents.end();
+
+    waitingInsts.insert(non_spec_inst);
+
+    // Might want to turn this part into an inline function or something.
+    // It's shared between both insert functions.
+    if (inst->isStore()) {
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Inserting store PC %#x.\n",
+                inst->readPC());
+
+        depPred.insertStore(inst->readPC(), inst_seq_num);
+
+        // Make sure this store isn't already in this list.
+        assert(storeDependents.find(inst_seq_num) == storeDependents.end());
+
+        // Put a dependency entry in at the store's sequence number.
+        // Uh, not sure how this works...I want to create an entry but
+        // I don't have anything to put into the value yet.
+        storeDependents[inst_seq_num];
+
+        assert(storeDependents.size() != 0);
+
+        ++insertedStores;
+
+    } else if (inst->isLoad()) {
+        ++insertedLoads;
+    } else {
+        panic("MemDepUnit: Unknown type! (most likely a barrier).");
+    }
+
+    memInsts[inst_seq_num] = inst;
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+typename Impl::DynInstPtr &
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::top()
+{
+    topInst = memInsts.find( (*readyInsts.begin()) );
+
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Top instruction is PC %#x.\n",
+            (*topInst).second->readPC());
+
+    return (*topInst).second;
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::pop()
+{
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Removing instruction PC %#x.\n",
+            (*topInst).second->readPC());
+
+    wakeDependents((*topInst).second);
+
+    issue((*topInst).second);
+
+    memInsts.erase(topInst);
+
+    topInst = memInsts.end();
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::regsReady(DynInstPtr &inst)
+{
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Marking registers as ready for "
+            "instruction PC %#x.\n",
+            inst->readPC());
+
+    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
+
+    Dependency inst_to_find(inst_seq_num);
+
+    dep_it_t waiting_inst = waitingInsts.find(inst_to_find);
+
+    assert(waiting_inst != waitingInsts.end());
+
+    if ((*waiting_inst).memDepReady) {
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Instruction has its memory "
+                "dependencies resolved, adding it to the ready list.\n");
+
+        moveToReady(waiting_inst);
+    } else {
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Instruction still waiting on "
+                "memory dependency.\n");
+
+        (*waiting_inst).regsReady = true;
+    }
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::nonSpecInstReady(DynInstPtr &inst)
+{
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Marking non speculative "
+            "instruction PC %#x as ready.\n",
+            inst->readPC());
+
+    InstSeqNum inst_seq_num = inst->seqNum;
+
+    Dependency inst_to_find(inst_seq_num);
+
+    dep_it_t waiting_inst = waitingInsts.find(inst_to_find);
+
+    assert(waiting_inst != waitingInsts.end());
+
+    moveToReady(waiting_inst);
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::issue(DynInstPtr &inst)
+{
+    assert(readyInsts.find(inst->seqNum) != readyInsts.end());
+
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Issuing instruction PC %#x.\n",
+            inst->readPC());
+
+    // Remove the instruction from the ready list.
+    readyInsts.erase(inst->seqNum);
+
+    depPred.issued(inst->readPC(), inst->seqNum, inst->isStore());
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::wakeDependents(DynInstPtr &inst)
+{
+    // Only stores have dependents.
+    if (!inst->isStore()) {
+        return;
+    }
+
+    // Wake any dependencies.
+    sd_it_t sd_it = storeDependents.find(inst->seqNum);
+
+    // If there's no entry, then return.  Really there should only be
+    // no entry if the instruction is a load.
+    if (sd_it == storeDependents.end()) {
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Instruction PC %#x, sequence "
+                "number %i has no dependents.\n",
+                inst->readPC(), inst->seqNum);
+
+        return;
+    }
+
+    for (int i = 0; i < (*sd_it).second.size(); ++i ) {
+        dep_it_t woken_inst = (*sd_it).second[i];
+
+        DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Waking up a dependent inst, "
+                "sequence number %i.\n",
+                (*woken_inst).seqNum);
+#if 0
+        // Should we have reached instructions that are actually squashed,
+        // there will be no more useful instructions in this dependency
+        // list.  Break out early.
+        if (waitingInsts.find(woken_inst) == waitingInsts.end()) {
+            DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Dependents on inst PC %#x "
+                    "are squashed, starting at SN %i.  Breaking early.\n",
+                    inst->readPC(), woken_inst);
+            break;
+        }
+#endif
+
+        if ((*woken_inst).regsReady) {
+            moveToReady(woken_inst);
+        } else {
+            (*woken_inst).memDepReady = true;
+        }
+    }
+
+    storeDependents.erase(sd_it);
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::squash(const InstSeqNum &squashed_num)
+{
+
+    if (!waitingInsts.empty()) {
+        dep_it_t waiting_it = waitingInsts.end();
+
+        --waiting_it;
+
+        // Remove entries from the renamed list as long as we haven't reached
+        // the end and the entries continue to be younger than the squashed.
+        while (!waitingInsts.empty() &&
+               (*waiting_it).seqNum > squashed_num)
+        {
+            if (!(*waiting_it).memDepReady &&
+                (*waiting_it).storeDep != storeDependents.end()) {
+                sd_it_t sd_it = (*waiting_it).storeDep;
+
+                // Make sure the iterator that the store has pointing
+                // back is actually to this instruction.
+                assert((*sd_it).second.back() == waiting_it);
+
+                // Now remove this from the store's list of dependent
+                // instructions.
+                (*sd_it).second.pop_back();
+            }
+
+            waitingInsts.erase(waiting_it--);
+        }
+    }
+
+    if (!readyInsts.empty()) {
+        sn_it_t ready_it = readyInsts.end();
+
+        --ready_it;
+
+        // Same for the ready list.
+        while (!readyInsts.empty() &&
+               (*ready_it) > squashed_num)
+        {
+            readyInsts.erase(ready_it--);
+        }
+    }
+
+    if (!storeDependents.empty()) {
+        sd_it_t dep_it = storeDependents.end();
+
+        --dep_it;
+
+        // Same for the dependencies list.
+        while (!storeDependents.empty() &&
+               (*dep_it).first > squashed_num)
+        {
+            // This store's list of dependent instructions should be empty.
+            assert((*dep_it).second.empty());
+
+            storeDependents.erase(dep_it--);
+        }
+    }
+
+    // Tell the dependency predictor to squash as well.
+    depPred.squash(squashed_num);
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::violation(DynInstPtr &store_inst,
+                                        DynInstPtr &violating_load)
+{
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Passing violating PCs to store sets,"
+            " load: %#x, store: %#x\n", violating_load->readPC(),
+            store_inst->readPC());
+    // Tell the memory dependence unit of the violation.
+    depPred.violation(violating_load->readPC(), store_inst->readPC());
+}
+
+template <class MemDepPred, class Impl>
+inline void
+MemDepUnit<MemDepPred, Impl>::moveToReady(dep_it_t &woken_inst)
+{
+    DPRINTF(MemDepUnit, "MemDepUnit: Adding instruction sequence number %i "
+            "to the ready list.\n", (*woken_inst).seqNum);
+
+    // Add it to the ready list.
+    readyInsts.insert((*woken_inst).seqNum);
+
+    // Remove it from the waiting instructions.
+    waitingInsts.erase(woken_inst);
+}
diff --git a/cpu/o3/ras.cc b/cpu/o3/ras.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0a7d6ca
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,73 @@
+/*
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/ras.hh"
+
+ReturnAddrStack::ReturnAddrStack(unsigned _numEntries)
+    : numEntries(_numEntries), usedEntries(0),
+      tos(0)
+{
+    addrStack = new Addr[numEntries];
+
+    for (int i = 0; i < numEntries; ++i)
+        addrStack[i] = 0;
+}
+
+void
+ReturnAddrStack::push(const Addr &return_addr)
+{
+    incrTos();
+
+    addrStack[tos] = return_addr;
+
+    if (usedEntries != numEntries) {
+        ++usedEntries;
+    }
+}
+
+void
+ReturnAddrStack::pop()
+{
+    // Not sure it's possible to really track usedEntries properly.
+//    assert(usedEntries > 0);
+
+    if (usedEntries > 0) {
+        --usedEntries;
+    }
+
+    decrTos();
+}
+
+void
+ReturnAddrStack::restore(unsigned top_entry_idx,
+                         const Addr &restored_target)
+{
+    tos = top_entry_idx;
+
+    addrStack[tos] = restored_target;
+}
diff --git a/cpu/o3/ras.hh b/cpu/o3/ras.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d0891a7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,68 @@
+/*
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_RAS_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_RAS_HH__
+
+// For Addr type.
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+
+class ReturnAddrStack
+{
+  public:
+    ReturnAddrStack(unsigned numEntries);
+
+    Addr top()
+    { return addrStack[tos]; }
+
+    unsigned topIdx()
+    { return tos; }
+
+    void push(const Addr &return_addr);
+
+    void pop();
+
+    void restore(unsigned top_entry_idx, const Addr &restored_target);
+
+  private:
+    inline void incrTos()
+    { if (++tos == numEntries) tos = 0; }
+
+    inline void decrTos()
+    { tos = (tos == 0 ? numEntries - 1 : tos - 1); }
+
+    Addr *addrStack;
+
+    unsigned numEntries;
+
+    unsigned usedEntries;
+
+    unsigned tos;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_RAS_HH__
diff --git a/cpu/o3/regfile.hh b/cpu/o3/regfile.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e07944e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,634 @@
+/*
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+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_REGFILE_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_REGFILE_HH__
+
+// @todo: Destructor
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "base/trace.hh"
+#include "cpu/o3/comm.hh"
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#include "arch/alpha/ev5.hh"
+#include "kern/kernel_stats.hh"
+
+using namespace EV5;
+#endif
+
+// This really only depends on the ISA, and not the Impl.  It might be nicer
+// to see if I can make it depend on nothing...
+// Things that are in the ifdef FULL_SYSTEM are pretty dependent on the ISA,
+// and should go in the AlphaFullCPU.
+
+template <class Impl>
+class PhysRegFile
+{
+    //Note that most of the definitions of the IntReg, FloatReg, etc. exist
+    //within the Impl/ISA class and not within this PhysRegFile class.
+
+    //Will need some way to allow stuff like swap_palshadow to access the
+    //correct registers.  Might require code changes to swap_palshadow and
+    //other execution contexts.
+
+    //Will make these registers public for now, but they probably should
+    //be private eventually with some accessor functions.
+  public:
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+
+    PhysRegFile(unsigned _numPhysicalIntRegs,
+                unsigned _numPhysicalFloatRegs);
+
+    //Everything below should be pretty well identical to the normal
+    //register file that exists within AlphaISA class.
+    //The duplication is unfortunate but it's better than having
+    //different ways to access certain registers.
+
+    //Add these in later when everything else is in place
+//    void serialize(std::ostream &os);
+//    void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
+
+    uint64_t readIntReg(PhysRegIndex reg_idx)
+    {
+        assert(reg_idx < numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to int register %i, has data "
+                "%i\n", int(reg_idx), intRegFile[reg_idx]);
+        return intRegFile[reg_idx];
+    }
+
+    float readFloatRegSingle(PhysRegIndex reg_idx)
+    {
+        // Remove the base Float reg dependency.
+        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
+
+        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to float register %i as single, has "
+                "data %8.8f\n", int(reg_idx), (float)floatRegFile[reg_idx].d);
+
+        return (float)floatRegFile[reg_idx].d;
+    }
+
+    double readFloatRegDouble(PhysRegIndex reg_idx)
+    {
+        // Remove the base Float reg dependency.
+        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
+
+        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to float register %i as double, has "
+                " data %8.8f\n", int(reg_idx), floatRegFile[reg_idx].d);
+
+        return floatRegFile[reg_idx].d;
+    }
+
+    uint64_t readFloatRegInt(PhysRegIndex reg_idx)
+    {
+        // Remove the base Float reg dependency.
+        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
+
+        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Access to float register %i as int, has data "
+                "%lli\n", int(reg_idx), floatRegFile[reg_idx].q);
+
+        return floatRegFile[reg_idx].q;
+    }
+
+    void setIntReg(PhysRegIndex reg_idx, uint64_t val)
+    {
+        assert(reg_idx < numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting int register %i to %lli\n",
+                int(reg_idx), val);
+
+        intRegFile[reg_idx] = val;
+    }
+
+    void setFloatRegSingle(PhysRegIndex reg_idx, float val)
+    {
+        // Remove the base Float reg dependency.
+        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
+
+        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting float register %i to %8.8f\n",
+                int(reg_idx), val);
+
+        floatRegFile[reg_idx].d = (double)val;
+    }
+
+    void setFloatRegDouble(PhysRegIndex reg_idx, double val)
+    {
+        // Remove the base Float reg dependency.
+        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
+
+        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting float register %i to %8.8f\n",
+                int(reg_idx), val);
+
+        floatRegFile[reg_idx].d = val;
+    }
+
+    void setFloatRegInt(PhysRegIndex reg_idx, uint64_t val)
+    {
+        // Remove the base Float reg dependency.
+        reg_idx = reg_idx - numPhysicalIntRegs;
+
+        assert(reg_idx < numPhysicalFloatRegs + numPhysicalIntRegs);
+
+        DPRINTF(IEW, "RegFile: Setting float register %i to %lli\n",
+                int(reg_idx), val);
+
+        floatRegFile[reg_idx].q = val;
+    }
+
+    uint64_t readPC()
+    {
+        return pc;
+    }
+
+    void setPC(uint64_t val)
+    {
+        pc = val;
+    }
+
+    void setNextPC(uint64_t val)
+    {
+        npc = val;
+    }
+
+    //Consider leaving this stuff and below in some implementation specific
+    //file as opposed to the general register file.  Or have a derived class.
+    uint64_t readUniq()
+    {
+        return miscRegs.uniq;
+    }
+
+    void setUniq(uint64_t val)
+    {
+        miscRegs.uniq = val;
+    }
+
+    uint64_t readFpcr()
+    {
+        return miscRegs.fpcr;
+    }
+
+    void setFpcr(uint64_t val)
+    {
+        miscRegs.fpcr = val;
+    }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault);
+    Fault setIpr(int idx, uint64_t val);
+    InternalProcReg *getIpr() { return ipr; }
+    int readIntrFlag() { return intrflag; }
+    void setIntrFlag(int val) { intrflag = val; }
+#endif
+
+    // These should be private eventually, but will be public for now
+    // so that I can hack around the initregs issue.
+  public:
+    /** (signed) integer register file. */
+    IntReg *intRegFile;
+
+    /** Floating point register file. */
+    FloatReg *floatRegFile;
+
+    /** Miscellaneous register file. */
+    MiscRegFile miscRegs;
+
+    /** Program counter. */
+    Addr pc;
+
+    /** Next-cycle program counter. */
+    Addr npc;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+  private:
+    // This is ISA specifc stuff; remove it eventually once ISAImpl is used
+    IntReg palregs[NumIntRegs];        // PAL shadow registers
+    InternalProcReg ipr[NumInternalProcRegs]; // internal processor regs
+    int intrflag;                      // interrupt flag
+    bool pal_shadow;           // using pal_shadow registers
+#endif
+
+  private:
+    FullCPU *cpu;
+
+  public:
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr) { cpu = cpu_ptr; }
+
+    unsigned numPhysicalIntRegs;
+    unsigned numPhysicalFloatRegs;
+};
+
+template <class Impl>
+PhysRegFile<Impl>::PhysRegFile(unsigned _numPhysicalIntRegs,
+                               unsigned _numPhysicalFloatRegs)
+    : numPhysicalIntRegs(_numPhysicalIntRegs),
+      numPhysicalFloatRegs(_numPhysicalFloatRegs)
+{
+    intRegFile = new IntReg[numPhysicalIntRegs];
+    floatRegFile = new FloatReg[numPhysicalFloatRegs];
+
+    memset(intRegFile, 0, sizeof(*intRegFile));
+    memset(floatRegFile, 0, sizeof(*floatRegFile));
+}
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+
+//Problem:  This code doesn't make sense at the RegFile level because it
+//needs things such as the itb and dtb.  Either put it at the CPU level or
+//the DynInst level.
+template <class Impl>
+uint64_t
+PhysRegFile<Impl>::readIpr(int idx, Fault &fault)
+{
+    uint64_t retval = 0;    // return value, default 0
+
+    switch (idx) {
+      case ISA::IPR_PALtemp0:
+      case ISA::IPR_PALtemp1:
+      case ISA::IPR_PALtemp2:
+      case ISA::IPR_PALtemp3:
+      case ISA::IPR_PALtemp4:
+      case ISA::IPR_PALtemp5:
+      case ISA::IPR_PALtemp6:
+      case ISA::IPR_PALtemp7:
+      case ISA::IPR_PALtemp8:
+      case ISA::IPR_PALtemp9:
+      case ISA::IPR_PALtemp10:
+      case ISA::IPR_PALtemp11:
+      case ISA::IPR_PALtemp12:
+      case ISA::IPR_PALtemp13:
+      case ISA::IPR_PALtemp14:
+      case ISA::IPR_PALtemp15:
+      case ISA::IPR_PALtemp16:
+      case ISA::IPR_PALtemp17:
+      case ISA::IPR_PALtemp18:
+      case ISA::IPR_PALtemp19:
+      case ISA::IPR_PALtemp20:
+      case ISA::IPR_PALtemp21:
+      case ISA::IPR_PALtemp22:
+      case ISA::IPR_PALtemp23:
+      case ISA::IPR_PAL_BASE:
+
+      case ISA::IPR_IVPTBR:
+      case ISA::IPR_DC_MODE:
+      case ISA::IPR_MAF_MODE:
+      case ISA::IPR_ISR:
+      case ISA::IPR_EXC_ADDR:
+      case ISA::IPR_IC_PERR_STAT:
+      case ISA::IPR_DC_PERR_STAT:
+      case ISA::IPR_MCSR:
+      case ISA::IPR_ASTRR:
+      case ISA::IPR_ASTER:
+      case ISA::IPR_SIRR:
+      case ISA::IPR_ICSR:
+      case ISA::IPR_ICM:
+      case ISA::IPR_DTB_CM:
+      case ISA::IPR_IPLR:
+      case ISA::IPR_INTID:
+      case ISA::IPR_PMCTR:
+        // no side-effect
+        retval = ipr[idx];
+        break;
+
+      case ISA::IPR_CC:
+        retval |= ipr[idx] & ULL(0xffffffff00000000);
+        retval |= curTick  & ULL(0x00000000ffffffff);
+        break;
+
+      case ISA::IPR_VA:
+        retval = ipr[idx];
+        break;
+
+      case ISA::IPR_VA_FORM:
+      case ISA::IPR_MM_STAT:
+      case ISA::IPR_IFAULT_VA_FORM:
+      case ISA::IPR_EXC_MASK:
+      case ISA::IPR_EXC_SUM:
+        retval = ipr[idx];
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_PTE:
+        {
+            typename ISA::PTE &pte = cpu->dtb->index(1);
+
+            retval |= ((u_int64_t)pte.ppn & ULL(0x7ffffff)) << 32;
+            retval |= ((u_int64_t)pte.xre & ULL(0xf)) << 8;
+            retval |= ((u_int64_t)pte.xwe & ULL(0xf)) << 12;
+            retval |= ((u_int64_t)pte.fonr & ULL(0x1)) << 1;
+            retval |= ((u_int64_t)pte.fonw & ULL(0x1))<< 2;
+            retval |= ((u_int64_t)pte.asma & ULL(0x1)) << 4;
+            retval |= ((u_int64_t)pte.asn & ULL(0x7f)) << 57;
+        }
+        break;
+
+        // write only registers
+      case ISA::IPR_HWINT_CLR:
+      case ISA::IPR_SL_XMIT:
+      case ISA::IPR_DC_FLUSH:
+      case ISA::IPR_IC_FLUSH:
+      case ISA::IPR_ALT_MODE:
+      case ISA::IPR_DTB_IA:
+      case ISA::IPR_DTB_IAP:
+      case ISA::IPR_ITB_IA:
+      case ISA::IPR_ITB_IAP:
+        fault = Unimplemented_Opcode_Fault;
+        break;
+
+      default:
+        // invalid IPR
+        fault = Unimplemented_Opcode_Fault;
+        break;
+    }
+
+    return retval;
+}
+
+extern int break_ipl;
+
+template <class Impl>
+Fault
+PhysRegFile<Impl>::setIpr(int idx, uint64_t val)
+{
+    uint64_t old;
+
+    switch (idx) {
+      case ISA::IPR_PALtemp0:
+      case ISA::IPR_PALtemp1:
+      case ISA::IPR_PALtemp2:
+      case ISA::IPR_PALtemp3:
+      case ISA::IPR_PALtemp4:
+      case ISA::IPR_PALtemp5:
+      case ISA::IPR_PALtemp6:
+      case ISA::IPR_PALtemp7:
+      case ISA::IPR_PALtemp8:
+      case ISA::IPR_PALtemp9:
+      case ISA::IPR_PALtemp10:
+      case ISA::IPR_PALtemp11:
+      case ISA::IPR_PALtemp12:
+      case ISA::IPR_PALtemp13:
+      case ISA::IPR_PALtemp14:
+      case ISA::IPR_PALtemp15:
+      case ISA::IPR_PALtemp16:
+      case ISA::IPR_PALtemp17:
+      case ISA::IPR_PALtemp18:
+      case ISA::IPR_PALtemp19:
+      case ISA::IPR_PALtemp20:
+      case ISA::IPR_PALtemp21:
+      case ISA::IPR_PALtemp22:
+      case ISA::IPR_PAL_BASE:
+      case ISA::IPR_IC_PERR_STAT:
+      case ISA::IPR_DC_PERR_STAT:
+      case ISA::IPR_PMCTR:
+        // write entire quad w/ no side-effect
+        ipr[idx] = val;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_CC_CTL:
+        // This IPR resets the cycle counter.  We assume this only
+        // happens once... let's verify that.
+        assert(ipr[idx] == 0);
+        ipr[idx] = 1;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_CC:
+        // This IPR only writes the upper 64 bits.  It's ok to write
+        // all 64 here since we mask out the lower 32 in rpcc (see
+        // isa_desc).
+        ipr[idx] = val;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_PALtemp23:
+        // write entire quad w/ no side-effect
+        old = ipr[idx];
+        ipr[idx] = val;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_PTE:
+        // write entire quad w/ no side-effect, tag is forthcoming
+        ipr[idx] = val;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_EXC_ADDR:
+        // second least significant bit in PC is always zero
+        ipr[idx] = val & ~2;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ASTRR:
+      case ISA::IPR_ASTER:
+        // only write least significant four bits - privilege mask
+        ipr[idx] = val & 0xf;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_IPLR:
+        // only write least significant five bits - interrupt level
+        ipr[idx] = val & 0x1f;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_CM:
+
+      case ISA::IPR_ICM:
+        // only write two mode bits - processor mode
+        ipr[idx] = val & 0x18;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ALT_MODE:
+        // only write two mode bits - processor mode
+        ipr[idx] = val & 0x18;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_MCSR:
+        // more here after optimization...
+        ipr[idx] = val;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_SIRR:
+        // only write software interrupt mask
+        ipr[idx] = val & 0x7fff0;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ICSR:
+        ipr[idx] = val & ULL(0xffffff0300);
+        break;
+
+      case ISA::IPR_IVPTBR:
+      case ISA::IPR_MVPTBR:
+        ipr[idx] = val & ULL(0xffffffffc0000000);
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DC_TEST_CTL:
+        ipr[idx] = val & 0x1ffb;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DC_MODE:
+      case ISA::IPR_MAF_MODE:
+        ipr[idx] = val & 0x3f;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ITB_ASN:
+        ipr[idx] = val & 0x7f0;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_ASN:
+        ipr[idx] = val & ULL(0xfe00000000000000);
+        break;
+
+      case ISA::IPR_EXC_SUM:
+      case ISA::IPR_EXC_MASK:
+        // any write to this register clears it
+        ipr[idx] = 0;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_INTID:
+      case ISA::IPR_SL_RCV:
+      case ISA::IPR_MM_STAT:
+      case ISA::IPR_ITB_PTE_TEMP:
+      case ISA::IPR_DTB_PTE_TEMP:
+        // read-only registers
+        return Unimplemented_Opcode_Fault;
+
+      case ISA::IPR_HWINT_CLR:
+      case ISA::IPR_SL_XMIT:
+      case ISA::IPR_DC_FLUSH:
+      case ISA::IPR_IC_FLUSH:
+        // the following are write only
+        ipr[idx] = val;
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_IA:
+        // really a control write
+        ipr[idx] = 0;
+
+        cpu->dtb->flushAll();
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_IAP:
+        // really a control write
+        ipr[idx] = 0;
+
+        cpu->dtb->flushProcesses();
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_IS:
+        // really a control write
+        ipr[idx] = val;
+
+        cpu->dtb->flushAddr(val, DTB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_DTB_ASN]));
+        break;
+
+      case ISA::IPR_DTB_TAG: {
+          struct ISA::PTE pte;
+
+          // FIXME: granularity hints NYI...
+          if (DTB_PTE_GH(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]) != 0)
+              panic("PTE GH field != 0");
+
+          // write entire quad
+          ipr[idx] = val;
+
+          // construct PTE for new entry
+          pte.ppn = DTB_PTE_PPN(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
+          pte.xre = DTB_PTE_XRE(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
+          pte.xwe = DTB_PTE_XWE(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
+          pte.fonr = DTB_PTE_FONR(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
+          pte.fonw = DTB_PTE_FONW(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
+          pte.asma = DTB_PTE_ASMA(ipr[ISA::IPR_DTB_PTE]);
+          pte.asn = DTB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_DTB_ASN]);
+
+          // insert new TAG/PTE value into data TLB
+          cpu->dtb->insert(val, pte);
+      }
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ITB_PTE: {
+          struct ISA::PTE pte;
+
+          // FIXME: granularity hints NYI...
+          if (ITB_PTE_GH(val) != 0)
+              panic("PTE GH field != 0");
+
+          // write entire quad
+          ipr[idx] = val;
+
+          // construct PTE for new entry
+          pte.ppn = ITB_PTE_PPN(val);
+          pte.xre = ITB_PTE_XRE(val);
+          pte.xwe = 0;
+          pte.fonr = ITB_PTE_FONR(val);
+          pte.fonw = ITB_PTE_FONW(val);
+          pte.asma = ITB_PTE_ASMA(val);
+          pte.asn = ITB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_ITB_ASN]);
+
+          // insert new TAG/PTE value into data TLB
+          cpu->itb->insert(ipr[ISA::IPR_ITB_TAG], pte);
+      }
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ITB_IA:
+        // really a control write
+        ipr[idx] = 0;
+
+        cpu->itb->flushAll();
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ITB_IAP:
+        // really a control write
+        ipr[idx] = 0;
+
+        cpu->itb->flushProcesses();
+        break;
+
+      case ISA::IPR_ITB_IS:
+        // really a control write
+        ipr[idx] = val;
+
+        cpu->itb->flushAddr(val, ITB_ASN_ASN(ipr[ISA::IPR_ITB_ASN]));
+        break;
+
+      default:
+        // invalid IPR
+        return Unimplemented_Opcode_Fault;
+    }
+
+    // no error...
+    return No_Fault;
+}
+
+#endif // #ifdef FULL_SYSTEM
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_REGFILE_HH__
diff --git a/cpu/o3/rename.cc b/cpu/o3/rename.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6e9ee23
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,33 @@
+/*
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/rename_impl.hh"
+
+template class SimpleRename<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/rename.hh b/cpu/o3/rename.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..163177d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,234 @@
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+ */
+
+// Todo:
+// Fix up trap and barrier handling.
+// May want to have different statuses to differentiate the different stall
+// conditions.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_RENAME_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_RENAME_HH__
+
+#include <list>
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "base/timebuf.hh"
+
+// Will need rename maps for both the int reg file and fp reg file.
+// Or change rename map class to handle both. (RegFile handles both.)
+template<class Impl>
+class SimpleRename
+{
+  public:
+    // Typedefs from the Impl.
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+    typedef typename Impl::CPUPol CPUPol;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::Params Params;
+
+    typedef typename CPUPol::FetchStruct FetchStruct;
+    typedef typename CPUPol::DecodeStruct DecodeStruct;
+    typedef typename CPUPol::RenameStruct RenameStruct;
+    typedef typename CPUPol::TimeStruct TimeStruct;
+
+    // Typedefs from the CPUPol
+    typedef typename CPUPol::FreeList FreeList;
+    typedef typename CPUPol::RenameMap RenameMap;
+
+    // Typedefs from the ISA.
+    typedef typename ISA::Addr Addr;
+
+  public:
+    // Rename will block if ROB becomes full or issue queue becomes full,
+    // or there are no free registers to rename to.
+    // Only case where rename squashes is if IEW squashes.
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        Squashing,
+        Blocked,
+        Unblocking,
+        BarrierStall
+    };
+
+  private:
+    Status _status;
+
+  public:
+    SimpleRename(Params &params);
+
+    void regStats();
+
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
+
+    void setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr);
+
+    void setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr);
+
+    void setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr);
+
+    void setRenameMap(RenameMap *rm_ptr);
+
+    void setFreeList(FreeList *fl_ptr);
+
+    void dumpHistory();
+
+    void tick();
+
+    void rename();
+
+    void squash();
+
+  private:
+    void block();
+
+    inline void unblock();
+
+    void doSquash();
+
+    void removeFromHistory(InstSeqNum inst_seq_num);
+
+    inline void renameSrcRegs(DynInstPtr &inst);
+
+    inline void renameDestRegs(DynInstPtr &inst);
+
+    inline int calcFreeROBEntries();
+
+    inline int calcFreeIQEntries();
+
+    /** Holds the previous information for each rename.
+     *  Note that often times the inst may have been deleted, so only access
+     *  the pointer for the address and do not dereference it.
+     */
+    struct RenameHistory {
+        RenameHistory(InstSeqNum _instSeqNum, RegIndex _archReg,
+                      PhysRegIndex _newPhysReg, PhysRegIndex _prevPhysReg)
+            : instSeqNum(_instSeqNum), archReg(_archReg),
+              newPhysReg(_newPhysReg), prevPhysReg(_prevPhysReg),
+              placeHolder(false)
+        {
+        }
+
+        /** Constructor used specifically for cases where a place holder
+         *  rename history entry is being made.
+         */
+        RenameHistory(InstSeqNum _instSeqNum)
+            : instSeqNum(_instSeqNum), archReg(0), newPhysReg(0),
+              prevPhysReg(0), placeHolder(true)
+        {
+        }
+
+        InstSeqNum instSeqNum;
+        RegIndex archReg;
+        PhysRegIndex newPhysReg;
+        PhysRegIndex prevPhysReg;
+        bool placeHolder;
+    };
+
+    std::list<RenameHistory> historyBuffer;
+
+    /** CPU interface. */
+    FullCPU *cpu;
+
+    // Interfaces to objects outside of rename.
+    /** Time buffer interface. */
+    TimeBuffer<TimeStruct> *timeBuffer;
+
+    /** Wire to get IEW's output from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromIEW;
+
+    /** Wire to get commit's output from backwards time buffer. */
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire fromCommit;
+
+    /** Wire to write infromation heading to previous stages. */
+    // Might not be the best name as not only decode will read it.
+    typename TimeBuffer<TimeStruct>::wire toDecode;
+
+    /** Rename instruction queue. */
+    TimeBuffer<RenameStruct> *renameQueue;
+
+    /** Wire to write any information heading to IEW. */
+    typename TimeBuffer<RenameStruct>::wire toIEW;
+
+    /** Decode instruction queue interface. */
+    TimeBuffer<DecodeStruct> *decodeQueue;
+
+    /** Wire to get decode's output from decode queue. */
+    typename TimeBuffer<DecodeStruct>::wire fromDecode;
+
+    /** Skid buffer between rename and decode. */
+    std::queue<DecodeStruct> skidBuffer;
+
+    /** Rename map interface. */
+    SimpleRenameMap *renameMap;
+
+    /** Free list interface. */
+    FreeList *freeList;
+
+    /** Delay between iew and rename, in ticks. */
+    int iewToRenameDelay;
+
+    /** Delay between decode and rename, in ticks. */
+    int decodeToRenameDelay;
+
+    /** Delay between commit and rename, in ticks. */
+    unsigned commitToRenameDelay;
+
+    /** Rename width, in instructions. */
+    unsigned renameWidth;
+
+    /** Commit width, in instructions.  Used so rename knows how many
+     *  instructions might have freed registers in the previous cycle.
+     */
+    unsigned commitWidth;
+
+    /** The instruction that rename is currently on.  It needs to have
+     *  persistent state so that when a stall occurs in the middle of a
+     *  group of instructions, it can restart at the proper instruction.
+     */
+    unsigned numInst;
+
+    Stats::Scalar<> renameSquashCycles;
+    Stats::Scalar<> renameIdleCycles;
+    Stats::Scalar<> renameBlockCycles;
+    Stats::Scalar<> renameUnblockCycles;
+    Stats::Scalar<> renameRenamedInsts;
+    Stats::Scalar<> renameSquashedInsts;
+    Stats::Scalar<> renameROBFullEvents;
+    Stats::Scalar<> renameIQFullEvents;
+    Stats::Scalar<> renameFullRegistersEvents;
+    Stats::Scalar<> renameRenamedOperands;
+    Stats::Scalar<> renameRenameLookups;
+    Stats::Scalar<> renameHBPlaceHolders;
+    Stats::Scalar<> renameCommittedMaps;
+    Stats::Scalar<> renameUndoneMaps;
+    Stats::Scalar<> renameValidUndoneMaps;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_SIMPLE_RENAME_HH__
diff --git a/cpu/o3/rename_impl.hh b/cpu/o3/rename_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5fd62e9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,753 @@
+/*
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+ */
+
+#include <list>
+
+#include "cpu/o3/rename.hh"
+
+template <class Impl>
+SimpleRename<Impl>::SimpleRename(Params &params)
+    : iewToRenameDelay(params.iewToRenameDelay),
+      decodeToRenameDelay(params.decodeToRenameDelay),
+      commitToRenameDelay(params.commitToRenameDelay),
+      renameWidth(params.renameWidth),
+      commitWidth(params.commitWidth),
+      numInst(0)
+{
+    _status = Idle;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::regStats()
+{
+    renameSquashCycles
+        .name(name() + ".renameSquashCycles")
+        .desc("Number of cycles rename is squashing")
+        .prereq(renameSquashCycles);
+    renameIdleCycles
+        .name(name() + ".renameIdleCycles")
+        .desc("Number of cycles rename is idle")
+        .prereq(renameIdleCycles);
+    renameBlockCycles
+        .name(name() + ".renameBlockCycles")
+        .desc("Number of cycles rename is blocking")
+        .prereq(renameBlockCycles);
+    renameUnblockCycles
+        .name(name() + ".renameUnblockCycles")
+        .desc("Number of cycles rename is unblocking")
+        .prereq(renameUnblockCycles);
+    renameRenamedInsts
+        .name(name() + ".renameRenamedInsts")
+        .desc("Number of instructions processed by rename")
+        .prereq(renameRenamedInsts);
+    renameSquashedInsts
+        .name(name() + ".renameSquashedInsts")
+        .desc("Number of squashed instructions processed by rename")
+        .prereq(renameSquashedInsts);
+    renameROBFullEvents
+        .name(name() + ".renameROBFullEvents")
+        .desc("Number of times rename has considered the ROB 'full'")
+        .prereq(renameROBFullEvents);
+    renameIQFullEvents
+        .name(name() + ".renameIQFullEvents")
+        .desc("Number of times rename has considered the IQ 'full'")
+        .prereq(renameIQFullEvents);
+    renameFullRegistersEvents
+        .name(name() + ".renameFullRegisterEvents")
+        .desc("Number of times there has been no free registers")
+        .prereq(renameFullRegistersEvents);
+    renameRenamedOperands
+        .name(name() + ".renameRenamedOperands")
+        .desc("Number of destination operands rename has renamed")
+        .prereq(renameRenamedOperands);
+    renameRenameLookups
+        .name(name() + ".renameRenameLookups")
+        .desc("Number of register rename lookups that rename has made")
+        .prereq(renameRenameLookups);
+    renameHBPlaceHolders
+        .name(name() + ".renameHBPlaceHolders")
+        .desc("Number of place holders added to the history buffer")
+        .prereq(renameHBPlaceHolders);
+    renameCommittedMaps
+        .name(name() + ".renameCommittedMaps")
+        .desc("Number of HB maps that are committed")
+        .prereq(renameCommittedMaps);
+    renameUndoneMaps
+        .name(name() + ".renameUndoneMaps")
+        .desc("Number of HB maps that are undone due to squashing")
+        .prereq(renameUndoneMaps);
+    renameValidUndoneMaps
+        .name(name() + ".renameValidUndoneMaps")
+        .desc("Number of HB maps that are undone, and are not place holders")
+        .prereq(renameValidUndoneMaps);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting CPU pointer.\n");
+    cpu = cpu_ptr;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::setTimeBuffer(TimeBuffer<TimeStruct> *tb_ptr)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting time buffer pointer.\n");
+    timeBuffer = tb_ptr;
+
+    // Setup wire to read information from time buffer, from IEW stage.
+    fromIEW = timeBuffer->getWire(-iewToRenameDelay);
+
+    // Setup wire to read infromation from time buffer, from commit stage.
+    fromCommit = timeBuffer->getWire(-commitToRenameDelay);
+
+    // Setup wire to write information to previous stages.
+    toDecode = timeBuffer->getWire(0);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::setRenameQueue(TimeBuffer<RenameStruct> *rq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting rename queue pointer.\n");
+    renameQueue = rq_ptr;
+
+    // Setup wire to write information to future stages.
+    toIEW = renameQueue->getWire(0);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::setDecodeQueue(TimeBuffer<DecodeStruct> *dq_ptr)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting decode queue pointer.\n");
+    decodeQueue = dq_ptr;
+
+    // Setup wire to get information from decode.
+    fromDecode = decodeQueue->getWire(-decodeToRenameDelay);
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::setRenameMap(RenameMap *rm_ptr)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting rename map pointer.\n");
+    renameMap = rm_ptr;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::setFreeList(FreeList *fl_ptr)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Setting free list pointer.\n");
+    freeList = fl_ptr;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::dumpHistory()
+{
+    typename list<RenameHistory>::iterator buf_it = historyBuffer.begin();
+
+    while (buf_it != historyBuffer.end())
+    {
+        cprintf("Seq num: %i\nArch reg: %i New phys reg: %i Old phys "
+                "reg: %i\n", (*buf_it).instSeqNum, (int)(*buf_it).archReg,
+                (int)(*buf_it).newPhysReg, (int)(*buf_it).prevPhysReg);
+
+        buf_it++;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::block()
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Blocking.\n");
+    // Set status to Blocked.
+    _status = Blocked;
+
+    // Add the current inputs onto the skid buffer, so they can be
+    // reprocessed when this stage unblocks.
+    skidBuffer.push(*fromDecode);
+
+    // Note that this stage only signals previous stages to stall when
+    // it is the cause of the stall originates at this stage.  Otherwise
+    // the previous stages are expected to check all possible stall signals.
+}
+
+template <class Impl>
+inline void
+SimpleRename<Impl>::unblock()
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Read instructions out of skid buffer this "
+            "cycle.\n");
+    // Remove the now processed instructions from the skid buffer.
+    skidBuffer.pop();
+
+    // If there's still information in the skid buffer, then
+    // continue to tell previous stages to stall.  They will be
+    // able to restart once the skid buffer is empty.
+    if (!skidBuffer.empty()) {
+        toDecode->renameInfo.stall = true;
+    } else {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Done unblocking.\n");
+        _status = Running;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::doSquash()
+{
+    typename list<RenameHistory>::iterator hb_it = historyBuffer.begin();
+
+    InstSeqNum squashed_seq_num = fromCommit->commitInfo.doneSeqNum;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    assert(!historyBuffer.empty());
+#else
+    // After a syscall squashes everything, the history buffer may be empty
+    // but the ROB may still be squashing instructions.
+    if (historyBuffer.empty()) {
+        return;
+    }
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    // Go through the most recent instructions, undoing the mappings
+    // they did and freeing up the registers.
+    while ((*hb_it).instSeqNum > squashed_seq_num)
+    {
+        assert(hb_it != historyBuffer.end());
+
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Removing history entry with sequence "
+                "number %i.\n", (*hb_it).instSeqNum);
+
+        // If it's not simply a place holder, then add the registers.
+        if (!(*hb_it).placeHolder) {
+            // Tell the rename map to set the architected register to the
+            // previous physical register that it was renamed to.
+            renameMap->setEntry(hb_it->archReg, hb_it->prevPhysReg);
+
+            // Put the renamed physical register back on the free list.
+            freeList->addReg(hb_it->newPhysReg);
+
+            ++renameValidUndoneMaps;
+        }
+
+        historyBuffer.erase(hb_it++);
+
+        ++renameUndoneMaps;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::squash()
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Squashing instructions.\n");
+    // Set the status to Squashing.
+    _status = Squashing;
+
+    numInst = 0;
+
+    // Clear the skid buffer in case it has any data in it.
+    while (!skidBuffer.empty())
+    {
+        skidBuffer.pop();
+    }
+
+    doSquash();
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::removeFromHistory(InstSeqNum inst_seq_num)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Removing a committed instruction from the "
+            "history buffer, until sequence number %lli.\n", inst_seq_num);
+    typename list<RenameHistory>::iterator hb_it = historyBuffer.end();
+
+    --hb_it;
+
+    if (hb_it->instSeqNum > inst_seq_num) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Old sequence number encountered.  Ensure "
+                "that a syscall happened recently.\n");
+        return;
+    }
+
+    while ((*hb_it).instSeqNum != inst_seq_num)
+    {
+        // Make sure we haven't gone off the end of the list.
+        assert(hb_it != historyBuffer.end());
+
+        // In theory instructions at the end of the history buffer
+        // should be older than the instruction being removed, which
+        // means they will have a lower sequence number.  Also the
+        // instruction being removed from the history really should
+        // be the last instruction in the list, as it is the instruction
+        // that was just committed that is being removed.
+        assert(hb_it->instSeqNum < inst_seq_num);
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Freeing up older rename of reg %i, sequence"
+                " number %i.\n",
+                (*hb_it).prevPhysReg, (*hb_it).instSeqNum);
+
+        if (!(*hb_it).placeHolder) {
+            freeList->addReg((*hb_it).prevPhysReg);
+            ++renameCommittedMaps;
+        }
+
+        historyBuffer.erase(hb_it--);
+    }
+
+    // Finally free up the previous register of the finished instruction
+    // itself.
+    if (!(*hb_it).placeHolder) {
+        freeList->addReg(hb_it->prevPhysReg);
+        ++renameCommittedMaps;
+    }
+
+    historyBuffer.erase(hb_it);
+}
+
+template <class Impl>
+inline void
+SimpleRename<Impl>::renameSrcRegs(DynInstPtr &inst)
+{
+    unsigned num_src_regs = inst->numSrcRegs();
+
+    // Get the architectual register numbers from the source and
+    // destination operands, and redirect them to the right register.
+    // Will need to mark dependencies though.
+    for (int src_idx = 0; src_idx < num_src_regs; src_idx++)
+    {
+        RegIndex src_reg = inst->srcRegIdx(src_idx);
+
+        // Look up the source registers to get the phys. register they've
+        // been renamed to, and set the sources to those registers.
+        PhysRegIndex renamed_reg = renameMap->lookup(src_reg);
+
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Looking up arch reg %i, got "
+                "physical reg %i.\n", (int)src_reg, (int)renamed_reg);
+
+        inst->renameSrcReg(src_idx, renamed_reg);
+
+        // Either incorporate it into the info passed back,
+        // or make another function call to see if that register is
+        // ready or not.
+        if (renameMap->isReady(renamed_reg)) {
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Register is ready.\n");
+
+            inst->markSrcRegReady(src_idx);
+        }
+
+        ++renameRenameLookups;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+inline void
+SimpleRename<Impl>::renameDestRegs(DynInstPtr &inst)
+{
+    typename SimpleRenameMap::RenameInfo rename_result;
+
+    unsigned num_dest_regs = inst->numDestRegs();
+
+    // If it's an instruction with no destination registers, then put
+    // a placeholder within the history buffer.  It might be better
+    // to not put it in the history buffer at all (other than branches,
+    // which always need at least a place holder), and differentiate
+    // between instructions with and without destination registers
+    // when getting from commit the instructions that committed.
+    if (num_dest_regs == 0) {
+        RenameHistory hb_entry(inst->seqNum);
+
+        historyBuffer.push_front(hb_entry);
+
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Adding placeholder instruction to "
+                "history buffer, sequence number %lli.\n",
+                inst->seqNum);
+
+        ++renameHBPlaceHolders;
+    } else {
+
+        // Rename the destination registers.
+        for (int dest_idx = 0; dest_idx < num_dest_regs; dest_idx++)
+        {
+            RegIndex dest_reg = inst->destRegIdx(dest_idx);
+
+            // Get the physical register that the destination will be
+            // renamed to.
+            rename_result = renameMap->rename(dest_reg);
+
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Renaming arch reg %i to physical "
+                    "reg %i.\n", (int)dest_reg,
+                    (int)rename_result.first);
+
+            // Record the rename information so that a history can be kept.
+            RenameHistory hb_entry(inst->seqNum, dest_reg,
+                                   rename_result.first,
+                                   rename_result.second);
+
+            historyBuffer.push_front(hb_entry);
+
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Adding instruction to history buffer, "
+                    "sequence number %lli.\n",
+                    (*historyBuffer.begin()).instSeqNum);
+
+            // Tell the instruction to rename the appropriate destination
+            // register (dest_idx) to the new physical register
+            // (rename_result.first), and record the previous physical
+            // register that the same logical register was renamed to
+            // (rename_result.second).
+            inst->renameDestReg(dest_idx,
+                                rename_result.first,
+                                rename_result.second);
+
+            ++renameRenamedOperands;
+        }
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+inline int
+SimpleRename<Impl>::calcFreeROBEntries()
+{
+    return fromCommit->commitInfo.freeROBEntries -
+        renameWidth * iewToRenameDelay;
+}
+
+template <class Impl>
+inline int
+SimpleRename<Impl>::calcFreeIQEntries()
+{
+    return fromIEW->iewInfo.freeIQEntries - renameWidth * iewToRenameDelay;
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::tick()
+{
+    // Rename will need to try to rename as many instructions as it
+    // has bandwidth, unless it is blocked.
+
+    // Check if _status is BarrierStall.  If so, then check if the number
+    // of free ROB entries is equal to the number of total ROB entries.
+    // Once equal then wake this stage up.  Set status to unblocking maybe.
+
+    if (_status != Blocked && _status != Squashing) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Status is not blocked, will attempt to "
+                        "run stage.\n");
+        // Make sure that the skid buffer has something in it if the
+        // status is unblocking.
+        assert(_status == Unblocking ? !skidBuffer.empty() : 1);
+
+        rename();
+
+        // If the status was unblocking, then instructions from the skid
+        // buffer were used.  Remove those instructions and handle
+        // the rest of unblocking.
+        if (_status == Unblocking) {
+            ++renameUnblockCycles;
+
+            if (fromDecode->size > 0) {
+                // Add the current inputs onto the skid buffer, so they can be
+                // reprocessed when this stage unblocks.
+                skidBuffer.push(*fromDecode);
+            }
+
+            unblock();
+        }
+    } else if (_status == Blocked) {
+        ++renameBlockCycles;
+
+        // If stage is blocked and still receiving valid instructions,
+        // make sure to store them in the skid buffer.
+        if (fromDecode->size > 0) {
+
+            block();
+
+            // Continue to tell previous stage to stall.
+            toDecode->renameInfo.stall = true;
+        }
+
+        if (!fromIEW->iewInfo.stall &&
+            !fromCommit->commitInfo.stall &&
+            calcFreeROBEntries() > 0 &&
+            calcFreeIQEntries() > 0 &&
+            renameMap->numFreeEntries() > 0) {
+
+            // Need to be sure to check all blocking conditions above.
+            // If they have cleared, then start unblocking.
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Stall signals cleared, going to "
+                    "unblock.\n");
+            _status = Unblocking;
+
+            // Continue to tell previous stage to block until this stage
+            // is done unblocking.
+            toDecode->renameInfo.stall = true;
+        } else {
+            // Otherwise no conditions have changed.  Tell previous
+            // stage to continue blocking.
+            toDecode->renameInfo.stall = true;
+        }
+
+        if (fromCommit->commitInfo.squash ||
+            fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+            squash();
+            return;
+        }
+    } else if (_status == Squashing) {
+        ++renameSquashCycles;
+
+        if (fromCommit->commitInfo.squash) {
+            squash();
+        } else if (!fromCommit->commitInfo.squash &&
+                   !fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Done squashing, going to running.\n");
+            _status = Running;
+            rename();
+        } else {
+            doSquash();
+        }
+    }
+
+    // Ugly code, revamp all of the tick() functions eventually.
+    if (fromCommit->commitInfo.doneSeqNum != 0 && _status != Squashing) {
+#ifndef FULL_SYSTEM
+        if (!fromCommit->commitInfo.squash) {
+            removeFromHistory(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+        }
+#else
+        removeFromHistory(fromCommit->commitInfo.doneSeqNum);
+#endif
+    }
+
+}
+
+template<class Impl>
+void
+SimpleRename<Impl>::rename()
+{
+    // Check if any of the stages ahead of rename are telling rename
+    // to squash.  The squash() function will also take care of fixing up
+    // the rename map and the free list.
+    if (fromCommit->commitInfo.squash ||
+        fromCommit->commitInfo.robSquashing) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Receiving signal from Commit to squash.\n");
+        squash();
+        return;
+    }
+
+    // Check if time buffer is telling this stage to stall.
+    if (fromIEW->iewInfo.stall ||
+        fromCommit->commitInfo.stall) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Receiving signal from IEW/Commit to "
+                        "stall.\n");
+        block();
+        return;
+    }
+
+    // Check if the current status is squashing.  If so, set its status
+    // to running and resume execution the next cycle.
+    if (_status == Squashing) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Done squashing.\n");
+        _status = Running;
+        return;
+    }
+
+    // Check the decode queue to see if instructions are available.
+    // If there are no available instructions to rename, then do nothing.
+    // Or, if the stage is currently unblocking, then go ahead and run it.
+    if (fromDecode->size == 0 && _status != Unblocking) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Nothing to do, breaking out early.\n");
+        // Should I change status to idle?
+        return;
+    }
+
+    ////////////////////////////////////
+    // Actual rename part.
+    ////////////////////////////////////
+
+    DynInstPtr inst;
+
+    // If we're unblocking, then we may be in the middle of an instruction
+    // group.  Subtract off numInst to get the proper number of instructions
+    // left.
+    int insts_available = _status == Unblocking ?
+        skidBuffer.front().size - numInst :
+        fromDecode->size;
+
+    bool block_this_cycle = false;
+
+    // Will have to do a different calculation for the number of free
+    // entries.  Number of free entries recorded on this cycle -
+    // renameWidth * renameToDecodeDelay
+    int free_rob_entries = calcFreeROBEntries();
+    int free_iq_entries = calcFreeIQEntries();
+    int min_iq_rob = min(free_rob_entries, free_iq_entries);
+
+    unsigned to_iew_index = 0;
+
+    // Check if there's any space left.
+    if (min_iq_rob <= 0) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Blocking due to no free ROB or IQ "
+                "entries.\n"
+                "Rename: ROB has %d free entries.\n"
+                "Rename: IQ has %d free entries.\n",
+                free_rob_entries,
+                free_iq_entries);
+        block();
+        // Tell previous stage to stall.
+        toDecode->renameInfo.stall = true;
+
+        if (free_rob_entries <= 0) {
+            ++renameROBFullEvents;
+        } else {
+            ++renameIQFullEvents;
+        }
+
+        return;
+    } else if (min_iq_rob < insts_available) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Will have to block this cycle.  Only "
+                "%i insts can be renamed due to IQ/ROB limits.\n",
+                min_iq_rob);
+
+        insts_available = min_iq_rob;
+
+        block_this_cycle = true;
+
+        if (free_rob_entries < free_iq_entries) {
+            ++renameROBFullEvents;
+        } else {
+            ++renameIQFullEvents;
+        }
+    }
+
+    while (insts_available > 0) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Sending instructions to iew.\n");
+
+        // Get the next instruction either from the skid buffer or the
+        // decode queue.
+        inst = _status == Unblocking ? skidBuffer.front().insts[numInst] :
+               fromDecode->insts[numInst];
+
+        if (inst->isSquashed()) {
+            DPRINTF(Rename, "Rename: instruction %i with PC %#x is "
+                    "squashed, skipping.\n",
+                    inst->seqNum, inst->readPC());
+
+            // Go to the next instruction.
+            ++numInst;
+
+            ++renameSquashedInsts;
+
+            // Decrement how many instructions are available.
+            --insts_available;
+
+            continue;
+        }
+
+        DPRINTF(Rename, "Rename: Processing instruction %i with PC %#x.\n",
+                inst->seqNum, inst->readPC());
+
+        // If it's a trap instruction, then it needs to wait here within
+        // rename until the ROB is empty.  Needs a way to detect that the
+        // ROB is empty.  Maybe an event?
+        // Would be nice if it could be avoided putting this into a
+        // specific stage and instead just put it into the AlphaFullCPU.
+        // Might not really be feasible though...
+        // (EXCB, TRAPB)
+        if (inst->isSerializing()) {
+            panic("Rename: Serializing instruction encountered.\n");
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Serializing instruction "
+                            "encountered.\n");
+
+            // Change status over to BarrierStall so that other stages know
+            // what this is blocked on.
+            _status = BarrierStall;
+
+            block_this_cycle = true;
+
+            break;
+        }
+
+        // Check here to make sure there are enough destination registers
+        // to rename to.  Otherwise block.
+        if (renameMap->numFreeEntries() < inst->numDestRegs())
+        {
+            DPRINTF(Rename, "Rename: Blocking due to lack of free "
+                            "physical registers to rename to.\n");
+            // Need some sort of event based on a register being freed.
+
+            block_this_cycle = true;
+
+            ++renameFullRegistersEvents;
+
+            break;
+        }
+
+        renameSrcRegs(inst);
+
+        renameDestRegs(inst);
+
+        // Put instruction in rename queue.
+        toIEW->insts[to_iew_index] = inst;
+        ++(toIEW->size);
+
+        // Decrease the number of free ROB and IQ entries.
+        --free_rob_entries;
+        --free_iq_entries;
+
+        // Increment which instruction we're on.
+        ++to_iew_index;
+        ++numInst;
+
+        ++renameRenamedInsts;
+
+        // Decrement how many instructions are available.
+        --insts_available;
+    }
+
+    // Check if there's any instructions left that haven't yet been renamed.
+    // If so then block.
+    if (block_this_cycle) {
+        block();
+
+        toDecode->renameInfo.stall = true;
+    } else {
+        // If we had a successful rename and didn't have to exit early, then
+        // reset numInst so it will refer to the correct instruction on next
+        // run.
+        numInst = 0;
+    }
+}
diff --git a/cpu/o3/rename_map.cc b/cpu/o3/rename_map.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..10963f7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,346 @@
+/*
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+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include <vector>
+
+#include "cpu/o3/rename_map.hh"
+
+using namespace std;
+
+// Todo: Consider making functions inline.  Avoid having things that are
+// using the zero register or misc registers from adding on the registers
+// to the free list.  Possibly remove the direct communication between
+// this and the freelist.  Considering making inline bool functions that
+// determine if the register is a logical int, logical fp, physical int,
+// physical fp, etc.
+
+SimpleRenameMap::SimpleRenameMap(unsigned _numLogicalIntRegs,
+                                 unsigned _numPhysicalIntRegs,
+                                 unsigned _numLogicalFloatRegs,
+                                 unsigned _numPhysicalFloatRegs,
+                                 unsigned _numMiscRegs,
+                                 RegIndex _intZeroReg,
+                                 RegIndex _floatZeroReg)
+    : numLogicalIntRegs(_numLogicalIntRegs),
+      numPhysicalIntRegs(_numPhysicalIntRegs),
+      numLogicalFloatRegs(_numLogicalFloatRegs),
+      numPhysicalFloatRegs(_numPhysicalFloatRegs),
+      numMiscRegs(_numMiscRegs),
+      intZeroReg(_intZeroReg),
+      floatZeroReg(_floatZeroReg)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename: Creating rename map.  Phys: %i / %i, Float: "
+            "%i / %i.\n", numLogicalIntRegs, numPhysicalIntRegs,
+            numLogicalFloatRegs, numPhysicalFloatRegs);
+
+    numLogicalRegs = numLogicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
+
+    numPhysicalRegs = numPhysicalIntRegs + numPhysicalFloatRegs;
+
+    //Create the rename maps, and their scoreboards.
+    intRenameMap = new RenameEntry[numLogicalIntRegs];
+    floatRenameMap = new RenameEntry[numLogicalRegs];
+
+    // Should combine this into one scoreboard.
+    intScoreboard.resize(numPhysicalIntRegs);
+    floatScoreboard.resize(numPhysicalRegs);
+    miscScoreboard.resize(numPhysicalRegs + numMiscRegs);
+
+    // Initialize the entries in the integer rename map to point to the
+    // physical registers of the same index, and consider each register
+    // ready until the first rename occurs.
+    for (RegIndex index = 0; index < numLogicalIntRegs; ++index)
+    {
+        intRenameMap[index].physical_reg = index;
+        intScoreboard[index] = 1;
+    }
+
+    // Initialize the rest of the physical registers (the ones that don't
+    // directly map to a logical register) as unready.
+    for (PhysRegIndex index = numLogicalIntRegs;
+         index < numPhysicalIntRegs;
+         ++index)
+    {
+        intScoreboard[index] = 0;
+    }
+
+    int float_reg_idx = numPhysicalIntRegs;
+
+    // Initialize the entries in the floating point rename map to point to
+    // the physical registers of the same index, and consider each register
+    // ready until the first rename occurs.
+    // Although the index refers purely to architected registers, because
+    // the floating reg indices come after the integer reg indices, they
+    // may exceed the size of a normal RegIndex (short).
+    for (PhysRegIndex index = numLogicalIntRegs;
+         index < numLogicalRegs; ++index)
+    {
+        floatRenameMap[index].physical_reg = float_reg_idx++;
+    }
+
+    for (PhysRegIndex index = numPhysicalIntRegs;
+         index < numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs; ++index)
+    {
+        floatScoreboard[index] = 1;
+    }
+
+    // Initialize the rest of the physical registers (the ones that don't
+    // directly map to a logical register) as unready.
+    for (PhysRegIndex index = numPhysicalIntRegs + numLogicalFloatRegs;
+         index < numPhysicalRegs;
+         ++index)
+    {
+        floatScoreboard[index] = 0;
+    }
+
+    // Initialize the entries in the misc register scoreboard to be ready.
+    for (PhysRegIndex index = numPhysicalRegs;
+         index < numPhysicalRegs + numMiscRegs; ++index)
+    {
+        miscScoreboard[index] = 1;
+    }
+}
+
+SimpleRenameMap::~SimpleRenameMap()
+{
+    // Delete the rename maps as they were allocated with new.
+    delete [] intRenameMap;
+    delete [] floatRenameMap;
+}
+
+void
+SimpleRenameMap::setFreeList(SimpleFreeList *fl_ptr)
+{
+    //Setup the interface to the freelist.
+    freeList = fl_ptr;
+}
+
+
+// Don't allow this stage to fault; force that check to the rename stage.
+// Simply ask to rename a logical register and get back a new physical
+// register index.
+SimpleRenameMap::RenameInfo
+SimpleRenameMap::rename(RegIndex arch_reg)
+{
+    PhysRegIndex renamed_reg;
+    PhysRegIndex prev_reg;
+
+    if (arch_reg < numLogicalIntRegs) {
+
+        // Record the current physical register that is renamed to the
+        // requested architected register.
+        prev_reg = intRenameMap[arch_reg].physical_reg;
+
+        // If it's not referencing the zero register, then mark the register
+        // as not ready.
+        if (arch_reg != intZeroReg) {
+            // Get a free physical register to rename to.
+            renamed_reg = freeList->getIntReg();
+
+            // Update the integer rename map.
+            intRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
+
+            assert(renamed_reg >= 0 && renamed_reg < numPhysicalIntRegs);
+
+            // Mark register as not ready.
+            intScoreboard[renamed_reg] = false;
+        } else {
+            // Otherwise return the zero register so nothing bad happens.
+            renamed_reg = intZeroReg;
+        }
+    } else if (arch_reg < numLogicalRegs) {
+        // Subtract off the base offset for floating point registers.
+//        arch_reg = arch_reg - numLogicalIntRegs;
+
+        // Record the current physical register that is renamed to the
+        // requested architected register.
+        prev_reg = floatRenameMap[arch_reg].physical_reg;
+
+        // If it's not referencing the zero register, then mark the register
+        // as not ready.
+        if (arch_reg != floatZeroReg) {
+            // Get a free floating point register to rename to.
+            renamed_reg = freeList->getFloatReg();
+
+            // Update the floating point rename map.
+            floatRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
+
+            assert(renamed_reg < numPhysicalRegs &&
+                   renamed_reg >= numPhysicalIntRegs);
+
+            // Mark register as not ready.
+            floatScoreboard[renamed_reg] = false;
+        } else {
+            // Otherwise return the zero register so nothing bad happens.
+            renamed_reg = floatZeroReg;
+        }
+    } else {
+        // Subtract off the base offset for miscellaneous registers.
+        arch_reg = arch_reg - numLogicalRegs;
+
+        // No renaming happens to the misc. registers.  They are simply the
+        // registers that come after all the  physical registers; thus
+        // take the base architected register and add the physical registers
+        // to it.
+        renamed_reg = arch_reg + numPhysicalRegs;
+
+        // Set the previous register to the same register; mainly it must be
+        // known that the prev reg was outside the range of normal registers
+        // so the free list can avoid adding it.
+        prev_reg = renamed_reg;
+
+        assert(renamed_reg < numPhysicalRegs + numMiscRegs);
+
+        miscScoreboard[renamed_reg] = false;
+    }
+
+    return RenameInfo(renamed_reg, prev_reg);
+}
+
+//Perhaps give this a pair as a return value, of the physical register
+//and whether or not it's ready.
+PhysRegIndex
+SimpleRenameMap::lookup(RegIndex arch_reg)
+{
+    if (arch_reg < numLogicalIntRegs) {
+        return intRenameMap[arch_reg].physical_reg;
+    } else if (arch_reg < numLogicalRegs) {
+        // Subtract off the base FP offset.
+//        arch_reg = arch_reg - numLogicalIntRegs;
+
+        return floatRenameMap[arch_reg].physical_reg;
+    } else {
+        // Subtract off the misc registers offset.
+        arch_reg = arch_reg - numLogicalRegs;
+
+        // Misc. regs don't rename, so simply add the base arch reg to
+        // the number of physical registers.
+        return numPhysicalRegs + arch_reg;
+    }
+}
+
+bool
+SimpleRenameMap::isReady(PhysRegIndex phys_reg)
+{
+    if (phys_reg < numPhysicalIntRegs) {
+        return intScoreboard[phys_reg];
+    } else if (phys_reg < numPhysicalRegs) {
+
+        // Subtract off the base FP offset.
+//        phys_reg = phys_reg - numPhysicalIntRegs;
+
+        return floatScoreboard[phys_reg];
+    } else {
+        // Subtract off the misc registers offset.
+//        phys_reg = phys_reg - numPhysicalRegs;
+
+        return miscScoreboard[phys_reg];
+    }
+}
+
+// In this implementation the miscellaneous registers do not actually rename,
+// so this function does not allow you to try to change their mappings.
+void
+SimpleRenameMap::setEntry(RegIndex arch_reg, PhysRegIndex renamed_reg)
+{
+    if (arch_reg < numLogicalIntRegs) {
+        DPRINTF(Rename, "Rename Map: Integer register %i being set to %i.\n",
+                (int)arch_reg, renamed_reg);
+
+        intRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
+    } else {
+        assert(arch_reg < (numLogicalIntRegs + numLogicalFloatRegs));
+
+        DPRINTF(Rename, "Rename Map: Float register %i being set to %i.\n",
+                (int)arch_reg - numLogicalIntRegs, renamed_reg);
+
+        floatRenameMap[arch_reg].physical_reg = renamed_reg;
+    }
+}
+
+void
+SimpleRenameMap::squash(vector<RegIndex> freed_regs,
+                        vector<UnmapInfo> unmaps)
+{
+    panic("Not sure this function should be called.");
+
+    // Not sure the rename map should be able to access the free list
+    // like this.
+    while (!freed_regs.empty()) {
+        RegIndex free_register = freed_regs.back();
+
+        if (free_register < numPhysicalIntRegs) {
+            freeList->addIntReg(free_register);
+        } else {
+            // Subtract off the base FP dependence tag.
+            free_register = free_register - numPhysicalIntRegs;
+            freeList->addFloatReg(free_register);
+        }
+
+        freed_regs.pop_back();
+    }
+
+    // Take unmap info and roll back the rename map.
+}
+
+void
+SimpleRenameMap::markAsReady(PhysRegIndex ready_reg)
+{
+    DPRINTF(Rename, "Rename map: Marking register %i as ready.\n",
+            (int)ready_reg);
+
+    if (ready_reg < numPhysicalIntRegs) {
+        assert(ready_reg >= 0);
+
+        intScoreboard[ready_reg] = 1;
+    } else if (ready_reg < numPhysicalRegs) {
+
+        // Subtract off the base FP offset.
+//        ready_reg = ready_reg - numPhysicalIntRegs;
+
+        floatScoreboard[ready_reg] = 1;
+    } else {
+        //Subtract off the misc registers offset.
+//        ready_reg = ready_reg - numPhysicalRegs;
+
+        miscScoreboard[ready_reg] = 1;
+    }
+}
+
+int
+SimpleRenameMap::numFreeEntries()
+{
+    int free_int_regs = freeList->numFreeIntRegs();
+    int free_float_regs = freeList->numFreeFloatRegs();
+
+    if (free_int_regs < free_float_regs) {
+        return free_int_regs;
+    } else {
+        return free_float_regs;
+    }
+}
diff --git a/cpu/o3/rename_map.hh b/cpu/o3/rename_map.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..48bb3db
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,170 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+// Todo:  Create destructor.
+// Have it so that there's a more meaningful name given to the variable
+// that marks the beginning of the FP registers.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_RENAME_MAP_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_RENAME_MAP_HH__
+
+#include <iostream>
+#include <utility>
+#include <vector>
+
+#include "cpu/o3/free_list.hh"
+
+class SimpleRenameMap
+{
+  public:
+    /**
+     * Pair of a logical register and a physical register.  Tells the
+     * previous mapping of a logical register to a physical register.
+     * Used to roll back the rename map to a previous state.
+     */
+    typedef std::pair<RegIndex, PhysRegIndex> UnmapInfo;
+
+    /**
+     * Pair of a physical register and a physical register.  Used to
+     * return the physical register that a logical register has been
+     * renamed to, and the previous physical register that the same
+     * logical register was previously mapped to.
+     */
+    typedef std::pair<PhysRegIndex, PhysRegIndex> RenameInfo;
+
+  public:
+    //Constructor
+    SimpleRenameMap(unsigned _numLogicalIntRegs,
+                    unsigned _numPhysicalIntRegs,
+                    unsigned _numLogicalFloatRegs,
+                    unsigned _numPhysicalFloatRegs,
+                    unsigned _numMiscRegs,
+                    RegIndex _intZeroReg,
+                    RegIndex _floatZeroReg);
+
+    /** Destructor. */
+    ~SimpleRenameMap();
+
+    void setFreeList(SimpleFreeList *fl_ptr);
+
+    //Tell rename map to get a free physical register for a given
+    //architected register.  Not sure it should have a return value,
+    //but perhaps it should have some sort of fault in case there are
+    //no free registers.
+    RenameInfo rename(RegIndex arch_reg);
+
+    PhysRegIndex lookup(RegIndex phys_reg);
+
+    bool isReady(PhysRegIndex arch_reg);
+
+    /**
+     * Marks the given register as ready, meaning that its value has been
+     * calculated and written to the register file.
+     * @params ready_reg The index of the physical register that is now
+     *                   ready.
+     */
+    void markAsReady(PhysRegIndex ready_reg);
+
+    void setEntry(RegIndex arch_reg, PhysRegIndex renamed_reg);
+
+    void squash(std::vector<RegIndex> freed_regs,
+                std::vector<UnmapInfo> unmaps);
+
+    int numFreeEntries();
+
+  private:
+    /** Number of logical integer registers. */
+    int numLogicalIntRegs;
+
+    /** Number of physical integer registers. */
+    int numPhysicalIntRegs;
+
+    /** Number of logical floating point registers. */
+    int numLogicalFloatRegs;
+
+    /** Number of physical floating point registers. */
+    int numPhysicalFloatRegs;
+
+    /** Number of miscellaneous registers. */
+    int numMiscRegs;
+
+    /** Number of logical integer + float registers. */
+    int numLogicalRegs;
+
+    /** Number of physical integer + float registers. */
+    int numPhysicalRegs;
+
+    /** The integer zero register.  This implementation assumes it is always
+     *  zero and never can be anything else.
+     */
+    RegIndex intZeroReg;
+
+    /** The floating point zero register.  This implementation assumes it is
+     *  always zero and never can be anything else.
+     */
+    RegIndex floatZeroReg;
+
+    class RenameEntry
+    {
+      public:
+        PhysRegIndex physical_reg;
+        bool valid;
+
+        RenameEntry()
+            : physical_reg(0), valid(false)
+        { }
+    };
+
+    /** Integer rename map. */
+    RenameEntry *intRenameMap;
+
+    /** Floating point rename map. */
+    RenameEntry *floatRenameMap;
+
+    /** Free list interface. */
+    SimpleFreeList *freeList;
+
+    // Might want to make all these scoreboards into one large scoreboard.
+
+    /** Scoreboard of physical integer registers, saying whether or not they
+     *  are ready.
+     */
+    std::vector<bool> intScoreboard;
+
+    /** Scoreboard of physical floating registers, saying whether or not they
+     *  are ready.
+     */
+    std::vector<bool> floatScoreboard;
+
+    /** Scoreboard of miscellaneous registers, saying whether or not they
+     *  are ready.
+     */
+    std::vector<bool> miscScoreboard;
+};
+
+#endif //__CPU_BETA_CPU_RENAME_MAP_HH__
diff --git a/cpu/o3/rob.cc b/cpu/o3/rob.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7b590a6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,7 @@
+
+#include "cpu/o3/alpha_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/o3/alpha_impl.hh"
+#include "cpu/o3/rob_impl.hh"
+
+// Force instantiation of InstructionQueue.
+template class ROB<AlphaSimpleImpl>;
diff --git a/cpu/o3/rob.hh b/cpu/o3/rob.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b283e33
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,162 @@
+/*
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+// Todo: Probably add in support for scheduling events (more than one as
+// well) on the case of the ROB being empty or full.  Considering tracking
+// free entries instead of insts in ROB.  Differentiate between squashing
+// all instructions after the instruction, and all instructions after *and*
+// including that instruction.
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_ROB_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_ROB_HH__
+
+#include <utility>
+#include <vector>
+
+/**
+ * ROB class.  Uses the instruction list that exists within the CPU to
+ * represent the ROB.  This class doesn't contain that list, but instead
+ * a pointer to the CPU to get access to the list.  The ROB, in this first
+ * implementation, is largely what drives squashing.
+ */
+template <class Impl>
+class ROB
+{
+  public:
+    //Typedefs from the Impl.
+    typedef typename Impl::FullCPU FullCPU;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+
+    typedef std::pair<RegIndex, PhysRegIndex> UnmapInfo_t;
+    typedef typename list<DynInstPtr>::iterator InstIt_t;
+
+  public:
+    /** ROB constructor.
+     *  @params _numEntries Number of entries in ROB.
+     *  @params _squashWidth Number of instructions that can be squashed in a
+     *                       single cycle.
+     */
+    ROB(unsigned _numEntries, unsigned _squashWidth);
+
+    /** Function to set the CPU pointer, necessary due to which object the ROB
+     *  is created within.
+     *  @params cpu_ptr Pointer to the implementation specific full CPU object.
+     */
+    void setCPU(FullCPU *cpu_ptr);
+
+    /** Function to insert an instruction into the ROB.  The parameter inst is
+     *  not truly required, but is useful for checking correctness.  Note
+     *  that whatever calls this function must ensure that there is enough
+     *  space within the ROB for the new instruction.
+     *  @params inst The instruction being inserted into the ROB.
+     *  @todo Remove the parameter once correctness is ensured.
+     */
+    void insertInst(DynInstPtr &inst);
+
+    /** Returns pointer to the head instruction within the ROB.  There is
+     *  no guarantee as to the return value if the ROB is empty.
+     *  @retval Pointer to the DynInst that is at the head of the ROB.
+     */
+    DynInstPtr readHeadInst() { return cpu->instList.front(); }
+
+    DynInstPtr readTailInst() { return (*tail); }
+
+    void retireHead();
+
+    bool isHeadReady();
+
+    unsigned numFreeEntries();
+
+    bool isFull()
+    { return numInstsInROB == numEntries; }
+
+    bool isEmpty()
+    { return numInstsInROB == 0; }
+
+    void doSquash();
+
+    void squash(InstSeqNum squash_num);
+
+    uint64_t readHeadPC();
+
+    uint64_t readHeadNextPC();
+
+    InstSeqNum readHeadSeqNum();
+
+    uint64_t readTailPC();
+
+    InstSeqNum readTailSeqNum();
+
+    /** Checks if the ROB is still in the process of squashing instructions.
+     *  @retval Whether or not the ROB is done squashing.
+     */
+    bool isDoneSquashing() const { return doneSquashing; }
+
+    /** This is more of a debugging function than anything.  Use
+     *  numInstsInROB to get the instructions in the ROB unless you are
+     *  double checking that variable.
+     */
+    int countInsts();
+
+  private:
+
+    /** Pointer to the CPU. */
+    FullCPU *cpu;
+
+    /** Number of instructions in the ROB. */
+    unsigned numEntries;
+
+    /** Number of instructions that can be squashed in a single cycle. */
+    unsigned squashWidth;
+
+    /** Iterator pointing to the instruction which is the last instruction
+     *  in the ROB.  This may at times be invalid (ie when the ROB is empty),
+     *  however it should never be incorrect.
+     */
+    InstIt_t tail;
+
+    /** Iterator used for walking through the list of instructions when
+     *  squashing.  Used so that there is persistent state between cycles;
+     *  when squashing, the instructions are marked as squashed but not
+     *  immediately removed, meaning the tail iterator remains the same before
+     *  and after a squash.
+     *  This will always be set to cpu->instList.end() if it is invalid.
+     */
+    InstIt_t squashIt;
+
+    /** Number of instructions in the ROB. */
+    int numInstsInROB;
+
+    /** The sequence number of the squashed instruction. */
+    InstSeqNum squashedSeqNum;
+
+    /** Is the ROB done squashing. */
+    bool doneSquashing;
+};
+
+#endif //__CPU_BETA_CPU_ROB_HH__
diff --git a/cpu/o3/rob_impl.hh b/cpu/o3/rob_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6dea46d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,311 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
+ * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
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+ * documentation and/or other materials provided with the distribution;
+ * neither the name of the copyright holders nor the names of its
+ * contributors may be used to endorse or promote products derived from
+ * this software without specific prior written permission.
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+ * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+ * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
+ * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_ROB_IMPL_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_ROB_IMPL_HH__
+
+#include "cpu/o3/rob.hh"
+
+template <class Impl>
+ROB<Impl>::ROB(unsigned _numEntries, unsigned _squashWidth)
+    : numEntries(_numEntries),
+      squashWidth(_squashWidth),
+      numInstsInROB(0),
+      squashedSeqNum(0)
+{
+    doneSquashing = true;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+ROB<Impl>::setCPU(FullCPU *cpu_ptr)
+{
+    cpu = cpu_ptr;
+
+    // Set the tail to the beginning of the CPU instruction list so that
+    // upon the first instruction being inserted into the ROB, the tail
+    // iterator can simply be incremented.
+    tail = cpu->instList.begin();
+
+    // Set the squash iterator to the end of the instruction list.
+    squashIt = cpu->instList.end();
+}
+
+template <class Impl>
+int
+ROB<Impl>::countInsts()
+{
+    // Start at 1; if the tail matches cpu->instList.begin(), then there is
+    // one inst in the ROB.
+    int return_val = 1;
+
+    // There are quite a few special cases.  Do not use this function other
+    // than for debugging purposes.
+    if (cpu->instList.begin() == cpu->instList.end()) {
+        // In this case there are no instructions in the list.  The ROB
+        // must be empty.
+        return 0;
+    } else if (tail == cpu->instList.end()) {
+        // In this case, the tail is not yet pointing to anything valid.
+        // The ROB must be empty.
+        return 0;
+    }
+
+    // Iterate through the ROB from the head to the tail, counting the
+    // entries.
+    for (InstIt_t i = cpu->instList.begin(); i != tail; ++i)
+    {
+        assert(i != cpu->instList.end());
+        ++return_val;
+    }
+
+    return return_val;
+
+    // Because the head won't be tracked properly until the ROB gets the
+    // first instruction, and any time that the ROB is empty and has not
+    // yet gotten the instruction, this function doesn't work.
+//    return numInstsInROB;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+ROB<Impl>::insertInst(DynInstPtr &inst)
+{
+    // Make sure we have the right number of instructions.
+    assert(numInstsInROB == countInsts());
+    // Make sure the instruction is valid.
+    assert(inst);
+
+    DPRINTF(ROB, "ROB: Adding inst PC %#x to the ROB.\n", inst->readPC());
+
+    // If the ROB is full then exit.
+    assert(numInstsInROB != numEntries);
+
+    ++numInstsInROB;
+
+    // Increment the tail iterator, moving it one instruction back.
+    // There is a special case if the ROB was empty prior to this insertion,
+    // in which case the tail will be pointing at instList.end().  If that
+    // happens, then reset the tail to the beginning of the list.
+    if (tail != cpu->instList.end()) {
+        ++tail;
+    } else {
+        tail = cpu->instList.begin();
+    }
+
+    // Make sure the tail iterator is actually pointing at the instruction
+    // added.
+    assert((*tail) == inst);
+
+    DPRINTF(ROB, "ROB: Now has %d instructions.\n", numInstsInROB);
+
+}
+
+// Whatever calls this function needs to ensure that it properly frees up
+// registers prior to this function.
+template <class Impl>
+void
+ROB<Impl>::retireHead()
+{
+    assert(numInstsInROB == countInsts());
+    assert(numInstsInROB > 0);
+
+    // Get the head ROB instruction.
+    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
+
+    // Make certain this can retire.
+    assert(head_inst->readyToCommit());
+
+    DPRINTF(ROB, "ROB: Retiring head instruction of the ROB, "
+            "instruction PC %#x, seq num %i\n", head_inst->readPC(),
+            head_inst->seqNum);
+
+    // Keep track of how many instructions are in the ROB.
+    --numInstsInROB;
+
+    // Tell CPU to remove the instruction from the list of instructions.
+    // A special case is needed if the instruction being retired is the
+    // only instruction in the ROB; otherwise the tail iterator will become
+    // invalidated.
+    cpu->removeFrontInst(head_inst);
+
+    if (numInstsInROB == 0) {
+        tail = cpu->instList.end();
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+bool
+ROB<Impl>::isHeadReady()
+{
+    if (numInstsInROB != 0) {
+        return cpu->instList.front()->readyToCommit();
+    }
+
+    return false;
+}
+
+template <class Impl>
+unsigned
+ROB<Impl>::numFreeEntries()
+{
+    assert(numInstsInROB == countInsts());
+
+    return numEntries - numInstsInROB;
+}
+
+template <class Impl>
+void
+ROB<Impl>::doSquash()
+{
+    DPRINTF(ROB, "ROB: Squashing instructions.\n");
+
+    assert(squashIt != cpu->instList.end());
+
+    for (int numSquashed = 0;
+         numSquashed < squashWidth && (*squashIt)->seqNum != squashedSeqNum;
+         ++numSquashed)
+    {
+        // Ensure that the instruction is younger.
+        assert((*squashIt)->seqNum > squashedSeqNum);
+
+        DPRINTF(ROB, "ROB: Squashing instruction PC %#x, seq num %i.\n",
+                (*squashIt)->readPC(), (*squashIt)->seqNum);
+
+        // Mark the instruction as squashed, and ready to commit so that
+        // it can drain out of the pipeline.
+        (*squashIt)->setSquashed();
+
+        (*squashIt)->setCanCommit();
+
+        // Special case for when squashing due to a syscall.  It's possible
+        // that the squash happened after the head instruction was already
+        // committed, meaning that (*squashIt)->seqNum != squashedSeqNum
+        // will never be false.  Normally the squash would never be able
+        // to go past the head of the ROB; in this case it might, so it
+        // must be handled otherwise it will segfault.
+#ifndef FULL_SYSTEM
+        if (squashIt == cpu->instList.begin()) {
+            DPRINTF(ROB, "ROB: Reached head of instruction list while "
+                    "squashing.\n");
+
+            squashIt = cpu->instList.end();
+
+            doneSquashing = true;
+
+            return;
+        }
+#endif
+
+        // Move the tail iterator to the next instruction.
+        squashIt--;
+    }
+
+
+    // Check if ROB is done squashing.
+    if ((*squashIt)->seqNum == squashedSeqNum) {
+        DPRINTF(ROB, "ROB: Done squashing instructions.\n");
+
+        squashIt = cpu->instList.end();
+
+        doneSquashing = true;
+    }
+}
+
+template <class Impl>
+void
+ROB<Impl>::squash(InstSeqNum squash_num)
+{
+    DPRINTF(ROB, "ROB: Starting to squash within the ROB.\n");
+    doneSquashing = false;
+
+    squashedSeqNum = squash_num;
+
+    assert(tail != cpu->instList.end());
+
+    squashIt = tail;
+
+    doSquash();
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+ROB<Impl>::readHeadPC()
+{
+    assert(numInstsInROB == countInsts());
+
+    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
+
+    return head_inst->readPC();
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+ROB<Impl>::readHeadNextPC()
+{
+    assert(numInstsInROB == countInsts());
+
+    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
+
+    return head_inst->readNextPC();
+}
+
+template <class Impl>
+InstSeqNum
+ROB<Impl>::readHeadSeqNum()
+{
+    // Return the last sequence number that has not been squashed.  Other
+    // stages can use it to squash any instructions younger than the current
+    // tail.
+    DynInstPtr head_inst = cpu->instList.front();
+
+    return head_inst->seqNum;
+}
+
+template <class Impl>
+uint64_t
+ROB<Impl>::readTailPC()
+{
+    assert(numInstsInROB == countInsts());
+
+    assert(tail != cpu->instList.end());
+
+    return (*tail)->readPC();
+}
+
+template <class Impl>
+InstSeqNum
+ROB<Impl>::readTailSeqNum()
+{
+    // Return the last sequence number that has not been squashed.  Other
+    // stages can use it to squash any instructions younger than the current
+    // tail.
+    return (*tail)->seqNum;
+}
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_ROB_IMPL_HH__
diff --git a/cpu/o3/sat_counter.cc b/cpu/o3/sat_counter.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..22fe77e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,71 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include "base/misc.hh"
+#include "cpu/o3/sat_counter.hh"
+
+SatCounter::SatCounter()
+    : maxVal(0), counter(0)
+{
+}
+
+SatCounter::SatCounter(unsigned bits)
+    : maxVal((1 << bits) - 1), counter(0)
+{
+}
+
+SatCounter::SatCounter(unsigned bits, unsigned initial_val)
+    : maxVal((1 << bits) - 1), counter(initial_val)
+{
+    // Check to make sure initial value doesn't exceed the max counter value.
+    if (initial_val > maxVal) {
+        panic("BP: Initial counter value exceeds max size.");
+    }
+}
+
+void
+SatCounter::setBits(unsigned bits)
+{
+    maxVal = (1 << bits) - 1;
+}
+
+void
+SatCounter::increment()
+{
+    if(counter < maxVal) {
+        ++counter;
+    }
+}
+
+void
+SatCounter::decrement()
+{
+    if(counter > 0) {
+        --counter;
+    }
+}
diff --git a/cpu/o3/sat_counter.hh b/cpu/o3/sat_counter.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5455ca5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,90 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_SAT_COUNTER_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_SAT_COUNTER_HH__
+
+#include "sim/host.hh"
+
+/**
+ * Private counter class for the internal saturating counters.
+ * Implements an n bit saturating counter and provides methods to
+ * increment, decrement, and read it.
+ * @todo Consider making this something that more closely mimics a
+ * built in class so you can use ++ or --.
+ */
+class SatCounter
+{
+  public:
+    /**
+     * Constructor for the counter.
+     */
+    SatCounter();
+
+    /**
+     * Constructor for the counter.
+     * @param bits How many bits the counter will have.
+     */
+    SatCounter(unsigned bits);
+
+    /**
+     * Constructor for the counter.
+     * @param bits How many bits the counter will have.
+     * @param initial_val Starting value for each counter.
+     */
+    SatCounter(unsigned bits, unsigned initial_val);
+
+    /**
+     * Sets the number of bits.
+     */
+    void setBits(unsigned bits);
+
+    /**
+     * Increments the counter's current value.
+     */
+    void increment();
+
+    /**
+     * Decrements the counter's current value.
+     */
+    void decrement();
+
+    /**
+     * Read the counter's value.
+     */
+    const uint8_t read() const
+    {
+        return counter;
+    }
+
+  private:
+    uint8_t maxVal;
+    uint8_t counter;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_SAT_COUNTER_HH__
diff --git a/cpu/o3/store_set.cc b/cpu/o3/store_set.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..11023f4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,282 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
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+ * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
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+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#include "base/trace.hh"
+#include "cpu/o3/store_set.hh"
+
+StoreSet::StoreSet(int _SSIT_size, int _LFST_size)
+    : SSIT_size(_SSIT_size), LFST_size(_LFST_size)
+{
+    DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Creating store set object.\n");
+    DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: SSIT size: %i, LFST size: %i.\n",
+            SSIT_size, LFST_size);
+
+    SSIT = new SSID[SSIT_size];
+
+    validSSIT.resize(SSIT_size);
+
+    for (int i = 0; i < SSIT_size; ++i)
+        validSSIT[i] = false;
+
+    LFST = new InstSeqNum[LFST_size];
+
+    validLFST.resize(LFST_size);
+
+    SSCounters = new int[LFST_size];
+
+    for (int i = 0; i < LFST_size; ++i)
+    {
+        validLFST[i] = false;
+        SSCounters[i] = 0;
+    }
+
+    index_mask = SSIT_size - 1;
+
+    offset_bits = 2;
+}
+
+void
+StoreSet::violation(Addr store_PC, Addr load_PC)
+{
+    int load_index = calcIndex(load_PC);
+    int store_index = calcIndex(store_PC);
+
+    assert(load_index < SSIT_size && store_index < SSIT_size);
+
+    bool valid_load_SSID = validSSIT[load_index];
+    bool valid_store_SSID = validSSIT[store_index];
+
+    if (!valid_load_SSID && !valid_store_SSID) {
+        // Calculate a new SSID here.
+        SSID new_set = calcSSID(load_PC);
+
+        validSSIT[load_index] = true;
+
+        SSIT[load_index] = new_set;
+
+        validSSIT[store_index] = true;
+
+        SSIT[store_index] = new_set;
+
+        assert(new_set < LFST_size);
+
+        SSCounters[new_set]++;
+
+
+        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Neither load nor store had a valid "
+                "storeset, creating a new one: %i for load %#x, store %#x\n",
+                new_set, load_PC, store_PC);
+    } else if (valid_load_SSID && !valid_store_SSID) {
+        SSID load_SSID = SSIT[load_index];
+
+        validSSIT[store_index] = true;
+
+        SSIT[store_index] = load_SSID;
+
+        assert(load_SSID < LFST_size);
+
+        SSCounters[load_SSID]++;
+
+        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Load had a valid store set.  Adding "
+                "store to that set: %i for load %#x, store %#x\n",
+                load_SSID, load_PC, store_PC);
+    } else if (!valid_load_SSID && valid_store_SSID) {
+        SSID store_SSID = SSIT[store_index];
+
+        validSSIT[load_index] = true;
+
+        SSIT[load_index] = store_SSID;
+
+        // Because we are having a load point to an already existing set,
+        // the size of the store set is not incremented.
+
+        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Store had a valid store set: %i for "
+                "load %#x, store %#x\n",
+                store_SSID, load_PC, store_PC);
+    } else {
+        SSID load_SSID = SSIT[load_index];
+        SSID store_SSID = SSIT[store_index];
+
+        assert(load_SSID < LFST_size && store_SSID < LFST_size);
+
+        int load_SS_size = SSCounters[load_SSID];
+        int store_SS_size = SSCounters[store_SSID];
+
+        // If the load has the bigger store set, then assign the store
+        // to the same store set as the load.  Otherwise vice-versa.
+        if (load_SS_size > store_SS_size) {
+            SSIT[store_index] = load_SSID;
+
+            SSCounters[load_SSID]++;
+            SSCounters[store_SSID]--;
+
+            DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Load had bigger store set: %i; "
+                    "for load %#x, store %#x\n",
+                    load_SSID, load_PC, store_PC);
+        } else {
+            SSIT[load_index] = store_SSID;
+
+            SSCounters[store_SSID]++;
+            SSCounters[load_SSID]--;
+
+            DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Store had bigger store set: %i; "
+                    "for load %#x, store %#x\n",
+                    store_SSID, load_PC, store_PC);
+        }
+    }
+}
+
+void
+StoreSet::insertLoad(Addr load_PC, InstSeqNum load_seq_num)
+{
+    // Does nothing.
+    return;
+}
+
+void
+StoreSet::insertStore(Addr store_PC, InstSeqNum store_seq_num)
+{
+    int index = calcIndex(store_PC);
+
+    int store_SSID;
+
+    assert(index < SSIT_size);
+
+    if (!validSSIT[index]) {
+        // Do nothing if there's no valid entry.
+        return;
+    } else {
+        store_SSID = SSIT[index];
+
+        assert(store_SSID < LFST_size);
+
+        // Update the last store that was fetched with the current one.
+        LFST[store_SSID] = store_seq_num;
+
+        validLFST[store_SSID] = 1;
+
+        DPRINTF(StoreSet, "Store %#x updated the LFST, SSID: %i\n",
+                store_PC, store_SSID);
+    }
+}
+
+InstSeqNum
+StoreSet::checkInst(Addr PC)
+{
+    int index = calcIndex(PC);
+
+    int inst_SSID;
+
+    assert(index < SSIT_size);
+
+    if (!validSSIT[index]) {
+        DPRINTF(StoreSet, "Inst %#x with index %i had no SSID\n",
+                PC, index);
+
+        // Return 0 if there's no valid entry.
+        return 0;
+    } else {
+        inst_SSID = SSIT[index];
+
+        assert(inst_SSID < LFST_size);
+
+        if (!validLFST[inst_SSID]) {
+
+            DPRINTF(StoreSet, "Inst %#x with index %i and SSID %i had no "
+                    "dependency\n", PC, index, inst_SSID);
+
+            return 0;
+        } else {
+            DPRINTF(StoreSet, "Inst %#x with index %i and SSID %i had LFST "
+                    "inum of %i\n", PC, index, inst_SSID, LFST[inst_SSID]);
+
+            return LFST[inst_SSID];
+        }
+    }
+}
+
+void
+StoreSet::issued(Addr issued_PC, InstSeqNum issued_seq_num, bool is_store)
+{
+    // This only is updated upon a store being issued.
+    if (!is_store) {
+        return;
+    }
+
+    int index = calcIndex(issued_PC);
+
+    int store_SSID;
+
+    assert(index < SSIT_size);
+
+    // Make sure the SSIT still has a valid entry for the issued store.
+    if (!validSSIT[index]) {
+        return;
+    }
+
+    store_SSID = SSIT[index];
+
+    assert(store_SSID < LFST_size);
+
+    // If the last fetched store in the store set refers to the store that
+    // was just issued, then invalidate the entry.
+    if (validLFST[store_SSID] && LFST[store_SSID] == issued_seq_num) {
+        DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: store invalidated itself in LFST.\n");
+        validLFST[store_SSID] = false;
+    }
+}
+
+void
+StoreSet::squash(InstSeqNum squashed_num)
+{
+    // Not really sure how to do this well.
+    // Generally this is small enough that it should be okay; short circuit
+    // evaluation should take care of invalid entries.
+
+    DPRINTF(StoreSet, "StoreSet: Squashing until inum %i\n",
+            squashed_num);
+
+    for (int i = 0; i < LFST_size; ++i) {
+        if (validLFST[i] && LFST[i] < squashed_num) {
+            validLFST[i] = false;
+        }
+    }
+}
+
+void
+StoreSet::clear()
+{
+    for (int i = 0; i < SSIT_size; ++i) {
+        validSSIT[i] = false;
+    }
+
+    for (int i = 0; i < LFST_size; ++i) {
+        validLFST[i] = false;
+    }
+}
+
diff --git a/cpu/o3/store_set.hh b/cpu/o3/store_set.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..98a9279
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,86 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_STORE_SET_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_STORE_SET_HH__
+
+#include <vector>
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+
+class StoreSet
+{
+  public:
+    typedef unsigned SSID;
+
+  public:
+    StoreSet(int SSIT_size, int LFST_size);
+
+    void violation(Addr store_PC, Addr load_PC);
+
+    void insertLoad(Addr load_PC, InstSeqNum load_seq_num);
+
+    void insertStore(Addr store_PC, InstSeqNum store_seq_num);
+
+    InstSeqNum checkInst(Addr PC);
+
+    void issued(Addr issued_PC, InstSeqNum issued_seq_num, bool is_store);
+
+    void squash(InstSeqNum squashed_num);
+
+    void clear();
+
+  private:
+    inline int calcIndex(Addr PC)
+    { return (PC >> offset_bits) & index_mask; }
+
+    inline SSID calcSSID(Addr PC)
+    { return ((PC ^ (PC >> 10)) % LFST_size); }
+
+    SSID *SSIT;
+
+    std::vector<bool> validSSIT;
+
+    InstSeqNum *LFST;
+
+    std::vector<bool> validLFST;
+
+    int *SSCounters;
+
+    int SSIT_size;
+
+    int LFST_size;
+
+    int index_mask;
+
+    // HACK: Hardcoded for now.
+    int offset_bits;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_STORE_SET_HH__
diff --git a/cpu/o3/tournament_pred.cc b/cpu/o3/tournament_pred.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3fb5805
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,256 @@
+/*
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+ */
+
+#include "cpu/o3/tournament_pred.hh"
+
+TournamentBP::TournamentBP(unsigned _local_predictor_size,
+                           unsigned _local_ctr_bits,
+                           unsigned _local_history_table_size,
+                           unsigned _local_history_bits,
+                           unsigned _global_predictor_size,
+                           unsigned _global_ctr_bits,
+                           unsigned _global_history_bits,
+                           unsigned _choice_predictor_size,
+                           unsigned _choice_ctr_bits,
+                           unsigned _instShiftAmt)
+    : localPredictorSize(_local_predictor_size),
+      localCtrBits(_local_ctr_bits),
+      localHistoryTableSize(_local_history_table_size),
+      localHistoryBits(_local_history_bits),
+      globalPredictorSize(_global_predictor_size),
+      globalCtrBits(_global_ctr_bits),
+      globalHistoryBits(_global_history_bits),
+      choicePredictorSize(_global_predictor_size),
+      choiceCtrBits(_choice_ctr_bits),
+      instShiftAmt(_instShiftAmt)
+{
+    //Should do checks here to make sure sizes are correct (powers of 2)
+
+    //Setup the array of counters for the local predictor
+    localCtrs = new SatCounter[localPredictorSize];
+
+    for (int i = 0; i < localPredictorSize; ++i)
+        localCtrs[i].setBits(localCtrBits);
+
+    //Setup the history table for the local table
+    localHistoryTable = new unsigned[localHistoryTableSize];
+
+    for (int i = 0; i < localHistoryTableSize; ++i)
+        localHistoryTable[i] = 0;
+
+    // Setup the local history mask
+    localHistoryMask = (1 << localHistoryBits) - 1;
+
+    //Setup the array of counters for the global predictor
+    globalCtrs = new SatCounter[globalPredictorSize];
+
+    for (int i = 0; i < globalPredictorSize; ++i)
+        globalCtrs[i].setBits(globalCtrBits);
+
+    //Clear the global history
+    globalHistory = 0;
+    // Setup the global history mask
+    globalHistoryMask = (1 << globalHistoryBits) - 1;
+
+    //Setup the array of counters for the choice predictor
+    choiceCtrs = new SatCounter[choicePredictorSize];
+
+    for (int i = 0; i < choicePredictorSize; ++i)
+        choiceCtrs[i].setBits(choiceCtrBits);
+
+    threshold = (1 << (localCtrBits - 1)) - 1;
+    threshold = threshold / 2;
+}
+
+inline
+unsigned
+TournamentBP::calcLocHistIdx(Addr &branch_addr)
+{
+    return (branch_addr >> instShiftAmt) & (localHistoryTableSize - 1);
+}
+
+inline
+void
+TournamentBP::updateHistoriesTaken(unsigned local_history_idx)
+{
+    globalHistory = (globalHistory << 1) | 1;
+    globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
+
+    localHistoryTable[local_history_idx] =
+        (localHistoryTable[local_history_idx] << 1) | 1;
+}
+
+inline
+void
+TournamentBP::updateHistoriesNotTaken(unsigned local_history_idx)
+{
+    globalHistory = (globalHistory << 1);
+    globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
+
+    localHistoryTable[local_history_idx] =
+        (localHistoryTable[local_history_idx] << 1);
+}
+
+bool
+TournamentBP::lookup(Addr &branch_addr)
+{
+    uint8_t local_prediction;
+    unsigned local_history_idx;
+    unsigned local_predictor_idx;
+
+    uint8_t global_prediction;
+    uint8_t choice_prediction;
+
+    //Lookup in the local predictor to get its branch prediction
+    local_history_idx = calcLocHistIdx(branch_addr);
+    local_predictor_idx = localHistoryTable[local_history_idx]
+        & localHistoryMask;
+    local_prediction = localCtrs[local_predictor_idx].read();
+
+    //Lookup in the global predictor to get its branch prediction
+    global_prediction = globalCtrs[globalHistory].read();
+
+    //Lookup in the choice predictor to see which one to use
+    choice_prediction = choiceCtrs[globalHistory].read();
+
+    //@todo Put a threshold value in for the three predictors that can
+    // be set through the constructor (so this isn't hard coded).
+    //Also should put some of this code into functions.
+    if (choice_prediction > threshold) {
+        if (global_prediction > threshold) {
+            updateHistoriesTaken(local_history_idx);
+
+            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
+                   local_history_idx < localPredictorSize);
+
+            globalCtrs[globalHistory].increment();
+            localCtrs[local_history_idx].increment();
+
+            return true;
+        } else {
+            updateHistoriesNotTaken(local_history_idx);
+
+            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
+                   local_history_idx < localPredictorSize);
+
+            globalCtrs[globalHistory].decrement();
+            localCtrs[local_history_idx].decrement();
+
+            return false;
+        }
+    } else {
+        if (local_prediction > threshold) {
+            updateHistoriesTaken(local_history_idx);
+
+            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
+                   local_history_idx < localPredictorSize);
+
+            globalCtrs[globalHistory].increment();
+            localCtrs[local_history_idx].increment();
+
+            return true;
+        } else {
+            updateHistoriesNotTaken(local_history_idx);
+
+            assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
+                   local_history_idx < localPredictorSize);
+
+            globalCtrs[globalHistory].decrement();
+            localCtrs[local_history_idx].decrement();
+
+            return false;
+        }
+    }
+}
+
+// Update the branch predictor if it predicted a branch wrong.
+void
+TournamentBP::update(Addr &branch_addr, unsigned correct_gh, bool taken)
+{
+
+    uint8_t local_prediction;
+    unsigned local_history_idx;
+    unsigned local_predictor_idx;
+    bool local_pred_taken;
+
+    uint8_t global_prediction;
+    bool global_pred_taken;
+
+    // Load the correct global history into the register.
+    globalHistory = correct_gh;
+
+    // Get the local predictor's current prediction, remove the incorrect
+    // update, and update the local predictor
+    local_history_idx = calcLocHistIdx(branch_addr);
+    local_predictor_idx = localHistoryTable[local_history_idx];
+    local_predictor_idx = (local_predictor_idx >> 1) & localHistoryMask;
+
+    local_prediction = localCtrs[local_predictor_idx].read();
+    local_pred_taken = local_prediction > threshold;
+
+    //Get the global predictor's current prediction, and update the
+    //global predictor
+    global_prediction = globalCtrs[globalHistory].read();
+    global_pred_taken = global_prediction > threshold;
+
+    //Update the choice predictor to tell it which one was correct
+    if (local_pred_taken != global_pred_taken) {
+        //If the local prediction matches the actual outcome, decerement
+        //the counter.  Otherwise increment the counter.
+        if (local_pred_taken == taken) {
+            choiceCtrs[globalHistory].decrement();
+        } else {
+            choiceCtrs[globalHistory].increment();
+        }
+    }
+
+    if (taken) {
+        assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
+               local_predictor_idx < localPredictorSize);
+
+        localCtrs[local_predictor_idx].increment();
+        globalCtrs[globalHistory].increment();
+
+        globalHistory = (globalHistory << 1) | 1;
+        globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
+
+        localHistoryTable[local_history_idx] |= 1;
+    }
+    else {
+        assert(globalHistory < globalPredictorSize &&
+               local_predictor_idx < localPredictorSize);
+
+        localCtrs[local_predictor_idx].decrement();
+        globalCtrs[globalHistory].decrement();
+
+        globalHistory = (globalHistory << 1);
+        globalHistory = globalHistory & globalHistoryMask;
+
+        localHistoryTable[local_history_idx] &= ~1;
+    }
+}
diff --git a/cpu/o3/tournament_pred.hh b/cpu/o3/tournament_pred.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..feaede3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,143 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2004-2005 The Regents of The University of Michigan
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+ */
+
+#ifndef __CPU_BETA_CPU_TOURNAMENT_PRED_HH__
+#define __CPU_BETA_CPU_TOURNAMENT_PRED_HH__
+
+// For Addr type.
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "cpu/o3/sat_counter.hh"
+
+class TournamentBP
+{
+  public:
+    /**
+     * Default branch predictor constructor.
+     */
+    TournamentBP(unsigned local_predictor_size,
+                 unsigned local_ctr_bits,
+                 unsigned local_history_table_size,
+                 unsigned local_history_bits,
+                 unsigned global_predictor_size,
+                 unsigned global_history_bits,
+                 unsigned global_ctr_bits,
+                 unsigned choice_predictor_size,
+                 unsigned choice_ctr_bits,
+                 unsigned instShiftAmt);
+
+    /**
+     * Looks up the given address in the branch predictor and returns
+     * a true/false value as to whether it is taken.
+     * @param branch_addr The address of the branch to look up.
+     * @return Whether or not the branch is taken.
+     */
+    bool lookup(Addr &branch_addr);
+
+    /**
+     * Updates the branch predictor with the actual result of a branch.
+     * @param branch_addr The address of the branch to update.
+     * @param taken Whether or not the branch was taken.
+     */
+    void update(Addr &branch_addr, unsigned global_history, bool taken);
+
+    inline unsigned readGlobalHist() { return globalHistory; }
+
+  private:
+
+    inline bool getPrediction(uint8_t &count);
+
+    inline unsigned calcLocHistIdx(Addr &branch_addr);
+
+    inline void updateHistoriesTaken(unsigned local_history_idx);
+
+    inline void updateHistoriesNotTaken(unsigned local_history_idx);
+
+    /** Local counters. */
+    SatCounter *localCtrs;
+
+    /** Size of the local predictor. */
+    unsigned localPredictorSize;
+
+    /** Number of bits of the local predictor's counters. */
+    unsigned localCtrBits;
+
+    /** Array of local history table entries. */
+    unsigned *localHistoryTable;
+
+    /** Size of the local history table. */
+    unsigned localHistoryTableSize;
+
+    /** Number of bits for each entry of the local history table.
+     *  @todo Doesn't this come from the size of the local predictor?
+     */
+    unsigned localHistoryBits;
+
+    /** Mask to get the proper local history. */
+    unsigned localHistoryMask;
+
+
+    /** Array of counters that make up the global predictor. */
+    SatCounter *globalCtrs;
+
+    /** Size of the global predictor. */
+    unsigned globalPredictorSize;
+
+    /** Number of bits of the global predictor's counters. */
+    unsigned globalCtrBits;
+
+    /** Global history register. */
+    unsigned globalHistory;
+
+    /** Number of bits for the global history. */
+    unsigned globalHistoryBits;
+
+    /** Mask to get the proper global history. */
+    unsigned globalHistoryMask;
+
+
+    /** Array of counters that make up the choice predictor. */
+    SatCounter *choiceCtrs;
+
+    /** Size of the choice predictor (identical to the global predictor). */
+    unsigned choicePredictorSize;
+
+    /** Number of bits of the choice predictor's counters. */
+    unsigned choiceCtrBits;
+
+    /** Number of bits to shift the instruction over to get rid of the word
+     *  offset.
+     */
+    unsigned instShiftAmt;
+
+    /** Threshold for the counter value; above the threshold is taken,
+     *  equal to or below the threshold is not taken.
+     */
+    unsigned threshold;
+};
+
+#endif // __CPU_BETA_CPU_TOURNAMENT_PRED_HH__
diff --git a/cpu/ooo_cpu/ea_list.cc b/cpu/ooo_cpu/ea_list.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 4142e7f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,50 +0,0 @@
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-#include "cpu/ooo_cpu/ea_list.hh"
-
-void
-EAList::addAddr(const InstSeqNum &new_sn, const Addr &new_ea)
-{
-    instEA newEA(new_sn, new_ea);
-
-    eaList.push_back(newEA);
-}
-
-void
-EAList::clearAddr(const InstSeqNum &sn_to_clear, const Addr &ea_to_clear)
-{
-    eaListIt list_it = eaList.begin();
-
-    while (list_it != eaList.end() && (*list_it).first != sn_to_clear) {
-        assert((*list_it).second == ea_to_clear);
-    }
-}
-
-bool
-EAList::checkConflict(const InstSeqNum &check_sn, const Addr &check_ea) const
-{
-    const constEAListIt list_it = eaList.begin();
-
-    while (list_it != eaList.end() && (*list_it).first < check_sn) {
-        if ((*list_it).second == check_ea) {
-            return true;
-        }
-    }
-
-    return false;
-}
-
-void
-EAList::clear()
-{
-    eaList.clear();
-}
-
-void
-EAList::commit(const InstSeqNum &commit_sn)
-{
-    while (!eaList.empty() && eaList.front().first <= commit_sn) {
-        eaList.pop_front();
-    }
-}
diff --git a/cpu/ooo_cpu/ea_list.hh b/cpu/ooo_cpu/ea_list.hh
deleted file mode 100644 (file)
index bc099d7..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,44 +0,0 @@
-#ifndef __CPU_EA_LIST_HH__
-#define __CPU_EA_LIST_HH__
-
-#include <list>
-#include <utility>
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-#include "cpu/inst_seq.hh"
-
-/**
- * Simple class to hold onto a list of pairs, each pair having a memory
- * instruction's sequence number and effective addr.  This list can be used
- * for memory disambiguation.  However, if I ever want to forward results, I
- * may have to use a list that holds DynInstPtrs.  Hence this may change in
- * the future.
- */
-class EAList {
-  private:
-    typedef std::pair<InstSeqNum, Addr> instEA;
-    typedef std::list<instEA>::iterator eaListIt;
-    typedef std::list<instEA>::const_iterator constEAListIt;
-
-    std::list<instEA> eaList;
-
-  public:
-    EAList() { }
-    ~EAList() { }
-
-    void addAddr(const InstSeqNum &new_sn, const Addr &new_ea);
-
-    void clearAddr(const InstSeqNum &sn_to_clear, const Addr &ea_to_clear);
-
-    /** Checks if any instructions older than check_sn have a conflicting
-     *  address with check_ea.  Note that this function does not handle the
-     *  sequence number rolling over.
-     */
-    bool checkConflict(const InstSeqNum &check_sn, const Addr &check_ea) const;
-
-    void clear();
-
-    void commit(const InstSeqNum &commit_sn);
-};
-
-#endif // __CPU_EA_LIST_HH__
diff --git a/cpu/ooo_cpu/ooo_cpu.cc b/cpu/ooo_cpu/ooo_cpu.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 255070d..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,6 +0,0 @@
-
-#include "cpu/ooo_cpu/ooo_cpu_impl.hh"
-#include "cpu/ooo_cpu/ooo_dyn_inst.hh"
-#include "cpu/ooo_cpu/ooo_impl.hh"
-
-template class OoOCPU<OoOImpl>;
diff --git a/cpu/ooo_cpu/ooo_cpu.hh b/cpu/ooo_cpu/ooo_cpu.hh
deleted file mode 100644 (file)
index ddbc3b0..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,626 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2002-2005 The Regents of The University of Michigan
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- * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
- * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
- * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
- * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- * 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.
- */
-
-#ifndef __CPU_OOO_CPU_OOO_CPU_HH__
-#define __CPU_OOO_CPU_OOO_CPU_HH__
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/full_cpu/fu_pool.hh"
-#include "cpu/ooo_cpu/ea_list.hh"
-#include "cpu/pc_event.hh"
-#include "cpu/static_inst.hh"
-#include "mem/mem_interface.hh"
-#include "sim/eventq.hh"
-
-// forward declarations
-#ifdef FULL_SYSTEM
-class Processor;
-class AlphaITB;
-class AlphaDTB;
-class PhysicalMemory;
-
-class RemoteGDB;
-class GDBListener;
-
-#else
-
-class Process;
-
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-class Checkpoint;
-class MemInterface;
-
-namespace Trace {
-    class InstRecord;
-}
-
-/**
- * Declaration of Out-of-Order CPU class.  Basically it is a SimpleCPU with
- * simple out-of-order capabilities added to it.  It is still a 1 CPI machine
- * (?), but is capable of handling cache misses.  Basically it models having
- * a ROB/IQ by only allowing a certain amount of instructions to execute while
- * the cache miss is outstanding.
- */
-
-template <class Impl>
-class OoOCPU : public BaseCPU
-{
-  private:
-    typedef typename Impl::DynInst DynInst;
-    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
-    typedef typename Impl::ISA ISA;
-
-  public:
-    // main simulation loop (one cycle)
-    void tick();
-
-  private:
-    struct TickEvent : public Event
-    {
-        OoOCPU *cpu;
-        int width;
-
-        TickEvent(OoOCPU *c, int w);
-        void process();
-        const char *description();
-    };
-
-    TickEvent tickEvent;
-
-    /// Schedule tick event, regardless of its current state.
-    void scheduleTickEvent(int delay)
-    {
-        if (tickEvent.squashed())
-            tickEvent.reschedule(curTick + delay);
-        else if (!tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.schedule(curTick + delay);
-    }
-
-    /// Unschedule tick event, regardless of its current state.
-    void unscheduleTickEvent()
-    {
-        if (tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.squash();
-    }
-
-  private:
-    Trace::InstRecord *traceData;
-
-    template<typename T>
-    void trace_data(T data);
-
-  public:
-    //
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        IcacheMiss,
-        IcacheMissComplete,
-        DcacheMissStall,
-        SwitchedOut
-    };
-
-  private:
-    Status _status;
-
-  public:
-    void post_interrupt(int int_num, int index);
-
-    void zero_fill_64(Addr addr) {
-        static int warned = 0;
-        if (!warned) {
-            warn ("WH64 is not implemented");
-            warned = 1;
-        }
-    };
-
-    struct Params : public BaseCPU::Params
-    {
-        MemInterface *icache_interface;
-        MemInterface *dcache_interface;
-        int width;
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        AlphaITB *itb;
-        AlphaDTB *dtb;
-        FunctionalMemory *mem;
-#else
-        Process *process;
-#endif
-        int issueWidth;
-    };
-
-    OoOCPU(Params *params);
-
-    virtual ~OoOCPU();
-
-    void init();
-
-  private:
-    void copyFromXC();
-
-  public:
-    // execution context
-    ExecContext *xc;
-
-    void switchOut();
-    void takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    Addr dbg_vtophys(Addr addr);
-
-    bool interval_stats;
-#endif
-
-    // L1 instruction cache
-    MemInterface *icacheInterface;
-
-    // L1 data cache
-    MemInterface *dcacheInterface;
-
-    FuncUnitPool *fuPool;
-
-    // Refcounted pointer to the one memory request.
-    MemReqPtr cacheMemReq;
-
-    class ICacheCompletionEvent : public Event
-    {
-      private:
-        OoOCPU *cpu;
-
-      public:
-        ICacheCompletionEvent(OoOCPU *_cpu);
-
-        virtual void process();
-        virtual const char *description();
-    };
-
-    // Will need to create a cache completion event upon any memory miss.
-    ICacheCompletionEvent iCacheCompletionEvent;
-
-    class DCacheCompletionEvent;
-
-    typedef typename
-    std::list<DCacheCompletionEvent>::iterator DCacheCompEventIt;
-
-    class DCacheCompletionEvent : public Event
-    {
-      private:
-        OoOCPU *cpu;
-        DynInstPtr inst;
-        DCacheCompEventIt dcceIt;
-
-      public:
-        DCacheCompletionEvent(OoOCPU *_cpu, DynInstPtr &_inst,
-                              DCacheCompEventIt &_dcceIt);
-
-        virtual void process();
-        virtual const char *description();
-    };
-
-    friend class DCacheCompletionEvent;
-
-  protected:
-    std::list<DCacheCompletionEvent> dCacheCompList;
-    DCacheCompEventIt dcceIt;
-
-  private:
-    Status status() const { return _status; }
-
-    virtual void activateContext(int thread_num, int delay);
-    virtual void suspendContext(int thread_num);
-    virtual void deallocateContext(int thread_num);
-    virtual void haltContext(int thread_num);
-
-    // statistics
-    virtual void regStats();
-    virtual void resetStats();
-
-    // number of simulated instructions
-    Counter numInst;
-    Counter startNumInst;
-    Stats::Scalar<> numInsts;
-
-    virtual Counter totalInstructions() const
-    {
-        return numInst - startNumInst;
-    }
-
-    // number of simulated memory references
-    Stats::Scalar<> numMemRefs;
-
-    // number of simulated loads
-    Counter numLoad;
-    Counter startNumLoad;
-
-    // number of idle cycles
-    Stats::Average<> notIdleFraction;
-    Stats::Formula idleFraction;
-
-    // number of cycles stalled for I-cache misses
-    Stats::Scalar<> icacheStallCycles;
-    Counter lastIcacheStall;
-
-    // number of cycles stalled for D-cache misses
-    Stats::Scalar<> dcacheStallCycles;
-    Counter lastDcacheStall;
-
-    void processICacheCompletion();
-
-  public:
-
-    virtual void serialize(std::ostream &os);
-    virtual void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    bool validInstAddr(Addr addr) { return true; }
-    bool validDataAddr(Addr addr) { return true; }
-    int getInstAsid() { return xc->regs.instAsid(); }
-    int getDataAsid() { return xc->regs.dataAsid(); }
-
-    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return itb->translate(req);
-    }
-
-    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dtb->translate(req, false);
-    }
-
-    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dtb->translate(req, true);
-    }
-
-#else
-    bool validInstAddr(Addr addr)
-    { return xc->validInstAddr(addr); }
-
-    bool validDataAddr(Addr addr)
-    { return xc->validDataAddr(addr); }
-
-    int getInstAsid() { return xc->asid; }
-    int getDataAsid() { return xc->asid; }
-
-    Fault dummyTranslation(MemReqPtr &req)
-    {
-#if 0
-        assert((req->vaddr >> 48 & 0xffff) == 0);
-#endif
-
-        // put the asid in the upper 16 bits of the paddr
-        req->paddr = req->vaddr & ~((Addr)0xffff << sizeof(Addr) * 8 - 16);
-        req->paddr = req->paddr | (Addr)req->asid << sizeof(Addr) * 8 - 16;
-        return No_Fault;
-    }
-    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dummyTranslation(req);
-    }
-    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dummyTranslation(req);
-    }
-    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
-    {
-        return dummyTranslation(req);
-    }
-
-#endif
-
-    template <class T>
-    Fault read(Addr addr, T &data, unsigned flags, DynInstPtr inst);
-
-    template <class T>
-    Fault write(T data, Addr addr, unsigned flags,
-                uint64_t *res, DynInstPtr inst);
-
-    void prefetch(Addr addr, unsigned flags)
-    {
-        // need to do this...
-    }
-
-    void writeHint(Addr addr, int size, unsigned flags)
-    {
-        // need to do this...
-    }
-
-    Fault copySrcTranslate(Addr src);
-
-    Fault copy(Addr dest);
-
-  private:
-    bool executeInst(DynInstPtr &inst);
-
-    void renameInst(DynInstPtr &inst);
-
-    void addInst(DynInstPtr &inst);
-
-    void commitHeadInst();
-
-    bool getOneInst();
-
-    Fault fetchCacheLine();
-
-    InstSeqNum getAndIncrementInstSeq();
-
-    bool ambigMemAddr;
-
-  private:
-    InstSeqNum globalSeqNum;
-
-    DynInstPtr renameTable[ISA::TotalNumRegs];
-    DynInstPtr commitTable[ISA::TotalNumRegs];
-
-    // Might need a table of the shadow registers as well.
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    DynInstPtr palShadowTable[ISA::NumIntRegs];
-#endif
-
-  public:
-    // The register accessor methods provide the index of the
-    // instruction's operand (e.g., 0 or 1), not the architectural
-    // register index, to simplify the implementation of register
-    // renaming.  We find the architectural register index by indexing
-    // into the instruction's own operand index table.  Note that a
-    // raw pointer to the StaticInst is provided instead of a
-    // ref-counted StaticInstPtr to redice overhead.  This is fine as
-    // long as these methods don't copy the pointer into any long-term
-    // storage (which is pretty hard to imagine they would have reason
-    // to do).
-
-    // In the OoO case these shouldn't read from the XC but rather from the
-    // rename table of DynInsts.  Also these likely shouldn't be called very
-    // often, other than when adding things into the xc during say a syscall.
-
-    uint64_t readIntReg(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        return xc->readIntReg(si->srcRegIdx(idx));
-    }
-
-    float readFloatRegSingle(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        return xc->readFloatRegSingle(reg_idx);
-    }
-
-    double readFloatRegDouble(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        return xc->readFloatRegDouble(reg_idx);
-    }
-
-    uint64_t readFloatRegInt(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        return xc->readFloatRegInt(reg_idx);
-    }
-
-    void setIntReg(StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
-    {
-        xc->setIntReg(si->destRegIdx(idx), val);
-    }
-
-    void setFloatRegSingle(StaticInst<TheISA> *si, int idx, float val)
-    {
-        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        xc->setFloatRegSingle(reg_idx, val);
-    }
-
-    void setFloatRegDouble(StaticInst<TheISA> *si, int idx, double val)
-    {
-        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        xc->setFloatRegDouble(reg_idx, val);
-    }
-
-    void setFloatRegInt(StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
-    {
-        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        xc->setFloatRegInt(reg_idx, val);
-    }
-
-    uint64_t readPC() { return PC; }
-    void setNextPC(Addr val) { nextPC = val; }
-
-  private:
-    Addr PC;
-    Addr nextPC;
-
-    unsigned issueWidth;
-
-    bool fetchRedirExcp;
-    bool fetchRedirBranch;
-
-    /** Mask to get a cache block's address. */
-    Addr cacheBlkMask;
-
-    unsigned cacheBlkSize;
-
-    Addr cacheBlkPC;
-
-    /** The cache line being fetched. */
-    uint8_t *cacheData;
-
-  protected:
-    bool cacheBlkValid;
-
-  private:
-
-    // Align an address (typically a PC) to the start of an I-cache block.
-    // We fold in the PISA 64- to 32-bit conversion here as well.
-    Addr icacheBlockAlignPC(Addr addr)
-    {
-        addr = ISA::realPCToFetchPC(addr);
-        return (addr & ~(cacheBlkMask));
-    }
-
-    unsigned instSize;
-
-    // ROB tracking stuff.
-    DynInstPtr robHeadPtr;
-    DynInstPtr robTailPtr;
-    unsigned robSize;
-    unsigned robInsts;
-
-    // List of outstanding EA instructions.
-  protected:
-    EAList eaList;
-
-  public:
-    void branchToTarget(Addr val)
-    {
-        if (!fetchRedirExcp) {
-            fetchRedirBranch = true;
-            PC = val;
-        }
-    }
-
-    // ISA stuff:
-    uint64_t readUniq() { return xc->readUniq(); }
-    void setUniq(uint64_t val) { xc->setUniq(val); }
-
-    uint64_t readFpcr() { return xc->readFpcr(); }
-    void setFpcr(uint64_t val) { xc->setFpcr(val); }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault) { return xc->readIpr(idx, fault); }
-    Fault setIpr(int idx, uint64_t val) { return xc->setIpr(idx, val); }
-    Fault hwrei() { return xc->hwrei(); }
-    int readIntrFlag() { return xc->readIntrFlag(); }
-    void setIntrFlag(int val) { xc->setIntrFlag(val); }
-    bool inPalMode() { return xc->inPalMode(); }
-    void ev5_trap(Fault fault) { xc->ev5_trap(fault); }
-    bool simPalCheck(int palFunc) { return xc->simPalCheck(palFunc); }
-#else
-    void syscall() { xc->syscall(); }
-#endif
-
-    ExecContext *xcBase() { return xc; }
-};
-
-
-// precise architected memory state accessor macros
-template <class Impl>
-template <class T>
-Fault
-OoOCPU<Impl>::read(Addr addr, T &data, unsigned flags, DynInstPtr inst)
-{
-    MemReqPtr readReq = new MemReq();
-    readReq->xc = xc;
-    readReq->asid = 0;
-    readReq->data = new uint8_t[64];
-
-    readReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
-
-    // translate to physical address - This might be an ISA impl call
-    Fault fault = translateDataReadReq(readReq);
-
-    // do functional access
-    if (fault == No_Fault)
-        fault = xc->mem->read(readReq, data);
-#if 0
-    if (traceData) {
-        traceData->setAddr(addr);
-        if (fault == No_Fault)
-            traceData->setData(data);
-    }
-#endif
-
-    // if we have a cache, do cache access too
-    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
-        readReq->cmd = Read;
-        readReq->completionEvent = NULL;
-        readReq->time = curTick;
-        /*MemAccessResult result = */dcacheInterface->access(readReq);
-
-        if (dcacheInterface->doEvents()) {
-            readReq->completionEvent = new DCacheCompletionEvent(this, inst,
-                                                                 dcceIt);
-        }
-    }
-
-    if (!dcacheInterface && (readReq->flags & UNCACHEABLE))
-        recordEvent("Uncached Read");
-
-    return fault;
-}
-
-template <class Impl>
-template <class T>
-Fault
-OoOCPU<Impl>::write(T data, Addr addr, unsigned flags,
-                    uint64_t *res, DynInstPtr inst)
-{
-    MemReqPtr writeReq = new MemReq();
-    writeReq->xc = xc;
-    writeReq->asid = 0;
-    writeReq->data = new uint8_t[64];
-
-#if 0
-    if (traceData) {
-        traceData->setAddr(addr);
-        traceData->setData(data);
-    }
-#endif
-
-    writeReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
-
-    // translate to physical address
-    Fault fault = translateDataWriteReq(writeReq);
-
-    // do functional access
-    if (fault == No_Fault)
-        fault = xc->write(writeReq, data);
-
-    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
-        writeReq->cmd = Write;
-        memcpy(writeReq->data,(uint8_t *)&data,writeReq->size);
-        writeReq->completionEvent = NULL;
-        writeReq->time = curTick;
-        /*MemAccessResult result = */dcacheInterface->access(writeReq);
-
-        if (dcacheInterface->doEvents()) {
-            writeReq->completionEvent = new DCacheCompletionEvent(this, inst,
-                                                                  dcceIt);
-        }
-    }
-
-    if (res && (fault == No_Fault))
-        *res = writeReq->result;
-
-    if (!dcacheInterface && (writeReq->flags & UNCACHEABLE))
-        recordEvent("Uncached Write");
-
-    return fault;
-}
-
-
-#endif // __CPU_OOO_CPU_OOO_CPU_HH__
diff --git a/cpu/ooo_cpu/ooo_impl.hh b/cpu/ooo_cpu/ooo_impl.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 9e6df92..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,21 +0,0 @@
-
-#ifndef __CPU_OOO_CPU_OOO_IMPL_HH__
-#define __CPU_OOO_CPU_OOO_IMPL_HH__
-
-#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
-
-template <class Impl>
-class OoOCPU;
-
-template <class Impl>
-class OoODynInst;
-
-struct OoOImpl {
-    typedef AlphaISA ISA;
-    typedef OoOCPU<OoOImpl> OoOCPU;
-    typedef OoOCPU FullCPU;
-    typedef OoODynInst<OoOImpl> DynInst;
-    typedef RefCountingPtr<DynInst> DynInstPtr;
-};
-
-#endif // __CPU_OOO_CPU_OOO_IMPL_HH__
diff --git a/cpu/ozone/cpu.cc b/cpu/ozone/cpu.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..255070d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,6 @@
+
+#include "cpu/ooo_cpu/ooo_cpu_impl.hh"
+#include "cpu/ooo_cpu/ooo_dyn_inst.hh"
+#include "cpu/ooo_cpu/ooo_impl.hh"
+
+template class OoOCPU<OoOImpl>;
diff --git a/cpu/ozone/cpu.hh b/cpu/ozone/cpu.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..058279a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,626 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2002-2005 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
+ *
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+ * 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.
+ */
+
+#ifndef __CPU_OOO_CPU_OOO_CPU_HH__
+#define __CPU_OOO_CPU_OOO_CPU_HH__
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/fu_pool.hh"
+#include "cpu/ooo_cpu/ea_list.hh"
+#include "cpu/pc_event.hh"
+#include "cpu/static_inst.hh"
+#include "mem/mem_interface.hh"
+#include "sim/eventq.hh"
+
+// forward declarations
+#ifdef FULL_SYSTEM
+class Processor;
+class AlphaITB;
+class AlphaDTB;
+class PhysicalMemory;
+
+class RemoteGDB;
+class GDBListener;
+
+#else
+
+class Process;
+
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+class Checkpoint;
+class MemInterface;
+
+namespace Trace {
+    class InstRecord;
+}
+
+/**
+ * Declaration of Out-of-Order CPU class.  Basically it is a SimpleCPU with
+ * simple out-of-order capabilities added to it.  It is still a 1 CPI machine
+ * (?), but is capable of handling cache misses.  Basically it models having
+ * a ROB/IQ by only allowing a certain amount of instructions to execute while
+ * the cache miss is outstanding.
+ */
+
+template <class Impl>
+class OoOCPU : public BaseCPU
+{
+  private:
+    typedef typename Impl::DynInst DynInst;
+    typedef typename Impl::DynInstPtr DynInstPtr;
+    typedef typename Impl::ISA ISA;
+
+  public:
+    // main simulation loop (one cycle)
+    void tick();
+
+  private:
+    struct TickEvent : public Event
+    {
+        OoOCPU *cpu;
+        int width;
+
+        TickEvent(OoOCPU *c, int w);
+        void process();
+        const char *description();
+    };
+
+    TickEvent tickEvent;
+
+    /// Schedule tick event, regardless of its current state.
+    void scheduleTickEvent(int delay)
+    {
+        if (tickEvent.squashed())
+            tickEvent.reschedule(curTick + delay);
+        else if (!tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.schedule(curTick + delay);
+    }
+
+    /// Unschedule tick event, regardless of its current state.
+    void unscheduleTickEvent()
+    {
+        if (tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.squash();
+    }
+
+  private:
+    Trace::InstRecord *traceData;
+
+    template<typename T>
+    void trace_data(T data);
+
+  public:
+    //
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        IcacheMiss,
+        IcacheMissComplete,
+        DcacheMissStall,
+        SwitchedOut
+    };
+
+  private:
+    Status _status;
+
+  public:
+    void post_interrupt(int int_num, int index);
+
+    void zero_fill_64(Addr addr) {
+        static int warned = 0;
+        if (!warned) {
+            warn ("WH64 is not implemented");
+            warned = 1;
+        }
+    };
+
+    struct Params : public BaseCPU::Params
+    {
+        MemInterface *icache_interface;
+        MemInterface *dcache_interface;
+        int width;
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        AlphaITB *itb;
+        AlphaDTB *dtb;
+        FunctionalMemory *mem;
+#else
+        Process *process;
+#endif
+        int issueWidth;
+    };
+
+    OoOCPU(Params *params);
+
+    virtual ~OoOCPU();
+
+    void init();
+
+  private:
+    void copyFromXC();
+
+  public:
+    // execution context
+    ExecContext *xc;
+
+    void switchOut();
+    void takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    Addr dbg_vtophys(Addr addr);
+
+    bool interval_stats;
+#endif
+
+    // L1 instruction cache
+    MemInterface *icacheInterface;
+
+    // L1 data cache
+    MemInterface *dcacheInterface;
+
+    FuncUnitPool *fuPool;
+
+    // Refcounted pointer to the one memory request.
+    MemReqPtr cacheMemReq;
+
+    class ICacheCompletionEvent : public Event
+    {
+      private:
+        OoOCPU *cpu;
+
+      public:
+        ICacheCompletionEvent(OoOCPU *_cpu);
+
+        virtual void process();
+        virtual const char *description();
+    };
+
+    // Will need to create a cache completion event upon any memory miss.
+    ICacheCompletionEvent iCacheCompletionEvent;
+
+    class DCacheCompletionEvent;
+
+    typedef typename
+    std::list<DCacheCompletionEvent>::iterator DCacheCompEventIt;
+
+    class DCacheCompletionEvent : public Event
+    {
+      private:
+        OoOCPU *cpu;
+        DynInstPtr inst;
+        DCacheCompEventIt dcceIt;
+
+      public:
+        DCacheCompletionEvent(OoOCPU *_cpu, DynInstPtr &_inst,
+                              DCacheCompEventIt &_dcceIt);
+
+        virtual void process();
+        virtual const char *description();
+    };
+
+    friend class DCacheCompletionEvent;
+
+  protected:
+    std::list<DCacheCompletionEvent> dCacheCompList;
+    DCacheCompEventIt dcceIt;
+
+  private:
+    Status status() const { return _status; }
+
+    virtual void activateContext(int thread_num, int delay);
+    virtual void suspendContext(int thread_num);
+    virtual void deallocateContext(int thread_num);
+    virtual void haltContext(int thread_num);
+
+    // statistics
+    virtual void regStats();
+    virtual void resetStats();
+
+    // number of simulated instructions
+    Counter numInst;
+    Counter startNumInst;
+    Stats::Scalar<> numInsts;
+
+    virtual Counter totalInstructions() const
+    {
+        return numInst - startNumInst;
+    }
+
+    // number of simulated memory references
+    Stats::Scalar<> numMemRefs;
+
+    // number of simulated loads
+    Counter numLoad;
+    Counter startNumLoad;
+
+    // number of idle cycles
+    Stats::Average<> notIdleFraction;
+    Stats::Formula idleFraction;
+
+    // number of cycles stalled for I-cache misses
+    Stats::Scalar<> icacheStallCycles;
+    Counter lastIcacheStall;
+
+    // number of cycles stalled for D-cache misses
+    Stats::Scalar<> dcacheStallCycles;
+    Counter lastDcacheStall;
+
+    void processICacheCompletion();
+
+  public:
+
+    virtual void serialize(std::ostream &os);
+    virtual void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    bool validInstAddr(Addr addr) { return true; }
+    bool validDataAddr(Addr addr) { return true; }
+    int getInstAsid() { return xc->regs.instAsid(); }
+    int getDataAsid() { return xc->regs.dataAsid(); }
+
+    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return itb->translate(req);
+    }
+
+    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dtb->translate(req, false);
+    }
+
+    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dtb->translate(req, true);
+    }
+
+#else
+    bool validInstAddr(Addr addr)
+    { return xc->validInstAddr(addr); }
+
+    bool validDataAddr(Addr addr)
+    { return xc->validDataAddr(addr); }
+
+    int getInstAsid() { return xc->asid; }
+    int getDataAsid() { return xc->asid; }
+
+    Fault dummyTranslation(MemReqPtr &req)
+    {
+#if 0
+        assert((req->vaddr >> 48 & 0xffff) == 0);
+#endif
+
+        // put the asid in the upper 16 bits of the paddr
+        req->paddr = req->vaddr & ~((Addr)0xffff << sizeof(Addr) * 8 - 16);
+        req->paddr = req->paddr | (Addr)req->asid << sizeof(Addr) * 8 - 16;
+        return No_Fault;
+    }
+    Fault translateInstReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dummyTranslation(req);
+    }
+    Fault translateDataReadReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dummyTranslation(req);
+    }
+    Fault translateDataWriteReq(MemReqPtr &req)
+    {
+        return dummyTranslation(req);
+    }
+
+#endif
+
+    template <class T>
+    Fault read(Addr addr, T &data, unsigned flags, DynInstPtr inst);
+
+    template <class T>
+    Fault write(T data, Addr addr, unsigned flags,
+                uint64_t *res, DynInstPtr inst);
+
+    void prefetch(Addr addr, unsigned flags)
+    {
+        // need to do this...
+    }
+
+    void writeHint(Addr addr, int size, unsigned flags)
+    {
+        // need to do this...
+    }
+
+    Fault copySrcTranslate(Addr src);
+
+    Fault copy(Addr dest);
+
+  private:
+    bool executeInst(DynInstPtr &inst);
+
+    void renameInst(DynInstPtr &inst);
+
+    void addInst(DynInstPtr &inst);
+
+    void commitHeadInst();
+
+    bool getOneInst();
+
+    Fault fetchCacheLine();
+
+    InstSeqNum getAndIncrementInstSeq();
+
+    bool ambigMemAddr;
+
+  private:
+    InstSeqNum globalSeqNum;
+
+    DynInstPtr renameTable[ISA::TotalNumRegs];
+    DynInstPtr commitTable[ISA::TotalNumRegs];
+
+    // Might need a table of the shadow registers as well.
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    DynInstPtr palShadowTable[ISA::NumIntRegs];
+#endif
+
+  public:
+    // The register accessor methods provide the index of the
+    // instruction's operand (e.g., 0 or 1), not the architectural
+    // register index, to simplify the implementation of register
+    // renaming.  We find the architectural register index by indexing
+    // into the instruction's own operand index table.  Note that a
+    // raw pointer to the StaticInst is provided instead of a
+    // ref-counted StaticInstPtr to redice overhead.  This is fine as
+    // long as these methods don't copy the pointer into any long-term
+    // storage (which is pretty hard to imagine they would have reason
+    // to do).
+
+    // In the OoO case these shouldn't read from the XC but rather from the
+    // rename table of DynInsts.  Also these likely shouldn't be called very
+    // often, other than when adding things into the xc during say a syscall.
+
+    uint64_t readIntReg(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        return xc->readIntReg(si->srcRegIdx(idx));
+    }
+
+    float readFloatRegSingle(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        return xc->readFloatRegSingle(reg_idx);
+    }
+
+    double readFloatRegDouble(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        return xc->readFloatRegDouble(reg_idx);
+    }
+
+    uint64_t readFloatRegInt(StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        return xc->readFloatRegInt(reg_idx);
+    }
+
+    void setIntReg(StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
+    {
+        xc->setIntReg(si->destRegIdx(idx), val);
+    }
+
+    void setFloatRegSingle(StaticInst<TheISA> *si, int idx, float val)
+    {
+        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        xc->setFloatRegSingle(reg_idx, val);
+    }
+
+    void setFloatRegDouble(StaticInst<TheISA> *si, int idx, double val)
+    {
+        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        xc->setFloatRegDouble(reg_idx, val);
+    }
+
+    void setFloatRegInt(StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
+    {
+        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        xc->setFloatRegInt(reg_idx, val);
+    }
+
+    uint64_t readPC() { return PC; }
+    void setNextPC(Addr val) { nextPC = val; }
+
+  private:
+    Addr PC;
+    Addr nextPC;
+
+    unsigned issueWidth;
+
+    bool fetchRedirExcp;
+    bool fetchRedirBranch;
+
+    /** Mask to get a cache block's address. */
+    Addr cacheBlkMask;
+
+    unsigned cacheBlkSize;
+
+    Addr cacheBlkPC;
+
+    /** The cache line being fetched. */
+    uint8_t *cacheData;
+
+  protected:
+    bool cacheBlkValid;
+
+  private:
+
+    // Align an address (typically a PC) to the start of an I-cache block.
+    // We fold in the PISA 64- to 32-bit conversion here as well.
+    Addr icacheBlockAlignPC(Addr addr)
+    {
+        addr = ISA::realPCToFetchPC(addr);
+        return (addr & ~(cacheBlkMask));
+    }
+
+    unsigned instSize;
+
+    // ROB tracking stuff.
+    DynInstPtr robHeadPtr;
+    DynInstPtr robTailPtr;
+    unsigned robSize;
+    unsigned robInsts;
+
+    // List of outstanding EA instructions.
+  protected:
+    EAList eaList;
+
+  public:
+    void branchToTarget(Addr val)
+    {
+        if (!fetchRedirExcp) {
+            fetchRedirBranch = true;
+            PC = val;
+        }
+    }
+
+    // ISA stuff:
+    uint64_t readUniq() { return xc->readUniq(); }
+    void setUniq(uint64_t val) { xc->setUniq(val); }
+
+    uint64_t readFpcr() { return xc->readFpcr(); }
+    void setFpcr(uint64_t val) { xc->setFpcr(val); }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault) { return xc->readIpr(idx, fault); }
+    Fault setIpr(int idx, uint64_t val) { return xc->setIpr(idx, val); }
+    Fault hwrei() { return xc->hwrei(); }
+    int readIntrFlag() { return xc->readIntrFlag(); }
+    void setIntrFlag(int val) { xc->setIntrFlag(val); }
+    bool inPalMode() { return xc->inPalMode(); }
+    void ev5_trap(Fault fault) { xc->ev5_trap(fault); }
+    bool simPalCheck(int palFunc) { return xc->simPalCheck(palFunc); }
+#else
+    void syscall() { xc->syscall(); }
+#endif
+
+    ExecContext *xcBase() { return xc; }
+};
+
+
+// precise architected memory state accessor macros
+template <class Impl>
+template <class T>
+Fault
+OoOCPU<Impl>::read(Addr addr, T &data, unsigned flags, DynInstPtr inst)
+{
+    MemReqPtr readReq = new MemReq();
+    readReq->xc = xc;
+    readReq->asid = 0;
+    readReq->data = new uint8_t[64];
+
+    readReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
+
+    // translate to physical address - This might be an ISA impl call
+    Fault fault = translateDataReadReq(readReq);
+
+    // do functional access
+    if (fault == No_Fault)
+        fault = xc->mem->read(readReq, data);
+#if 0
+    if (traceData) {
+        traceData->setAddr(addr);
+        if (fault == No_Fault)
+            traceData->setData(data);
+    }
+#endif
+
+    // if we have a cache, do cache access too
+    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
+        readReq->cmd = Read;
+        readReq->completionEvent = NULL;
+        readReq->time = curTick;
+        /*MemAccessResult result = */dcacheInterface->access(readReq);
+
+        if (dcacheInterface->doEvents()) {
+            readReq->completionEvent = new DCacheCompletionEvent(this, inst,
+                                                                 dcceIt);
+        }
+    }
+
+    if (!dcacheInterface && (readReq->flags & UNCACHEABLE))
+        recordEvent("Uncached Read");
+
+    return fault;
+}
+
+template <class Impl>
+template <class T>
+Fault
+OoOCPU<Impl>::write(T data, Addr addr, unsigned flags,
+                    uint64_t *res, DynInstPtr inst)
+{
+    MemReqPtr writeReq = new MemReq();
+    writeReq->xc = xc;
+    writeReq->asid = 0;
+    writeReq->data = new uint8_t[64];
+
+#if 0
+    if (traceData) {
+        traceData->setAddr(addr);
+        traceData->setData(data);
+    }
+#endif
+
+    writeReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
+
+    // translate to physical address
+    Fault fault = translateDataWriteReq(writeReq);
+
+    // do functional access
+    if (fault == No_Fault)
+        fault = xc->write(writeReq, data);
+
+    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
+        writeReq->cmd = Write;
+        memcpy(writeReq->data,(uint8_t *)&data,writeReq->size);
+        writeReq->completionEvent = NULL;
+        writeReq->time = curTick;
+        /*MemAccessResult result = */dcacheInterface->access(writeReq);
+
+        if (dcacheInterface->doEvents()) {
+            writeReq->completionEvent = new DCacheCompletionEvent(this, inst,
+                                                                  dcceIt);
+        }
+    }
+
+    if (res && (fault == No_Fault))
+        *res = writeReq->result;
+
+    if (!dcacheInterface && (writeReq->flags & UNCACHEABLE))
+        recordEvent("Uncached Write");
+
+    return fault;
+}
+
+
+#endif // __CPU_OOO_CPU_OOO_CPU_HH__
diff --git a/cpu/ozone/cpu_impl.hh b/cpu/ozone/cpu_impl.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9e6df92
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,21 @@
+
+#ifndef __CPU_OOO_CPU_OOO_IMPL_HH__
+#define __CPU_OOO_CPU_OOO_IMPL_HH__
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+
+template <class Impl>
+class OoOCPU;
+
+template <class Impl>
+class OoODynInst;
+
+struct OoOImpl {
+    typedef AlphaISA ISA;
+    typedef OoOCPU<OoOImpl> OoOCPU;
+    typedef OoOCPU FullCPU;
+    typedef OoODynInst<OoOImpl> DynInst;
+    typedef RefCountingPtr<DynInst> DynInstPtr;
+};
+
+#endif // __CPU_OOO_CPU_OOO_IMPL_HH__
diff --git a/cpu/ozone/ea_list.cc b/cpu/ozone/ea_list.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4142e7f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,50 @@
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+#include "cpu/ooo_cpu/ea_list.hh"
+
+void
+EAList::addAddr(const InstSeqNum &new_sn, const Addr &new_ea)
+{
+    instEA newEA(new_sn, new_ea);
+
+    eaList.push_back(newEA);
+}
+
+void
+EAList::clearAddr(const InstSeqNum &sn_to_clear, const Addr &ea_to_clear)
+{
+    eaListIt list_it = eaList.begin();
+
+    while (list_it != eaList.end() && (*list_it).first != sn_to_clear) {
+        assert((*list_it).second == ea_to_clear);
+    }
+}
+
+bool
+EAList::checkConflict(const InstSeqNum &check_sn, const Addr &check_ea) const
+{
+    const constEAListIt list_it = eaList.begin();
+
+    while (list_it != eaList.end() && (*list_it).first < check_sn) {
+        if ((*list_it).second == check_ea) {
+            return true;
+        }
+    }
+
+    return false;
+}
+
+void
+EAList::clear()
+{
+    eaList.clear();
+}
+
+void
+EAList::commit(const InstSeqNum &commit_sn)
+{
+    while (!eaList.empty() && eaList.front().first <= commit_sn) {
+        eaList.pop_front();
+    }
+}
diff --git a/cpu/ozone/ea_list.hh b/cpu/ozone/ea_list.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..bc099d7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,44 @@
+#ifndef __CPU_EA_LIST_HH__
+#define __CPU_EA_LIST_HH__
+
+#include <list>
+#include <utility>
+
+#include "arch/alpha/isa_traits.hh"
+#include "cpu/inst_seq.hh"
+
+/**
+ * Simple class to hold onto a list of pairs, each pair having a memory
+ * instruction's sequence number and effective addr.  This list can be used
+ * for memory disambiguation.  However, if I ever want to forward results, I
+ * may have to use a list that holds DynInstPtrs.  Hence this may change in
+ * the future.
+ */
+class EAList {
+  private:
+    typedef std::pair<InstSeqNum, Addr> instEA;
+    typedef std::list<instEA>::iterator eaListIt;
+    typedef std::list<instEA>::const_iterator constEAListIt;
+
+    std::list<instEA> eaList;
+
+  public:
+    EAList() { }
+    ~EAList() { }
+
+    void addAddr(const InstSeqNum &new_sn, const Addr &new_ea);
+
+    void clearAddr(const InstSeqNum &sn_to_clear, const Addr &ea_to_clear);
+
+    /** Checks if any instructions older than check_sn have a conflicting
+     *  address with check_ea.  Note that this function does not handle the
+     *  sequence number rolling over.
+     */
+    bool checkConflict(const InstSeqNum &check_sn, const Addr &check_ea) const;
+
+    void clear();
+
+    void commit(const InstSeqNum &commit_sn);
+};
+
+#endif // __CPU_EA_LIST_HH__
index f30e2a332a848c7f15102f9a73d000a91969818a..7d1e35eba6218c50b486a153e3b193c16ed6683a 100644 (file)
@@ -32,7 +32,7 @@
 #include <utility>
 
 #include "base/trace.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "cpu/pc_event.hh"
 #include "sim/debug.hh"
diff --git a/cpu/simple/cpu.cc b/cpu/simple/cpu.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..306398a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,911 @@
+/*
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+ * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ */
+
+#include <cmath>
+#include <cstdio>
+#include <cstdlib>
+#include <iostream>
+#include <iomanip>
+#include <list>
+#include <sstream>
+#include <string>
+
+#include "base/cprintf.hh"
+#include "base/inifile.hh"
+#include "base/loader/symtab.hh"
+#include "base/misc.hh"
+#include "base/pollevent.hh"
+#include "base/range.hh"
+#include "base/stats/events.hh"
+#include "base/trace.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+#include "cpu/exetrace.hh"
+#include "cpu/sampler/sampler.hh"
+#include "cpu/simple/cpu.hh"
+#include "cpu/smt.hh"
+#include "cpu/static_inst.hh"
+#include "mem/base_mem.hh"
+#include "mem/mem_interface.hh"
+#include "sim/builder.hh"
+#include "sim/debug.hh"
+#include "sim/host.hh"
+#include "sim/sim_events.hh"
+#include "sim/sim_object.hh"
+#include "sim/stats.hh"
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#include "base/remote_gdb.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
+#include "sim/system.hh"
+#include "targetarch/alpha_memory.hh"
+#include "targetarch/vtophys.hh"
+#else // !FULL_SYSTEM
+#include "eio/eio.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+using namespace std;
+
+
+SimpleCPU::TickEvent::TickEvent(SimpleCPU *c, int w)
+    : Event(&mainEventQueue, CPU_Tick_Pri), cpu(c), width(w)
+{
+}
+
+void
+SimpleCPU::TickEvent::process()
+{
+    int count = width;
+    do {
+        cpu->tick();
+    } while (--count > 0 && cpu->status() == Running);
+}
+
+const char *
+SimpleCPU::TickEvent::description()
+{
+    return "SimpleCPU tick event";
+}
+
+
+SimpleCPU::CacheCompletionEvent::CacheCompletionEvent(SimpleCPU *_cpu)
+    : Event(&mainEventQueue), cpu(_cpu)
+{
+}
+
+void SimpleCPU::CacheCompletionEvent::process()
+{
+    cpu->processCacheCompletion();
+}
+
+const char *
+SimpleCPU::CacheCompletionEvent::description()
+{
+    return "SimpleCPU cache completion event";
+}
+
+SimpleCPU::SimpleCPU(Params *p)
+    : BaseCPU(p), tickEvent(this, p->width), xc(NULL),
+      cacheCompletionEvent(this)
+{
+    _status = Idle;
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    xc = new ExecContext(this, 0, p->system, p->itb, p->dtb, p->mem);
+
+    // initialize CPU, including PC
+    TheISA::initCPU(&xc->regs);
+#else
+    xc = new ExecContext(this, /* thread_num */ 0, p->process, /* asid */ 0);
+#endif // !FULL_SYSTEM
+
+    icacheInterface = p->icache_interface;
+    dcacheInterface = p->dcache_interface;
+
+    memReq = new MemReq();
+    memReq->xc = xc;
+    memReq->asid = 0;
+    memReq->data = new uint8_t[64];
+
+    numInst = 0;
+    startNumInst = 0;
+    numLoad = 0;
+    startNumLoad = 0;
+    lastIcacheStall = 0;
+    lastDcacheStall = 0;
+
+    execContexts.push_back(xc);
+}
+
+SimpleCPU::~SimpleCPU()
+{
+}
+
+void
+SimpleCPU::switchOut(SamplingCPU *s)
+{
+    sampler = s;
+    if (status() == DcacheMissStall) {
+        DPRINTF(Sampler,"Outstanding dcache access, waiting for completion\n");
+        _status = DcacheMissSwitch;
+    }
+    else {
+        _status = SwitchedOut;
+
+        if (tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.squash();
+
+        sampler->signalSwitched();
+    }
+}
+
+
+void
+SimpleCPU::takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU)
+{
+    BaseCPU::takeOverFrom(oldCPU);
+
+    assert(!tickEvent.scheduled());
+
+    // if any of this CPU's ExecContexts are active, mark the CPU as
+    // running and schedule its tick event.
+    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
+        ExecContext *xc = execContexts[i];
+        if (xc->status() == ExecContext::Active && _status != Running) {
+            _status = Running;
+            tickEvent.schedule(curTick);
+        }
+    }
+}
+
+
+void
+SimpleCPU::activateContext(int thread_num, int delay)
+{
+    assert(thread_num == 0);
+    assert(xc);
+
+    assert(_status == Idle);
+    notIdleFraction++;
+    scheduleTickEvent(delay);
+    _status = Running;
+}
+
+
+void
+SimpleCPU::suspendContext(int thread_num)
+{
+    assert(thread_num == 0);
+    assert(xc);
+
+    assert(_status == Running);
+    notIdleFraction--;
+    unscheduleTickEvent();
+    _status = Idle;
+}
+
+
+void
+SimpleCPU::deallocateContext(int thread_num)
+{
+    // for now, these are equivalent
+    suspendContext(thread_num);
+}
+
+
+void
+SimpleCPU::haltContext(int thread_num)
+{
+    // for now, these are equivalent
+    suspendContext(thread_num);
+}
+
+
+void
+SimpleCPU::regStats()
+{
+    using namespace Stats;
+
+    BaseCPU::regStats();
+
+    numInsts
+        .name(name() + ".num_insts")
+        .desc("Number of instructions executed")
+        ;
+
+    numMemRefs
+        .name(name() + ".num_refs")
+        .desc("Number of memory references")
+        ;
+
+    notIdleFraction
+        .name(name() + ".not_idle_fraction")
+        .desc("Percentage of non-idle cycles")
+        ;
+
+    idleFraction
+        .name(name() + ".idle_fraction")
+        .desc("Percentage of idle cycles")
+        ;
+
+    icacheStallCycles
+        .name(name() + ".icache_stall_cycles")
+        .desc("ICache total stall cycles")
+        .prereq(icacheStallCycles)
+        ;
+
+    dcacheStallCycles
+        .name(name() + ".dcache_stall_cycles")
+        .desc("DCache total stall cycles")
+        .prereq(dcacheStallCycles)
+        ;
+
+    idleFraction = constant(1.0) - notIdleFraction;
+}
+
+void
+SimpleCPU::resetStats()
+{
+    startNumInst = numInst;
+    notIdleFraction = (_status != Idle);
+}
+
+void
+SimpleCPU::serialize(ostream &os)
+{
+    BaseCPU::serialize(os);
+    SERIALIZE_ENUM(_status);
+    SERIALIZE_SCALAR(inst);
+    nameOut(os, csprintf("%s.xc", name()));
+    xc->serialize(os);
+    nameOut(os, csprintf("%s.tickEvent", name()));
+    tickEvent.serialize(os);
+    nameOut(os, csprintf("%s.cacheCompletionEvent", name()));
+    cacheCompletionEvent.serialize(os);
+}
+
+void
+SimpleCPU::unserialize(Checkpoint *cp, const string &section)
+{
+    BaseCPU::unserialize(cp, section);
+    UNSERIALIZE_ENUM(_status);
+    UNSERIALIZE_SCALAR(inst);
+    xc->unserialize(cp, csprintf("%s.xc", section));
+    tickEvent.unserialize(cp, csprintf("%s.tickEvent", section));
+    cacheCompletionEvent
+        .unserialize(cp, csprintf("%s.cacheCompletionEvent", section));
+}
+
+void
+change_thread_state(int thread_number, int activate, int priority)
+{
+}
+
+Fault
+SimpleCPU::copySrcTranslate(Addr src)
+{
+    static bool no_warn = true;
+    int blk_size = (dcacheInterface) ? dcacheInterface->getBlockSize() : 64;
+    // Only support block sizes of 64 atm.
+    assert(blk_size == 64);
+    int offset = src & (blk_size - 1);
+
+    // Make sure block doesn't span page
+    if (no_warn &&
+        (src & TheISA::PageMask) != ((src + blk_size) & TheISA::PageMask) &&
+        (src >> 40) != 0xfffffc) {
+        warn("Copied block source spans pages %x.", src);
+        no_warn = false;
+    }
+
+    memReq->reset(src & ~(blk_size - 1), blk_size);
+
+    // translate to physical address
+    Fault fault = xc->translateDataReadReq(memReq);
+
+    assert(fault != Alignment_Fault);
+
+    if (fault == No_Fault) {
+        xc->copySrcAddr = src;
+        xc->copySrcPhysAddr = memReq->paddr + offset;
+    } else {
+        xc->copySrcAddr = 0;
+        xc->copySrcPhysAddr = 0;
+    }
+    return fault;
+}
+
+Fault
+SimpleCPU::copy(Addr dest)
+{
+    static bool no_warn = true;
+    int blk_size = (dcacheInterface) ? dcacheInterface->getBlockSize() : 64;
+    // Only support block sizes of 64 atm.
+    assert(blk_size == 64);
+    uint8_t data[blk_size];
+    //assert(xc->copySrcAddr);
+    int offset = dest & (blk_size - 1);
+
+    // Make sure block doesn't span page
+    if (no_warn &&
+        (dest & TheISA::PageMask) != ((dest + blk_size) & TheISA::PageMask) &&
+        (dest >> 40) != 0xfffffc) {
+        no_warn = false;
+        warn("Copied block destination spans pages %x. ", dest);
+    }
+
+    memReq->reset(dest & ~(blk_size -1), blk_size);
+    // translate to physical address
+    Fault fault = xc->translateDataWriteReq(memReq);
+
+    assert(fault != Alignment_Fault);
+
+    if (fault == No_Fault) {
+        Addr dest_addr = memReq->paddr + offset;
+        // Need to read straight from memory since we have more than 8 bytes.
+        memReq->paddr = xc->copySrcPhysAddr;
+        xc->mem->read(memReq, data);
+        memReq->paddr = dest_addr;
+        xc->mem->write(memReq, data);
+        if (dcacheInterface) {
+            memReq->cmd = Copy;
+            memReq->completionEvent = NULL;
+            memReq->paddr = xc->copySrcPhysAddr;
+            memReq->dest = dest_addr;
+            memReq->size = 64;
+            memReq->time = curTick;
+            dcacheInterface->access(memReq);
+        }
+    }
+    return fault;
+}
+
+// precise architected memory state accessor macros
+template <class T>
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, T &data, unsigned flags)
+{
+    if (status() == DcacheMissStall || status() == DcacheMissSwitch) {
+        Fault fault = xc->read(memReq,data);
+
+        if (traceData) {
+            traceData->setAddr(addr);
+        }
+        return fault;
+    }
+
+    memReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
+
+    // translate to physical address
+    Fault fault = xc->translateDataReadReq(memReq);
+
+    // if we have a cache, do cache access too
+    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
+        memReq->cmd = Read;
+        memReq->completionEvent = NULL;
+        memReq->time = curTick;
+        MemAccessResult result = dcacheInterface->access(memReq);
+
+        // Ugly hack to get an event scheduled *only* if the access is
+        // a miss.  We really should add first-class support for this
+        // at some point.
+        if (result != MA_HIT && dcacheInterface->doEvents()) {
+            memReq->completionEvent = &cacheCompletionEvent;
+            lastDcacheStall = curTick;
+            unscheduleTickEvent();
+            _status = DcacheMissStall;
+        } else {
+            // do functional access
+            fault = xc->read(memReq, data);
+
+        }
+    } else if(fault == No_Fault) {
+        // do functional access
+        fault = xc->read(memReq, data);
+
+    }
+
+    if (!dcacheInterface && (memReq->flags & UNCACHEABLE))
+        recordEvent("Uncached Read");
+
+    return fault;
+}
+
+#ifndef DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, uint64_t &data, unsigned flags);
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, uint32_t &data, unsigned flags);
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, uint16_t &data, unsigned flags);
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, uint8_t &data, unsigned flags);
+
+#endif //DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
+
+template<>
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, double &data, unsigned flags)
+{
+    return read(addr, *(uint64_t*)&data, flags);
+}
+
+template<>
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, float &data, unsigned flags)
+{
+    return read(addr, *(uint32_t*)&data, flags);
+}
+
+
+template<>
+Fault
+SimpleCPU::read(Addr addr, int32_t &data, unsigned flags)
+{
+    return read(addr, (uint32_t&)data, flags);
+}
+
+
+template <class T>
+Fault
+SimpleCPU::write(T data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
+{
+    memReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
+
+    // translate to physical address
+    Fault fault = xc->translateDataWriteReq(memReq);
+
+    // do functional access
+    if (fault == No_Fault)
+        fault = xc->write(memReq, data);
+
+    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
+        memReq->cmd = Write;
+        memcpy(memReq->data,(uint8_t *)&data,memReq->size);
+        memReq->completionEvent = NULL;
+        memReq->time = curTick;
+        MemAccessResult result = dcacheInterface->access(memReq);
+
+        // Ugly hack to get an event scheduled *only* if the access is
+        // a miss.  We really should add first-class support for this
+        // at some point.
+        if (result != MA_HIT && dcacheInterface->doEvents()) {
+            memReq->completionEvent = &cacheCompletionEvent;
+            lastDcacheStall = curTick;
+            unscheduleTickEvent();
+            _status = DcacheMissStall;
+        }
+    }
+
+    if (res && (fault == No_Fault))
+        *res = memReq->result;
+
+    if (!dcacheInterface && (memReq->flags & UNCACHEABLE))
+        recordEvent("Uncached Write");
+
+    return fault;
+}
+
+
+#ifndef DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
+template
+Fault
+SimpleCPU::write(uint64_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::write(uint32_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::write(uint16_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
+
+template
+Fault
+SimpleCPU::write(uint8_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
+
+#endif //DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
+
+template<>
+Fault
+SimpleCPU::write(double data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
+{
+    return write(*(uint64_t*)&data, addr, flags, res);
+}
+
+template<>
+Fault
+SimpleCPU::write(float data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
+{
+    return write(*(uint32_t*)&data, addr, flags, res);
+}
+
+
+template<>
+Fault
+SimpleCPU::write(int32_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
+{
+    return write((uint32_t)data, addr, flags, res);
+}
+
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+Addr
+SimpleCPU::dbg_vtophys(Addr addr)
+{
+    return vtophys(xc, addr);
+}
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+void
+SimpleCPU::processCacheCompletion()
+{
+    switch (status()) {
+      case IcacheMissStall:
+        icacheStallCycles += curTick - lastIcacheStall;
+        _status = IcacheMissComplete;
+        scheduleTickEvent(1);
+        break;
+      case DcacheMissStall:
+        if (memReq->cmd.isRead()) {
+            curStaticInst->execute(this,traceData);
+            if (traceData)
+                traceData->finalize();
+        }
+        dcacheStallCycles += curTick - lastDcacheStall;
+        _status = Running;
+        scheduleTickEvent(1);
+        break;
+      case DcacheMissSwitch:
+        if (memReq->cmd.isRead()) {
+            curStaticInst->execute(this,traceData);
+            if (traceData)
+                traceData->finalize();
+        }
+        _status = SwitchedOut;
+        sampler->signalSwitched();
+      case SwitchedOut:
+        // If this CPU has been switched out due to sampling/warm-up,
+        // ignore any further status changes (e.g., due to cache
+        // misses outstanding at the time of the switch).
+        return;
+      default:
+        panic("SimpleCPU::processCacheCompletion: bad state");
+        break;
+    }
+}
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+void
+SimpleCPU::post_interrupt(int int_num, int index)
+{
+    BaseCPU::post_interrupt(int_num, index);
+
+    if (xc->status() == ExecContext::Suspended) {
+                DPRINTF(IPI,"Suspended Processor awoke\n");
+        xc->activate();
+    }
+}
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+/* start simulation, program loaded, processor precise state initialized */
+void
+SimpleCPU::tick()
+{
+    numCycles++;
+
+    traceData = NULL;
+
+    Fault fault = No_Fault;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    if (checkInterrupts && check_interrupts() && !xc->inPalMode() &&
+        status() != IcacheMissComplete) {
+        int ipl = 0;
+        int summary = 0;
+        checkInterrupts = false;
+        IntReg *ipr = xc->regs.ipr;
+
+        if (xc->regs.ipr[TheISA::IPR_SIRR]) {
+            for (int i = TheISA::INTLEVEL_SOFTWARE_MIN;
+                 i < TheISA::INTLEVEL_SOFTWARE_MAX; i++) {
+                if (ipr[TheISA::IPR_SIRR] & (ULL(1) << i)) {
+                    // See table 4-19 of 21164 hardware reference
+                    ipl = (i - TheISA::INTLEVEL_SOFTWARE_MIN) + 1;
+                    summary |= (ULL(1) << i);
+                }
+            }
+        }
+
+        uint64_t interrupts = xc->cpu->intr_status();
+        for (int i = TheISA::INTLEVEL_EXTERNAL_MIN;
+            i < TheISA::INTLEVEL_EXTERNAL_MAX; i++) {
+            if (interrupts & (ULL(1) << i)) {
+                // See table 4-19 of 21164 hardware reference
+                ipl = i;
+                summary |= (ULL(1) << i);
+            }
+        }
+
+        if (ipr[TheISA::IPR_ASTRR])
+            panic("asynchronous traps not implemented\n");
+
+        if (ipl && ipl > xc->regs.ipr[TheISA::IPR_IPLR]) {
+            ipr[TheISA::IPR_ISR] = summary;
+            ipr[TheISA::IPR_INTID] = ipl;
+            xc->ev5_trap(Interrupt_Fault);
+
+            DPRINTF(Flow, "Interrupt! IPLR=%d ipl=%d summary=%x\n",
+                    ipr[TheISA::IPR_IPLR], ipl, summary);
+        }
+    }
+#endif
+
+    // maintain $r0 semantics
+    xc->regs.intRegFile[ZeroReg] = 0;
+#ifdef TARGET_ALPHA
+    xc->regs.floatRegFile.d[ZeroReg] = 0.0;
+#endif // TARGET_ALPHA
+
+    if (status() == IcacheMissComplete) {
+        // We've already fetched an instruction and were stalled on an
+        // I-cache miss.  No need to fetch it again.
+
+        // Set status to running; tick event will get rescheduled if
+        // necessary at end of tick() function.
+        _status = Running;
+    }
+    else {
+        // Try to fetch an instruction
+
+        // set up memory request for instruction fetch
+#ifdef FULL_SYSTEM
+#define IFETCH_FLAGS(pc)       ((pc) & 1) ? PHYSICAL : 0
+#else
+#define IFETCH_FLAGS(pc)       0
+#endif
+
+        memReq->cmd = Read;
+        memReq->reset(xc->regs.pc & ~3, sizeof(uint32_t),
+                     IFETCH_FLAGS(xc->regs.pc));
+
+        fault = xc->translateInstReq(memReq);
+
+        if (fault == No_Fault)
+            fault = xc->mem->read(memReq, inst);
+
+        if (icacheInterface && fault == No_Fault) {
+            memReq->completionEvent = NULL;
+
+            memReq->time = curTick;
+            MemAccessResult result = icacheInterface->access(memReq);
+
+            // Ugly hack to get an event scheduled *only* if the access is
+            // a miss.  We really should add first-class support for this
+            // at some point.
+            if (result != MA_HIT && icacheInterface->doEvents()) {
+                memReq->completionEvent = &cacheCompletionEvent;
+                lastIcacheStall = curTick;
+                unscheduleTickEvent();
+                _status = IcacheMissStall;
+                return;
+            }
+        }
+    }
+
+    // If we've got a valid instruction (i.e., no fault on instruction
+    // fetch), then execute it.
+    if (fault == No_Fault) {
+
+        // keep an instruction count
+        numInst++;
+        numInsts++;
+
+        // check for instruction-count-based events
+        comInstEventQueue[0]->serviceEvents(numInst);
+
+        // decode the instruction
+        inst = htoa(inst);
+        curStaticInst = StaticInst<TheISA>::decode(inst);
+
+        traceData = Trace::getInstRecord(curTick, xc, this, curStaticInst,
+                                         xc->regs.pc);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        xc->setInst(inst);
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+        xc->func_exe_inst++;
+
+        fault = curStaticInst->execute(this, traceData);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        if (xc->fnbin)
+            xc->execute(curStaticInst.get());
+#endif
+
+        if (curStaticInst->isMemRef()) {
+            numMemRefs++;
+        }
+
+        if (curStaticInst->isLoad()) {
+            ++numLoad;
+            comLoadEventQueue[0]->serviceEvents(numLoad);
+        }
+
+        // If we have a dcache miss, then we can't finialize the instruction
+        // trace yet because we want to populate it with the data later
+        if (traceData &&
+                !(status() == DcacheMissStall && memReq->cmd.isRead())) {
+            traceData->finalize();
+        }
+
+        traceFunctions(xc->regs.pc);
+
+    }  // if (fault == No_Fault)
+
+    if (fault != No_Fault) {
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        xc->ev5_trap(fault);
+#else // !FULL_SYSTEM
+        fatal("fault (%d) detected @ PC 0x%08p", fault, xc->regs.pc);
+#endif // FULL_SYSTEM
+    }
+    else {
+        // go to the next instruction
+        xc->regs.pc = xc->regs.npc;
+        xc->regs.npc += sizeof(MachInst);
+    }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    Addr oldpc;
+    do {
+        oldpc = xc->regs.pc;
+        system->pcEventQueue.service(xc);
+    } while (oldpc != xc->regs.pc);
+#endif
+
+    assert(status() == Running ||
+           status() == Idle ||
+           status() == DcacheMissStall);
+
+    if (status() == Running && !tickEvent.scheduled())
+        tickEvent.schedule(curTick + cycles(1));
+}
+
+
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+//
+//  SimpleCPU Simulation Object
+//
+BEGIN_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
+
+    Param<Counter> max_insts_any_thread;
+    Param<Counter> max_insts_all_threads;
+    Param<Counter> max_loads_any_thread;
+    Param<Counter> max_loads_all_threads;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    SimObjectParam<AlphaITB *> itb;
+    SimObjectParam<AlphaDTB *> dtb;
+    SimObjectParam<FunctionalMemory *> mem;
+    SimObjectParam<System *> system;
+    Param<int> mult;
+#else
+    SimObjectParam<Process *> workload;
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    Param<int> clock;
+    SimObjectParam<BaseMem *> icache;
+    SimObjectParam<BaseMem *> dcache;
+
+    Param<bool> defer_registration;
+    Param<int> width;
+    Param<bool> function_trace;
+    Param<Tick> function_trace_start;
+
+END_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
+
+BEGIN_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
+
+    INIT_PARAM(max_insts_any_thread,
+               "terminate when any thread reaches this inst count"),
+    INIT_PARAM(max_insts_all_threads,
+               "terminate when all threads have reached this inst count"),
+    INIT_PARAM(max_loads_any_thread,
+               "terminate when any thread reaches this load count"),
+    INIT_PARAM(max_loads_all_threads,
+               "terminate when all threads have reached this load count"),
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    INIT_PARAM(itb, "Instruction TLB"),
+    INIT_PARAM(dtb, "Data TLB"),
+    INIT_PARAM(mem, "memory"),
+    INIT_PARAM(system, "system object"),
+    INIT_PARAM(mult, "system clock multiplier"),
+#else
+    INIT_PARAM(workload, "processes to run"),
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+    INIT_PARAM(clock, "clock speed"),
+    INIT_PARAM(icache, "L1 instruction cache object"),
+    INIT_PARAM(dcache, "L1 data cache object"),
+    INIT_PARAM(defer_registration, "defer system registration (for sampling)"),
+    INIT_PARAM(width, "cpu width"),
+    INIT_PARAM(function_trace, "Enable function trace"),
+    INIT_PARAM(function_trace_start, "Cycle to start function trace")
+
+END_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
+
+
+CREATE_SIM_OBJECT(SimpleCPU)
+{
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    if (mult != 1)
+        panic("processor clock multiplier must be 1\n");
+#endif
+
+    SimpleCPU::Params *params = new SimpleCPU::Params();
+    params->name = getInstanceName();
+    params->numberOfThreads = 1;
+    params->max_insts_any_thread = max_insts_any_thread;
+    params->max_insts_all_threads = max_insts_all_threads;
+    params->max_loads_any_thread = max_loads_any_thread;
+    params->max_loads_all_threads = max_loads_all_threads;
+    params->deferRegistration = defer_registration;
+    params->clock = clock;
+    params->functionTrace = function_trace;
+    params->functionTraceStart = function_trace_start;
+    params->icache_interface = (icache) ? icache->getInterface() : NULL;
+    params->dcache_interface = (dcache) ? dcache->getInterface() : NULL;
+    params->width = width;
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    params->itb = itb;
+    params->dtb = dtb;
+    params->mem = mem;
+    params->system = system;
+#else
+    params->process = workload;
+#endif
+
+    SimpleCPU *cpu = new SimpleCPU(params);
+    return cpu;
+}
+
+REGISTER_SIM_OBJECT("SimpleCPU", SimpleCPU)
+
diff --git a/cpu/simple/cpu.hh b/cpu/simple/cpu.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9a0c295
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,343 @@
+/*
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+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
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+ * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
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+ */
+
+#ifndef __CPU_SIMPLE_CPU_SIMPLE_CPU_HH__
+#define __CPU_SIMPLE_CPU_SIMPLE_CPU_HH__
+
+#include "base/statistics.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/exec_context.hh"
+#include "cpu/pc_event.hh"
+#include "cpu/sampler/sampler.hh"
+#include "cpu/static_inst.hh"
+#include "sim/eventq.hh"
+
+// forward declarations
+#ifdef FULL_SYSTEM
+class Processor;
+class AlphaITB;
+class AlphaDTB;
+class PhysicalMemory;
+
+class RemoteGDB;
+class GDBListener;
+
+#else
+
+class Process;
+
+#endif // FULL_SYSTEM
+
+class MemInterface;
+class Checkpoint;
+
+namespace Trace {
+    class InstRecord;
+}
+
+class SimpleCPU : public BaseCPU
+{
+  public:
+    // main simulation loop (one cycle)
+    void tick();
+
+  private:
+    struct TickEvent : public Event
+    {
+        SimpleCPU *cpu;
+        int width;
+
+        TickEvent(SimpleCPU *c, int w);
+        void process();
+        const char *description();
+    };
+
+    TickEvent tickEvent;
+
+    /// Schedule tick event, regardless of its current state.
+    void scheduleTickEvent(int numCycles)
+    {
+        if (tickEvent.squashed())
+            tickEvent.reschedule(curTick + cycles(numCycles));
+        else if (!tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.schedule(curTick + cycles(numCycles));
+    }
+
+    /// Unschedule tick event, regardless of its current state.
+    void unscheduleTickEvent()
+    {
+        if (tickEvent.scheduled())
+            tickEvent.squash();
+    }
+
+  private:
+    Trace::InstRecord *traceData;
+
+  public:
+    //
+    enum Status {
+        Running,
+        Idle,
+        IcacheMissStall,
+        IcacheMissComplete,
+        DcacheMissStall,
+        DcacheMissSwitch,
+        SwitchedOut
+    };
+
+  private:
+    Status _status;
+
+  public:
+    void post_interrupt(int int_num, int index);
+
+    void zero_fill_64(Addr addr) {
+      static int warned = 0;
+      if (!warned) {
+        warn ("WH64 is not implemented");
+        warned = 1;
+      }
+    };
+
+  public:
+    struct Params : public BaseCPU::Params
+    {
+        MemInterface *icache_interface;
+        MemInterface *dcache_interface;
+        int width;
+#ifdef FULL_SYSTEM
+        AlphaITB *itb;
+        AlphaDTB *dtb;
+        FunctionalMemory *mem;
+#else
+        Process *process;
+#endif
+    };
+    SimpleCPU(Params *params);
+    virtual ~SimpleCPU();
+
+  public:
+    // execution context
+    ExecContext *xc;
+
+    void switchOut(SamplingCPU *s);
+    void takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU);
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    Addr dbg_vtophys(Addr addr);
+
+    bool interval_stats;
+#endif
+
+    // L1 instruction cache
+    MemInterface *icacheInterface;
+
+    // L1 data cache
+    MemInterface *dcacheInterface;
+
+    // current instruction
+    MachInst inst;
+
+    // Refcounted pointer to the one memory request.
+    MemReqPtr memReq;
+
+    // Pointer to the sampler that is telling us to switchover.
+    // Used to signal the completion of the pipe drain and schedule
+    // the next switchover
+    SamplingCPU *sampler;
+
+    StaticInstPtr<TheISA> curStaticInst;
+
+    class CacheCompletionEvent : public Event
+    {
+      private:
+        SimpleCPU *cpu;
+
+      public:
+        CacheCompletionEvent(SimpleCPU *_cpu);
+
+        virtual void process();
+        virtual const char *description();
+    };
+
+    CacheCompletionEvent cacheCompletionEvent;
+
+    Status status() const { return _status; }
+
+    virtual void activateContext(int thread_num, int delay);
+    virtual void suspendContext(int thread_num);
+    virtual void deallocateContext(int thread_num);
+    virtual void haltContext(int thread_num);
+
+    // statistics
+    virtual void regStats();
+    virtual void resetStats();
+
+    // number of simulated instructions
+    Counter numInst;
+    Counter startNumInst;
+    Stats::Scalar<> numInsts;
+
+    virtual Counter totalInstructions() const
+    {
+        return numInst - startNumInst;
+    }
+
+    // number of simulated memory references
+    Stats::Scalar<> numMemRefs;
+
+    // number of simulated loads
+    Counter numLoad;
+    Counter startNumLoad;
+
+    // number of idle cycles
+    Stats::Average<> notIdleFraction;
+    Stats::Formula idleFraction;
+
+    // number of cycles stalled for I-cache misses
+    Stats::Scalar<> icacheStallCycles;
+    Counter lastIcacheStall;
+
+    // number of cycles stalled for D-cache misses
+    Stats::Scalar<> dcacheStallCycles;
+    Counter lastDcacheStall;
+
+    void processCacheCompletion();
+
+    virtual void serialize(std::ostream &os);
+    virtual void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
+
+    template <class T>
+    Fault read(Addr addr, T &data, unsigned flags);
+
+    template <class T>
+    Fault write(T data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
+
+    // These functions are only used in CPU models that split
+    // effective address computation from the actual memory access.
+    void setEA(Addr EA) { panic("SimpleCPU::setEA() not implemented\n"); }
+    Addr getEA()       { panic("SimpleCPU::getEA() not implemented\n"); }
+
+    void prefetch(Addr addr, unsigned flags)
+    {
+        // need to do this...
+    }
+
+    void writeHint(Addr addr, int size, unsigned flags)
+    {
+        // need to do this...
+    }
+
+    Fault copySrcTranslate(Addr src);
+
+    Fault copy(Addr dest);
+
+    // The register accessor methods provide the index of the
+    // instruction's operand (e.g., 0 or 1), not the architectural
+    // register index, to simplify the implementation of register
+    // renaming.  We find the architectural register index by indexing
+    // into the instruction's own operand index table.  Note that a
+    // raw pointer to the StaticInst is provided instead of a
+    // ref-counted StaticInstPtr to redice overhead.  This is fine as
+    // long as these methods don't copy the pointer into any long-term
+    // storage (which is pretty hard to imagine they would have reason
+    // to do).
+
+    uint64_t readIntReg(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        return xc->readIntReg(si->srcRegIdx(idx));
+    }
+
+    float readFloatRegSingle(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        return xc->readFloatRegSingle(reg_idx);
+    }
+
+    double readFloatRegDouble(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        return xc->readFloatRegDouble(reg_idx);
+    }
+
+    uint64_t readFloatRegInt(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
+    {
+        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        return xc->readFloatRegInt(reg_idx);
+    }
+
+    void setIntReg(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
+    {
+        xc->setIntReg(si->destRegIdx(idx), val);
+    }
+
+    void setFloatRegSingle(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, float val)
+    {
+        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        xc->setFloatRegSingle(reg_idx, val);
+    }
+
+    void setFloatRegDouble(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, double val)
+    {
+        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        xc->setFloatRegDouble(reg_idx, val);
+    }
+
+    void setFloatRegInt(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
+    {
+        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
+        xc->setFloatRegInt(reg_idx, val);
+    }
+
+    uint64_t readPC() { return xc->readPC(); }
+    void setNextPC(uint64_t val) { xc->setNextPC(val); }
+
+    uint64_t readUniq() { return xc->readUniq(); }
+    void setUniq(uint64_t val) { xc->setUniq(val); }
+
+    uint64_t readFpcr() { return xc->readFpcr(); }
+    void setFpcr(uint64_t val) { xc->setFpcr(val); }
+
+#ifdef FULL_SYSTEM
+    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault) { return xc->readIpr(idx, fault); }
+    Fault setIpr(int idx, uint64_t val) { return xc->setIpr(idx, val); }
+    Fault hwrei() { return xc->hwrei(); }
+    int readIntrFlag() { return xc->readIntrFlag(); }
+    void setIntrFlag(int val) { xc->setIntrFlag(val); }
+    bool inPalMode() { return xc->inPalMode(); }
+    void ev5_trap(Fault fault) { xc->ev5_trap(fault); }
+    bool simPalCheck(int palFunc) { return xc->simPalCheck(palFunc); }
+#else
+    void syscall() { xc->syscall(); }
+#endif
+
+    bool misspeculating() { return xc->misspeculating(); }
+    ExecContext *xcBase() { return xc; }
+};
+
+#endif // __CPU_SIMPLE_CPU_SIMPLE_CPU_HH__
diff --git a/cpu/simple_cpu/simple_cpu.cc b/cpu/simple_cpu/simple_cpu.cc
deleted file mode 100644 (file)
index f20b537..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,913 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2002-2004 The Regents of The University of Michigan
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- */
-
-#include <cmath>
-#include <cstdio>
-#include <cstdlib>
-#include <iostream>
-#include <iomanip>
-#include <list>
-#include <sstream>
-#include <string>
-
-#include "base/cprintf.hh"
-#include "base/inifile.hh"
-#include "base/loader/symtab.hh"
-#include "base/misc.hh"
-#include "base/pollevent.hh"
-#include "base/range.hh"
-#include "base/trace.hh"
-#include "base/stats/events.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/exetrace.hh"
-#include "cpu/full_cpu/smt.hh"
-#include "cpu/sampling_cpu/sampling_cpu.hh"
-#include "cpu/simple_cpu/simple_cpu.hh"
-#include "cpu/static_inst.hh"
-#include "mem/base_mem.hh"
-#include "mem/mem_interface.hh"
-#include "sim/builder.hh"
-#include "sim/debug.hh"
-#include "sim/host.hh"
-#include "sim/sim_events.hh"
-#include "sim/sim_object.hh"
-#include "sim/stats.hh"
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#include "base/remote_gdb.hh"
-#include "dev/alpha_access.h"
-#include "dev/pciareg.h"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
-#include "sim/system.hh"
-#include "targetarch/alpha_memory.hh"
-#include "targetarch/vtophys.hh"
-#else // !FULL_SYSTEM
-#include "eio/eio.hh"
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-using namespace std;
-
-
-SimpleCPU::TickEvent::TickEvent(SimpleCPU *c, int w)
-    : Event(&mainEventQueue, CPU_Tick_Pri), cpu(c), width(w)
-{
-}
-
-void
-SimpleCPU::TickEvent::process()
-{
-    int count = width;
-    do {
-        cpu->tick();
-    } while (--count > 0 && cpu->status() == Running);
-}
-
-const char *
-SimpleCPU::TickEvent::description()
-{
-    return "SimpleCPU tick event";
-}
-
-
-SimpleCPU::CacheCompletionEvent::CacheCompletionEvent(SimpleCPU *_cpu)
-    : Event(&mainEventQueue), cpu(_cpu)
-{
-}
-
-void SimpleCPU::CacheCompletionEvent::process()
-{
-    cpu->processCacheCompletion();
-}
-
-const char *
-SimpleCPU::CacheCompletionEvent::description()
-{
-    return "SimpleCPU cache completion event";
-}
-
-SimpleCPU::SimpleCPU(Params *p)
-    : BaseCPU(p), tickEvent(this, p->width), xc(NULL),
-      cacheCompletionEvent(this)
-{
-    _status = Idle;
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    xc = new ExecContext(this, 0, p->system, p->itb, p->dtb, p->mem);
-
-    // initialize CPU, including PC
-    TheISA::initCPU(&xc->regs);
-#else
-    xc = new ExecContext(this, /* thread_num */ 0, p->process, /* asid */ 0);
-#endif // !FULL_SYSTEM
-
-    icacheInterface = p->icache_interface;
-    dcacheInterface = p->dcache_interface;
-
-    memReq = new MemReq();
-    memReq->xc = xc;
-    memReq->asid = 0;
-    memReq->data = new uint8_t[64];
-
-    numInst = 0;
-    startNumInst = 0;
-    numLoad = 0;
-    startNumLoad = 0;
-    lastIcacheStall = 0;
-    lastDcacheStall = 0;
-
-    execContexts.push_back(xc);
-}
-
-SimpleCPU::~SimpleCPU()
-{
-}
-
-void
-SimpleCPU::switchOut(SamplingCPU *s)
-{
-    sampler = s;
-    if (status() == DcacheMissStall) {
-        DPRINTF(Sampler,"Outstanding dcache access, waiting for completion\n");
-        _status = DcacheMissSwitch;
-    }
-    else {
-        _status = SwitchedOut;
-
-        if (tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.squash();
-
-        sampler->signalSwitched();
-    }
-}
-
-
-void
-SimpleCPU::takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU)
-{
-    BaseCPU::takeOverFrom(oldCPU);
-
-    assert(!tickEvent.scheduled());
-
-    // if any of this CPU's ExecContexts are active, mark the CPU as
-    // running and schedule its tick event.
-    for (int i = 0; i < execContexts.size(); ++i) {
-        ExecContext *xc = execContexts[i];
-        if (xc->status() == ExecContext::Active && _status != Running) {
-            _status = Running;
-            tickEvent.schedule(curTick);
-        }
-    }
-}
-
-
-void
-SimpleCPU::activateContext(int thread_num, int delay)
-{
-    assert(thread_num == 0);
-    assert(xc);
-
-    assert(_status == Idle);
-    notIdleFraction++;
-    scheduleTickEvent(delay);
-    _status = Running;
-}
-
-
-void
-SimpleCPU::suspendContext(int thread_num)
-{
-    assert(thread_num == 0);
-    assert(xc);
-
-    assert(_status == Running);
-    notIdleFraction--;
-    unscheduleTickEvent();
-    _status = Idle;
-}
-
-
-void
-SimpleCPU::deallocateContext(int thread_num)
-{
-    // for now, these are equivalent
-    suspendContext(thread_num);
-}
-
-
-void
-SimpleCPU::haltContext(int thread_num)
-{
-    // for now, these are equivalent
-    suspendContext(thread_num);
-}
-
-
-void
-SimpleCPU::regStats()
-{
-    using namespace Stats;
-
-    BaseCPU::regStats();
-
-    numInsts
-        .name(name() + ".num_insts")
-        .desc("Number of instructions executed")
-        ;
-
-    numMemRefs
-        .name(name() + ".num_refs")
-        .desc("Number of memory references")
-        ;
-
-    notIdleFraction
-        .name(name() + ".not_idle_fraction")
-        .desc("Percentage of non-idle cycles")
-        ;
-
-    idleFraction
-        .name(name() + ".idle_fraction")
-        .desc("Percentage of idle cycles")
-        ;
-
-    icacheStallCycles
-        .name(name() + ".icache_stall_cycles")
-        .desc("ICache total stall cycles")
-        .prereq(icacheStallCycles)
-        ;
-
-    dcacheStallCycles
-        .name(name() + ".dcache_stall_cycles")
-        .desc("DCache total stall cycles")
-        .prereq(dcacheStallCycles)
-        ;
-
-    idleFraction = constant(1.0) - notIdleFraction;
-}
-
-void
-SimpleCPU::resetStats()
-{
-    startNumInst = numInst;
-    notIdleFraction = (_status != Idle);
-}
-
-void
-SimpleCPU::serialize(ostream &os)
-{
-    BaseCPU::serialize(os);
-    SERIALIZE_ENUM(_status);
-    SERIALIZE_SCALAR(inst);
-    nameOut(os, csprintf("%s.xc", name()));
-    xc->serialize(os);
-    nameOut(os, csprintf("%s.tickEvent", name()));
-    tickEvent.serialize(os);
-    nameOut(os, csprintf("%s.cacheCompletionEvent", name()));
-    cacheCompletionEvent.serialize(os);
-}
-
-void
-SimpleCPU::unserialize(Checkpoint *cp, const string &section)
-{
-    BaseCPU::unserialize(cp, section);
-    UNSERIALIZE_ENUM(_status);
-    UNSERIALIZE_SCALAR(inst);
-    xc->unserialize(cp, csprintf("%s.xc", section));
-    tickEvent.unserialize(cp, csprintf("%s.tickEvent", section));
-    cacheCompletionEvent
-        .unserialize(cp, csprintf("%s.cacheCompletionEvent", section));
-}
-
-void
-change_thread_state(int thread_number, int activate, int priority)
-{
-}
-
-Fault
-SimpleCPU::copySrcTranslate(Addr src)
-{
-    static bool no_warn = true;
-    int blk_size = (dcacheInterface) ? dcacheInterface->getBlockSize() : 64;
-    // Only support block sizes of 64 atm.
-    assert(blk_size == 64);
-    int offset = src & (blk_size - 1);
-
-    // Make sure block doesn't span page
-    if (no_warn &&
-        (src & TheISA::PageMask) != ((src + blk_size) & TheISA::PageMask) &&
-        (src >> 40) != 0xfffffc) {
-        warn("Copied block source spans pages %x.", src);
-        no_warn = false;
-    }
-
-    memReq->reset(src & ~(blk_size - 1), blk_size);
-
-    // translate to physical address
-    Fault fault = xc->translateDataReadReq(memReq);
-
-    assert(fault != Alignment_Fault);
-
-    if (fault == No_Fault) {
-        xc->copySrcAddr = src;
-        xc->copySrcPhysAddr = memReq->paddr + offset;
-    } else {
-        xc->copySrcAddr = 0;
-        xc->copySrcPhysAddr = 0;
-    }
-    return fault;
-}
-
-Fault
-SimpleCPU::copy(Addr dest)
-{
-    static bool no_warn = true;
-    int blk_size = (dcacheInterface) ? dcacheInterface->getBlockSize() : 64;
-    // Only support block sizes of 64 atm.
-    assert(blk_size == 64);
-    uint8_t data[blk_size];
-    //assert(xc->copySrcAddr);
-    int offset = dest & (blk_size - 1);
-
-    // Make sure block doesn't span page
-    if (no_warn &&
-        (dest & TheISA::PageMask) != ((dest + blk_size) & TheISA::PageMask) &&
-        (dest >> 40) != 0xfffffc) {
-        no_warn = false;
-        warn("Copied block destination spans pages %x. ", dest);
-    }
-
-    memReq->reset(dest & ~(blk_size -1), blk_size);
-    // translate to physical address
-    Fault fault = xc->translateDataWriteReq(memReq);
-
-    assert(fault != Alignment_Fault);
-
-    if (fault == No_Fault) {
-        Addr dest_addr = memReq->paddr + offset;
-        // Need to read straight from memory since we have more than 8 bytes.
-        memReq->paddr = xc->copySrcPhysAddr;
-        xc->mem->read(memReq, data);
-        memReq->paddr = dest_addr;
-        xc->mem->write(memReq, data);
-        if (dcacheInterface) {
-            memReq->cmd = Copy;
-            memReq->completionEvent = NULL;
-            memReq->paddr = xc->copySrcPhysAddr;
-            memReq->dest = dest_addr;
-            memReq->size = 64;
-            memReq->time = curTick;
-            dcacheInterface->access(memReq);
-        }
-    }
-    return fault;
-}
-
-// precise architected memory state accessor macros
-template <class T>
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, T &data, unsigned flags)
-{
-    if (status() == DcacheMissStall || status() == DcacheMissSwitch) {
-        Fault fault = xc->read(memReq,data);
-
-        if (traceData) {
-            traceData->setAddr(addr);
-        }
-        return fault;
-    }
-
-    memReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
-
-    // translate to physical address
-    Fault fault = xc->translateDataReadReq(memReq);
-
-    // if we have a cache, do cache access too
-    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
-        memReq->cmd = Read;
-        memReq->completionEvent = NULL;
-        memReq->time = curTick;
-        MemAccessResult result = dcacheInterface->access(memReq);
-
-        // Ugly hack to get an event scheduled *only* if the access is
-        // a miss.  We really should add first-class support for this
-        // at some point.
-        if (result != MA_HIT && dcacheInterface->doEvents()) {
-            memReq->completionEvent = &cacheCompletionEvent;
-            lastDcacheStall = curTick;
-            unscheduleTickEvent();
-            _status = DcacheMissStall;
-        } else {
-            // do functional access
-            fault = xc->read(memReq, data);
-
-        }
-    } else if(fault == No_Fault) {
-        // do functional access
-        fault = xc->read(memReq, data);
-
-    }
-
-    if (!dcacheInterface && (memReq->flags & UNCACHEABLE))
-        recordEvent("Uncached Read");
-
-    return fault;
-}
-
-#ifndef DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, uint64_t &data, unsigned flags);
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, uint32_t &data, unsigned flags);
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, uint16_t &data, unsigned flags);
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, uint8_t &data, unsigned flags);
-
-#endif //DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
-
-template<>
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, double &data, unsigned flags)
-{
-    return read(addr, *(uint64_t*)&data, flags);
-}
-
-template<>
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, float &data, unsigned flags)
-{
-    return read(addr, *(uint32_t*)&data, flags);
-}
-
-
-template<>
-Fault
-SimpleCPU::read(Addr addr, int32_t &data, unsigned flags)
-{
-    return read(addr, (uint32_t&)data, flags);
-}
-
-
-template <class T>
-Fault
-SimpleCPU::write(T data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
-{
-    memReq->reset(addr, sizeof(T), flags);
-
-    // translate to physical address
-    Fault fault = xc->translateDataWriteReq(memReq);
-
-    // do functional access
-    if (fault == No_Fault)
-        fault = xc->write(memReq, data);
-
-    if (fault == No_Fault && dcacheInterface) {
-        memReq->cmd = Write;
-        memcpy(memReq->data,(uint8_t *)&data,memReq->size);
-        memReq->completionEvent = NULL;
-        memReq->time = curTick;
-        MemAccessResult result = dcacheInterface->access(memReq);
-
-        // Ugly hack to get an event scheduled *only* if the access is
-        // a miss.  We really should add first-class support for this
-        // at some point.
-        if (result != MA_HIT && dcacheInterface->doEvents()) {
-            memReq->completionEvent = &cacheCompletionEvent;
-            lastDcacheStall = curTick;
-            unscheduleTickEvent();
-            _status = DcacheMissStall;
-        }
-    }
-
-    if (res && (fault == No_Fault))
-        *res = memReq->result;
-
-    if (!dcacheInterface && (memReq->flags & UNCACHEABLE))
-        recordEvent("Uncached Write");
-
-    return fault;
-}
-
-
-#ifndef DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
-template
-Fault
-SimpleCPU::write(uint64_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::write(uint32_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::write(uint16_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
-
-template
-Fault
-SimpleCPU::write(uint8_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
-
-#endif //DOXYGEN_SHOULD_SKIP_THIS
-
-template<>
-Fault
-SimpleCPU::write(double data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
-{
-    return write(*(uint64_t*)&data, addr, flags, res);
-}
-
-template<>
-Fault
-SimpleCPU::write(float data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
-{
-    return write(*(uint32_t*)&data, addr, flags, res);
-}
-
-
-template<>
-Fault
-SimpleCPU::write(int32_t data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res)
-{
-    return write((uint32_t)data, addr, flags, res);
-}
-
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-Addr
-SimpleCPU::dbg_vtophys(Addr addr)
-{
-    return vtophys(xc, addr);
-}
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-void
-SimpleCPU::processCacheCompletion()
-{
-    switch (status()) {
-      case IcacheMissStall:
-        icacheStallCycles += curTick - lastIcacheStall;
-        _status = IcacheMissComplete;
-        scheduleTickEvent(1);
-        break;
-      case DcacheMissStall:
-        if (memReq->cmd.isRead()) {
-            curStaticInst->execute(this,traceData);
-            if (traceData)
-                traceData->finalize();
-        }
-        dcacheStallCycles += curTick - lastDcacheStall;
-        _status = Running;
-        scheduleTickEvent(1);
-        break;
-      case DcacheMissSwitch:
-        if (memReq->cmd.isRead()) {
-            curStaticInst->execute(this,traceData);
-            if (traceData)
-                traceData->finalize();
-        }
-        _status = SwitchedOut;
-        sampler->signalSwitched();
-      case SwitchedOut:
-        // If this CPU has been switched out due to sampling/warm-up,
-        // ignore any further status changes (e.g., due to cache
-        // misses outstanding at the time of the switch).
-        return;
-      default:
-        panic("SimpleCPU::processCacheCompletion: bad state");
-        break;
-    }
-}
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-void
-SimpleCPU::post_interrupt(int int_num, int index)
-{
-    BaseCPU::post_interrupt(int_num, index);
-
-    if (xc->status() == ExecContext::Suspended) {
-                DPRINTF(IPI,"Suspended Processor awoke\n");
-        xc->activate();
-    }
-}
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-/* start simulation, program loaded, processor precise state initialized */
-void
-SimpleCPU::tick()
-{
-    numCycles++;
-
-    traceData = NULL;
-
-    Fault fault = No_Fault;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    if (checkInterrupts && check_interrupts() && !xc->inPalMode() &&
-        status() != IcacheMissComplete) {
-        int ipl = 0;
-        int summary = 0;
-        checkInterrupts = false;
-        IntReg *ipr = xc->regs.ipr;
-
-        if (xc->regs.ipr[TheISA::IPR_SIRR]) {
-            for (int i = TheISA::INTLEVEL_SOFTWARE_MIN;
-                 i < TheISA::INTLEVEL_SOFTWARE_MAX; i++) {
-                if (ipr[TheISA::IPR_SIRR] & (ULL(1) << i)) {
-                    // See table 4-19 of 21164 hardware reference
-                    ipl = (i - TheISA::INTLEVEL_SOFTWARE_MIN) + 1;
-                    summary |= (ULL(1) << i);
-                }
-            }
-        }
-
-        uint64_t interrupts = xc->cpu->intr_status();
-        for (int i = TheISA::INTLEVEL_EXTERNAL_MIN;
-            i < TheISA::INTLEVEL_EXTERNAL_MAX; i++) {
-            if (interrupts & (ULL(1) << i)) {
-                // See table 4-19 of 21164 hardware reference
-                ipl = i;
-                summary |= (ULL(1) << i);
-            }
-        }
-
-        if (ipr[TheISA::IPR_ASTRR])
-            panic("asynchronous traps not implemented\n");
-
-        if (ipl && ipl > xc->regs.ipr[TheISA::IPR_IPLR]) {
-            ipr[TheISA::IPR_ISR] = summary;
-            ipr[TheISA::IPR_INTID] = ipl;
-            xc->ev5_trap(Interrupt_Fault);
-
-            DPRINTF(Flow, "Interrupt! IPLR=%d ipl=%d summary=%x\n",
-                    ipr[TheISA::IPR_IPLR], ipl, summary);
-        }
-    }
-#endif
-
-    // maintain $r0 semantics
-    xc->regs.intRegFile[ZeroReg] = 0;
-#ifdef TARGET_ALPHA
-    xc->regs.floatRegFile.d[ZeroReg] = 0.0;
-#endif // TARGET_ALPHA
-
-    if (status() == IcacheMissComplete) {
-        // We've already fetched an instruction and were stalled on an
-        // I-cache miss.  No need to fetch it again.
-
-        // Set status to running; tick event will get rescheduled if
-        // necessary at end of tick() function.
-        _status = Running;
-    }
-    else {
-        // Try to fetch an instruction
-
-        // set up memory request for instruction fetch
-#ifdef FULL_SYSTEM
-#define IFETCH_FLAGS(pc)       ((pc) & 1) ? PHYSICAL : 0
-#else
-#define IFETCH_FLAGS(pc)       0
-#endif
-
-        memReq->cmd = Read;
-        memReq->reset(xc->regs.pc & ~3, sizeof(uint32_t),
-                     IFETCH_FLAGS(xc->regs.pc));
-
-        fault = xc->translateInstReq(memReq);
-
-        if (fault == No_Fault)
-            fault = xc->mem->read(memReq, inst);
-
-        if (icacheInterface && fault == No_Fault) {
-            memReq->completionEvent = NULL;
-
-            memReq->time = curTick;
-            MemAccessResult result = icacheInterface->access(memReq);
-
-            // Ugly hack to get an event scheduled *only* if the access is
-            // a miss.  We really should add first-class support for this
-            // at some point.
-            if (result != MA_HIT && icacheInterface->doEvents()) {
-                memReq->completionEvent = &cacheCompletionEvent;
-                lastIcacheStall = curTick;
-                unscheduleTickEvent();
-                _status = IcacheMissStall;
-                return;
-            }
-        }
-    }
-
-    // If we've got a valid instruction (i.e., no fault on instruction
-    // fetch), then execute it.
-    if (fault == No_Fault) {
-
-        // keep an instruction count
-        numInst++;
-        numInsts++;
-
-        // check for instruction-count-based events
-        comInstEventQueue[0]->serviceEvents(numInst);
-
-        // decode the instruction
-        inst = htoa(inst);
-        curStaticInst = StaticInst<TheISA>::decode(inst);
-
-        traceData = Trace::getInstRecord(curTick, xc, this, curStaticInst,
-                                         xc->regs.pc);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        xc->setInst(inst);
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-        xc->func_exe_inst++;
-
-        fault = curStaticInst->execute(this, traceData);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        if (xc->fnbin)
-            xc->execute(curStaticInst.get());
-#endif
-
-        if (curStaticInst->isMemRef()) {
-            numMemRefs++;
-        }
-
-        if (curStaticInst->isLoad()) {
-            ++numLoad;
-            comLoadEventQueue[0]->serviceEvents(numLoad);
-        }
-
-        // If we have a dcache miss, then we can't finialize the instruction
-        // trace yet because we want to populate it with the data later
-        if (traceData &&
-                !(status() == DcacheMissStall && memReq->cmd.isRead())) {
-            traceData->finalize();
-        }
-
-        traceFunctions(xc->regs.pc);
-
-    }  // if (fault == No_Fault)
-
-    if (fault != No_Fault) {
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        xc->ev5_trap(fault);
-#else // !FULL_SYSTEM
-        fatal("fault (%d) detected @ PC 0x%08p", fault, xc->regs.pc);
-#endif // FULL_SYSTEM
-    }
-    else {
-        // go to the next instruction
-        xc->regs.pc = xc->regs.npc;
-        xc->regs.npc += sizeof(MachInst);
-    }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    Addr oldpc;
-    do {
-        oldpc = xc->regs.pc;
-        system->pcEventQueue.service(xc);
-    } while (oldpc != xc->regs.pc);
-#endif
-
-    assert(status() == Running ||
-           status() == Idle ||
-           status() == DcacheMissStall);
-
-    if (status() == Running && !tickEvent.scheduled())
-        tickEvent.schedule(curTick + cycles(1));
-}
-
-
-////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-//
-//  SimpleCPU Simulation Object
-//
-BEGIN_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
-
-    Param<Counter> max_insts_any_thread;
-    Param<Counter> max_insts_all_threads;
-    Param<Counter> max_loads_any_thread;
-    Param<Counter> max_loads_all_threads;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    SimObjectParam<AlphaITB *> itb;
-    SimObjectParam<AlphaDTB *> dtb;
-    SimObjectParam<FunctionalMemory *> mem;
-    SimObjectParam<System *> system;
-    Param<int> mult;
-#else
-    SimObjectParam<Process *> workload;
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    Param<int> clock;
-    SimObjectParam<BaseMem *> icache;
-    SimObjectParam<BaseMem *> dcache;
-
-    Param<bool> defer_registration;
-    Param<int> width;
-    Param<bool> function_trace;
-    Param<Tick> function_trace_start;
-
-END_DECLARE_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
-
-BEGIN_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
-
-    INIT_PARAM(max_insts_any_thread,
-               "terminate when any thread reaches this inst count"),
-    INIT_PARAM(max_insts_all_threads,
-               "terminate when all threads have reached this inst count"),
-    INIT_PARAM(max_loads_any_thread,
-               "terminate when any thread reaches this load count"),
-    INIT_PARAM(max_loads_all_threads,
-               "terminate when all threads have reached this load count"),
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    INIT_PARAM(itb, "Instruction TLB"),
-    INIT_PARAM(dtb, "Data TLB"),
-    INIT_PARAM(mem, "memory"),
-    INIT_PARAM(system, "system object"),
-    INIT_PARAM(mult, "system clock multiplier"),
-#else
-    INIT_PARAM(workload, "processes to run"),
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-    INIT_PARAM(clock, "clock speed"),
-    INIT_PARAM(icache, "L1 instruction cache object"),
-    INIT_PARAM(dcache, "L1 data cache object"),
-    INIT_PARAM(defer_registration, "defer system registration (for sampling)"),
-    INIT_PARAM(width, "cpu width"),
-    INIT_PARAM(function_trace, "Enable function trace"),
-    INIT_PARAM(function_trace_start, "Cycle to start function trace")
-
-END_INIT_SIM_OBJECT_PARAMS(SimpleCPU)
-
-
-CREATE_SIM_OBJECT(SimpleCPU)
-{
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    if (mult != 1)
-        panic("processor clock multiplier must be 1\n");
-#endif
-
-    SimpleCPU::Params *params = new SimpleCPU::Params();
-    params->name = getInstanceName();
-    params->numberOfThreads = 1;
-    params->max_insts_any_thread = max_insts_any_thread;
-    params->max_insts_all_threads = max_insts_all_threads;
-    params->max_loads_any_thread = max_loads_any_thread;
-    params->max_loads_all_threads = max_loads_all_threads;
-    params->deferRegistration = defer_registration;
-    params->clock = clock;
-    params->functionTrace = function_trace;
-    params->functionTraceStart = function_trace_start;
-    params->icache_interface = (icache) ? icache->getInterface() : NULL;
-    params->dcache_interface = (dcache) ? dcache->getInterface() : NULL;
-    params->width = width;
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    params->itb = itb;
-    params->dtb = dtb;
-    params->mem = mem;
-    params->system = system;
-#else
-    params->process = workload;
-#endif
-
-    SimpleCPU *cpu = new SimpleCPU(params);
-    return cpu;
-}
-
-REGISTER_SIM_OBJECT("SimpleCPU", SimpleCPU)
-
diff --git a/cpu/simple_cpu/simple_cpu.hh b/cpu/simple_cpu/simple_cpu.hh
deleted file mode 100644 (file)
index 2056ff7..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,343 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (c) 2002-2004 The Regents of The University of Michigan
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- */
-
-#ifndef __CPU_SIMPLE_CPU_SIMPLE_CPU_HH__
-#define __CPU_SIMPLE_CPU_SIMPLE_CPU_HH__
-
-#include "base/statistics.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/pc_event.hh"
-#include "cpu/sampling_cpu/sampling_cpu.hh"
-#include "cpu/static_inst.hh"
-#include "sim/eventq.hh"
-
-// forward declarations
-#ifdef FULL_SYSTEM
-class Processor;
-class AlphaITB;
-class AlphaDTB;
-class PhysicalMemory;
-
-class RemoteGDB;
-class GDBListener;
-
-#else
-
-class Process;
-
-#endif // FULL_SYSTEM
-
-class MemInterface;
-class Checkpoint;
-
-namespace Trace {
-    class InstRecord;
-}
-
-class SimpleCPU : public BaseCPU
-{
-  public:
-    // main simulation loop (one cycle)
-    void tick();
-
-  private:
-    struct TickEvent : public Event
-    {
-        SimpleCPU *cpu;
-        int width;
-
-        TickEvent(SimpleCPU *c, int w);
-        void process();
-        const char *description();
-    };
-
-    TickEvent tickEvent;
-
-    /// Schedule tick event, regardless of its current state.
-    void scheduleTickEvent(int numCycles)
-    {
-        if (tickEvent.squashed())
-            tickEvent.reschedule(curTick + cycles(numCycles));
-        else if (!tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.schedule(curTick + cycles(numCycles));
-    }
-
-    /// Unschedule tick event, regardless of its current state.
-    void unscheduleTickEvent()
-    {
-        if (tickEvent.scheduled())
-            tickEvent.squash();
-    }
-
-  private:
-    Trace::InstRecord *traceData;
-
-  public:
-    //
-    enum Status {
-        Running,
-        Idle,
-        IcacheMissStall,
-        IcacheMissComplete,
-        DcacheMissStall,
-        DcacheMissSwitch,
-        SwitchedOut
-    };
-
-  private:
-    Status _status;
-
-  public:
-    void post_interrupt(int int_num, int index);
-
-    void zero_fill_64(Addr addr) {
-      static int warned = 0;
-      if (!warned) {
-        warn ("WH64 is not implemented");
-        warned = 1;
-      }
-    };
-
-  public:
-    struct Params : public BaseCPU::Params
-    {
-        MemInterface *icache_interface;
-        MemInterface *dcache_interface;
-        int width;
-#ifdef FULL_SYSTEM
-        AlphaITB *itb;
-        AlphaDTB *dtb;
-        FunctionalMemory *mem;
-#else
-        Process *process;
-#endif
-    };
-    SimpleCPU(Params *params);
-    virtual ~SimpleCPU();
-
-  public:
-    // execution context
-    ExecContext *xc;
-
-    void switchOut(SamplingCPU *s);
-    void takeOverFrom(BaseCPU *oldCPU);
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    Addr dbg_vtophys(Addr addr);
-
-    bool interval_stats;
-#endif
-
-    // L1 instruction cache
-    MemInterface *icacheInterface;
-
-    // L1 data cache
-    MemInterface *dcacheInterface;
-
-    // current instruction
-    MachInst inst;
-
-    // Refcounted pointer to the one memory request.
-    MemReqPtr memReq;
-
-    // Pointer to the sampler that is telling us to switchover.
-    // Used to signal the completion of the pipe drain and schedule
-    // the next switchover
-    SamplingCPU *sampler;
-
-    StaticInstPtr<TheISA> curStaticInst;
-
-    class CacheCompletionEvent : public Event
-    {
-      private:
-        SimpleCPU *cpu;
-
-      public:
-        CacheCompletionEvent(SimpleCPU *_cpu);
-
-        virtual void process();
-        virtual const char *description();
-    };
-
-    CacheCompletionEvent cacheCompletionEvent;
-
-    Status status() const { return _status; }
-
-    virtual void activateContext(int thread_num, int delay);
-    virtual void suspendContext(int thread_num);
-    virtual void deallocateContext(int thread_num);
-    virtual void haltContext(int thread_num);
-
-    // statistics
-    virtual void regStats();
-    virtual void resetStats();
-
-    // number of simulated instructions
-    Counter numInst;
-    Counter startNumInst;
-    Stats::Scalar<> numInsts;
-
-    virtual Counter totalInstructions() const
-    {
-        return numInst - startNumInst;
-    }
-
-    // number of simulated memory references
-    Stats::Scalar<> numMemRefs;
-
-    // number of simulated loads
-    Counter numLoad;
-    Counter startNumLoad;
-
-    // number of idle cycles
-    Stats::Average<> notIdleFraction;
-    Stats::Formula idleFraction;
-
-    // number of cycles stalled for I-cache misses
-    Stats::Scalar<> icacheStallCycles;
-    Counter lastIcacheStall;
-
-    // number of cycles stalled for D-cache misses
-    Stats::Scalar<> dcacheStallCycles;
-    Counter lastDcacheStall;
-
-    void processCacheCompletion();
-
-    virtual void serialize(std::ostream &os);
-    virtual void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section);
-
-    template <class T>
-    Fault read(Addr addr, T &data, unsigned flags);
-
-    template <class T>
-    Fault write(T data, Addr addr, unsigned flags, uint64_t *res);
-
-    // These functions are only used in CPU models that split
-    // effective address computation from the actual memory access.
-    void setEA(Addr EA) { panic("SimpleCPU::setEA() not implemented\n"); }
-    Addr getEA()       { panic("SimpleCPU::getEA() not implemented\n"); }
-
-    void prefetch(Addr addr, unsigned flags)
-    {
-        // need to do this...
-    }
-
-    void writeHint(Addr addr, int size, unsigned flags)
-    {
-        // need to do this...
-    }
-
-    Fault copySrcTranslate(Addr src);
-
-    Fault copy(Addr dest);
-
-    // The register accessor methods provide the index of the
-    // instruction's operand (e.g., 0 or 1), not the architectural
-    // register index, to simplify the implementation of register
-    // renaming.  We find the architectural register index by indexing
-    // into the instruction's own operand index table.  Note that a
-    // raw pointer to the StaticInst is provided instead of a
-    // ref-counted StaticInstPtr to redice overhead.  This is fine as
-    // long as these methods don't copy the pointer into any long-term
-    // storage (which is pretty hard to imagine they would have reason
-    // to do).
-
-    uint64_t readIntReg(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        return xc->readIntReg(si->srcRegIdx(idx));
-    }
-
-    float readFloatRegSingle(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        return xc->readFloatRegSingle(reg_idx);
-    }
-
-    double readFloatRegDouble(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        return xc->readFloatRegDouble(reg_idx);
-    }
-
-    uint64_t readFloatRegInt(const StaticInst<TheISA> *si, int idx)
-    {
-        int reg_idx = si->srcRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        return xc->readFloatRegInt(reg_idx);
-    }
-
-    void setIntReg(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
-    {
-        xc->setIntReg(si->destRegIdx(idx), val);
-    }
-
-    void setFloatRegSingle(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, float val)
-    {
-        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        xc->setFloatRegSingle(reg_idx, val);
-    }
-
-    void setFloatRegDouble(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, double val)
-    {
-        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        xc->setFloatRegDouble(reg_idx, val);
-    }
-
-    void setFloatRegInt(const StaticInst<TheISA> *si, int idx, uint64_t val)
-    {
-        int reg_idx = si->destRegIdx(idx) - TheISA::FP_Base_DepTag;
-        xc->setFloatRegInt(reg_idx, val);
-    }
-
-    uint64_t readPC() { return xc->readPC(); }
-    void setNextPC(uint64_t val) { xc->setNextPC(val); }
-
-    uint64_t readUniq() { return xc->readUniq(); }
-    void setUniq(uint64_t val) { xc->setUniq(val); }
-
-    uint64_t readFpcr() { return xc->readFpcr(); }
-    void setFpcr(uint64_t val) { xc->setFpcr(val); }
-
-#ifdef FULL_SYSTEM
-    uint64_t readIpr(int idx, Fault &fault) { return xc->readIpr(idx, fault); }
-    Fault setIpr(int idx, uint64_t val) { return xc->setIpr(idx, val); }
-    Fault hwrei() { return xc->hwrei(); }
-    int readIntrFlag() { return xc->readIntrFlag(); }
-    void setIntrFlag(int val) { xc->setIntrFlag(val); }
-    bool inPalMode() { return xc->inPalMode(); }
-    void ev5_trap(Fault fault) { xc->ev5_trap(fault); }
-    bool simPalCheck(int palFunc) { return xc->simPalCheck(palFunc); }
-#else
-    void syscall() { xc->syscall(); }
-#endif
-
-    bool misspeculating() { return xc->misspeculating(); }
-    ExecContext *xcBase() { return xc; }
-};
-
-#endif // __CPU_SIMPLE_CPU_SIMPLE_CPU_HH__
diff --git a/cpu/smt.hh b/cpu/smt.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6a4151f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,59 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2003 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
+ *
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+ */
+
+/**
+ * @file
+ * Defines SMT_MAX_THREADS.
+ */
+
+#ifndef __SMT_HH__
+#define __SMT_HH__
+
+#ifndef SMT_MAX_THREADS
+/** The number of TPUs in any processor. */
+#define SMT_MAX_THREADS 4
+#endif
+
+/**
+ * The maximum number of active threads across all cpus. Used to
+ * initialize per-thread statistics in the cache.
+ *
+ * NB: Be careful to only use it once all the CPUs that you care about
+ *     have been initialized
+ */
+extern int maxThreadsPerCPU;
+
+/**
+ * Changes the status and priority of the thread with the given number.
+ * @param thread_number The thread to change.
+ * @param activate The new active status.
+ * @param priority The new priority.
+ */
+void change_thread_state(int thread_number, int activate, int priority);
+
+#endif // __SMT_HH__
index 4bbe8b636c0503c96bf436476a2e34d92d6e56f7..e80a129608bd7786916cc72b683edb824dfee73f 100644 (file)
 #include <bitset>
 #include <string>
 
-#include "sim/host.hh"
 #include "base/hashmap.hh"
 #include "base/refcnt.hh"
-
-#include "cpu/full_cpu/op_class.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/op_class.hh"
+#include "sim/host.hh"
 #include "targetarch/isa_traits.hh"
 
 // forward declarations
index 01ce17dd59476dbb4e9da87d3ef296a18aaa4fe9..d08f7252e6b0b936769450ba5c2ba65c9637ce2b 100644 (file)
 #include "base/inifile.hh"
 #include "base/str.hh" // for to_number()
 #include "base/trace.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "dev/alpha_console.hh"
 #include "dev/simconsole.hh"
 #include "dev/simple_disk.hh"
-#include "dev/tlaser_clock.hh"
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/system.hh"
 #include "dev/tsunami_io.hh"
index bb1d289ab97e18329ee20d397085633223847345..9b75a2a26130a2f7df59865ad50c591a107dbda4 100644 (file)
@@ -41,7 +41,7 @@
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/system.hh"
 
index 35d9020dbf6c6ed7106e4d4b49e612f44419b0de..f4b27db3c738b6d0d21905129071fac4a28e20e6 100644 (file)
@@ -33,7 +33,6 @@
 
 #include "base/trace.hh"
 #include "cpu/intr_control.hh"
-#include "dev/dma.hh"
 #include "dev/ide_ctrl.hh"
 #include "dev/ide_disk.hh"
 #include "dev/pciconfigall.hh"
@@ -43,8 +42,8 @@
 #include "mem/bus/dma_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/sim_object.hh"
 
index 28f7b634af8cd548f8276969b1bbfb70f0d067f3..285b8a84cd5c0f1ac1316779ff8461788c073e9b 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@
 #include "dev/ide_ctrl.hh"
 #include "dev/tsunami.hh"
 #include "dev/tsunami_pchip.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/dma_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
index 649706956e3157ea6c2d8f6042775ab06682c5af..8ab88e6ff76fa1039fae92ea22ad48a784ea40e8 100644 (file)
@@ -29,7 +29,7 @@
 #ifndef __DEV_IO_DEVICE_HH__
 #define __DEV_IO_DEVICE_HH__
 
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 
 class BaseInterface;
 class Bus;
index 637cd7825f31a481db4f72ac01248b8019e2dca7..d911d86c40f1e7eabb35ef19ac439909462ec733 100644 (file)
@@ -36,7 +36,6 @@
 
 #include "base/inet.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "dev/dma.hh"
 #include "dev/etherlink.hh"
 #include "dev/ns_gige.hh"
 #include "dev/pciconfigall.hh"
@@ -44,8 +43,8 @@
 #include "mem/bus/dma_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/debug.hh"
 #include "sim/host.hh"
index fd0732d50b6a2cfc51c7d4a190114e0e0609c977..c7af8b1d14119ae1dd67c40827531a20e9ff2dfa 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/system.hh"
 
index 850635d49cfc65b01017f68d8077a3b5b1972c6b..9d568e6cce2f83634f9dd1f4ad2bc3566bccbe7e 100644 (file)
 #include "base/misc.hh"
 #include "base/str.hh" // for to_number
 #include "base/trace.hh"
-#include "dev/pciareg.h"
 #include "dev/pcidev.hh"
 #include "dev/pciconfigall.hh"
 #include "mem/bus/bus.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/param.hh"
 #include "sim/root.hh"
index 94fd9ec1fc3adfcba93312d2a3d84c6ddeac58d4..1d04e1f95e1a0e1eac48e6e68cb8a52866ea3496 100644 (file)
@@ -49,7 +49,7 @@
 #include "dev/platform.hh"
 #include "dev/simconsole.hh"
 #include "dev/uart.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 
 using namespace std;
index 19e8683dfd232f5d44e6548680add78cf879afe9..a33b4fe1b46fa2fd602f1048d9f83891c187be2d 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@
 #include "base/trace.hh"
 #include "dev/disk_image.hh"
 #include "dev/simple_disk.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 
 using namespace std;
index 3031cdb8bab2d79f5df5a6197e154e9e932a1231..633acba0de5f6b86baf4e46504d49fbb5cf93d37 100644 (file)
  * Simple disk interface for the system console
  */
 
-#ifndef __SIMPLE_DISK_HH__
-#define __SIMPLE_DISK_HH__
+#ifndef __DEV_SIMPLE_DISK_HH__
+#define __DEV_SIMPLE_DISK_HH__
 
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
 #include "sim/sim_object.hh"
+#include "targetarch/isa_traits.hh"
 
 class DiskImage;
+class PhysicalMemory;
 
 /*
  * Trivial interface to a disk image used by the System Console
@@ -57,4 +58,5 @@ public:
   void read(Addr addr, baddr_t block, int count) const;
   void write(Addr addr, baddr_t block, int count);
 };
-#endif // __SIMPLE_DISK_HH__
+
+#endif // __DEV_SIMPLE_DISK_HH__
index 5125a1d681356ea758b25728aa0c839a05d77d81..e5cd877a0a91b2da02adbbedc5b8df25ea46a4c0 100644 (file)
@@ -33,7 +33,6 @@
 #include "base/inet.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "cpu/intr_control.hh"
-#include "dev/dma.hh"
 #include "dev/etherlink.hh"
 #include "dev/sinic.hh"
 #include "dev/pciconfigall.hh"
@@ -41,8 +40,8 @@
 #include "mem/bus/dma_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/debug.hh"
 #include "sim/eventq.hh"
index 55a2c5ea611ec77b9d12b1d0f29d75874dd99086..d4398191bb388f44b032e6f4dff90d78d72bf257 100644 (file)
@@ -32,9 +32,7 @@
 
 #include "cpu/intr_control.hh"
 #include "dev/simconsole.hh"
-#include "dev/etherdev.hh"
 #include "dev/ide_ctrl.hh"
-#include "dev/tlaser_clock.hh"
 #include "dev/tsunami_cchip.hh"
 #include "dev/tsunami_pchip.hh"
 #include "dev/tsunami_io.hh"
index a10dba082c71780566f8c23ce7252d308166dd1c..139ea578fd5b9492dc24d83239eb076db02e79a0 100644 (file)
@@ -41,7 +41,7 @@
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "cpu/intr_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/system.hh"
index 2e12b41ea2b402b894adf9129c93c79edce728c2..2de06472808044acc65d569c682a65433b934bb0 100644 (file)
@@ -46,7 +46,7 @@
 #include "dev/tsunami_cchip.hh"
 #include "dev/tsunamireg.h"
 #include "dev/rtcreg.h"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 
 using namespace std;
 
index f8bec77c0c45b1a9c0e66144bb1231edb804e55d..4f3e2c5299265ea15588ce5194f942681c6aef04 100644 (file)
@@ -41,8 +41,8 @@
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/system.hh"
 
index c04a5d06600e1766c294679b54deb1877604966b..9d453af72675479a67065c39bbe8a84ddd9244c6 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@
 #include "mem/bus/bus.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface.hh"
 #include "mem/bus/pio_interface_impl.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 
 using namespace std;
diff --git a/encumbered/cpu/full/op_class.hh b/encumbered/cpu/full/op_class.hh
new file mode 100644 (file)
index 0000000..19b9486
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,64 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2003-2004 The Regents of The University of Michigan
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions are
+ * met: redistributions of source code must retain the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer;
+ * redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
+ * documentation and/or other materials provided with the distribution;
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+ * contributors may be used to endorse or promote products derived from
+ * this software without specific prior written permission.
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
+ * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
+ * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
+ * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
+ * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
+ * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
+ * 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.
+ */
+
+#ifndef __ENCUMBERED_CPU_FULL_OP_CLASS_HH__
+#define __ENCUMBERED_CPU_FULL_OP_CLASS_HH__
+
+/**
+ * @file
+ * Definition of operation classes.
+ */
+
+/**
+ * Instruction operation classes.  These classes are used for
+ * assigning instructions to functional units.
+ */
+enum OpClass {
+    No_OpClass = 0,    /* inst does not use a functional unit */
+    IntAluOp,          /* integer ALU */
+    IntMultOp,         /* integer multiplier */
+    IntDivOp,          /* integer divider */
+    FloatAddOp,                /* floating point adder/subtractor */
+    FloatCmpOp,                /* floating point comparator */
+    FloatCvtOp,                /* floating point<->integer converter */
+    FloatMultOp,       /* floating point multiplier */
+    FloatDivOp,                /* floating point divider */
+    FloatSqrtOp,       /* floating point square root */
+    MemReadOp,         /* memory read port */
+    MemWriteOp,                /* memory write port */
+    IprAccessOp,       /* Internal Processor Register read/write port */
+    InstPrefetchOp,    /* instruction prefetch port (on I-cache) */
+    Num_OpClasses      /* total functional unit classes */
+};
+
+/**
+ * Array mapping OpClass enum values to strings.  Defined in fu_pool.cc.
+ */
+extern const char *opClassStrings[];
+
+#endif // __ENCUMBERED_CPU_FULL_OP_CLASS_HH__
index 5fa72735c247fb25bb3ae5c4267ec2fa73a51afa..afc9f1d93ff09fb2a4436824d7eac05ac5f6ccca 100644 (file)
 #include "base/loader/symtab.hh"
 #include "base/trace.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "kern/linux/linux_events.hh"
 #include "kern/linux/linux_system.hh"
 #include "kern/system_events.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "dev/platform.hh"
 #include "targetarch/isa_traits.hh"
index 9acf2f65a38fd27ca35486233f8e4f611691ee6e..eb21afcd1dce3dc89fe91308a3b25d6b55de9b26 100644 (file)
@@ -27,9 +27,9 @@
  */
 
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/full_cpu/bpred.hh"
-#include "cpu/full_cpu/full_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/bpred.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/cpu.hh"
 #include "kern/kernel_stats.hh"
 #include "kern/system_events.hh"
 #include "sim/system.hh"
index f4300116e6aa24d232003887b487b411b5ffc003..247b5855835730399471581efbd19ffc8fef57fb 100644 (file)
  */
 
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "kern/system_events.hh"
 #include "kern/tru64/tru64_events.hh"
 #include "kern/tru64/dump_mbuf.hh"
 #include "kern/tru64/printf.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
 #include "targetarch/arguments.hh"
 #include "targetarch/isa_traits.hh"
 
index e0ec31a43c684f4c7f7cbc6318dbeda65fc9531b..6914a9c548b033c81033eff87c0244b3a3d2836a 100644 (file)
 
 #include "base/loader/symtab.hh"
 #include "base/trace.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "kern/tru64/tru64_events.hh"
 #include "kern/tru64/tru64_system.hh"
 #include "kern/system_events.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "targetarch/isa_traits.hh"
 #include "targetarch/vtophys.hh"
index 50158d06fb4b3fa2caee466a421d7bf1d63f058c..1fb8ef98aa798d61306504ef6af0bf717613185a 100644 (file)
@@ -33,7 +33,7 @@
 #include <sstream>
 #include <vector>
 
-#include "cpu/full_cpu/smt.hh"
+#include "cpu/smt.hh"
 #include "base/misc.hh"
 
 #include "sim/eventq.hh"
index ed8bf9e633bda7bbd996178f0ae44fde9d509525..066f5f4c3cf65753d76b3ac2c245d1b5afea2d0e 100644 (file)
@@ -49,8 +49,8 @@
 #include "base/statistics.hh"
 #include "base/str.hh"
 #include "base/time.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
-#include "cpu/full_cpu/smt.hh"
+#include "cpu/base.hh"
+#include "cpu/smt.hh"
 #include "python/pyconfig.hh"
 #include "sim/async.hh"
 #include "sim/builder.hh"
index 3541fd04031871103a86b9d463b0f118d79bf999..e7a9afa9d13f9f6e43b5faf02f35d39078fe5f1b 100644 (file)
 #include "base/loader/symtab.hh"
 #include "base/statistics.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/full_cpu/smt.hh"
-#include "cpu/full_cpu/thread.hh"
+#include "cpu/smt.hh"
 #include "eio/eio.hh"
-#include "mem/functional_mem/main_memory.hh"
+#include "encumbered/cpu/full/thread.hh"
+#include "encumbered/mem/functional/main.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/fake_syscall.hh"
 #include "sim/process.hh"
index 37664dc65b80cd1173010fb895f9d6db324dca89..578073efa1fc0e31108a23a9412a53733a47c89b 100644 (file)
@@ -39,7 +39,7 @@
 #include "base/str.hh"
 #include "base/time.hh"
 #include "base/stats/output.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "sim/eventq.hh"
 #include "sim/sim_object.hh"
 #include "sim/stat_control.hh"
index 13df2b7a2fe0853fc57471c18c15b9dc29dfed5e..5abbdfd7413abc64bd552e57aaba1d3cd602a54a 100644 (file)
@@ -34,7 +34,7 @@
 #include "sim/syscall_emul.hh"
 #include "base/trace.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
-#include "cpu/base_cpu.hh"
+#include "cpu/base.hh"
 #include "sim/process.hh"
 
 #include "sim/sim_events.hh"
index 26d3b873c9094b469f8a8f360f5f937d94acf972..417531cc3478dc887019c0ed7ef36e139492e8cd 100644 (file)
@@ -39,7 +39,7 @@
 #include <string>
 
 #include "base/intmath.hh"     // for RoundUp
-#include "mem/functional_mem/functional_memory.hh"
+#include "mem/functional/functional.hh"
 #include "targetarch/isa_traits.hh"    // for Addr
 
 #include "base/trace.hh"
index 8844f13deb1d7bdaf8bb166a0e7ea95077b543bd..70a1b8a3227b280475f45fea09b43682a065b4a9 100644 (file)
@@ -31,8 +31,8 @@
 #include "base/remote_gdb.hh"
 #include "cpu/exec_context.hh"
 #include "kern/kernel_stats.hh"
-#include "mem/functional_mem/memory_control.hh"
-#include "mem/functional_mem/physical_memory.hh"
+#include "mem/functional/memory_control.hh"
+#include "mem/functional/physical.hh"
 #include "targetarch/vtophys.hh"
 #include "sim/builder.hh"
 #include "sim/system.hh"