cpu/o3: clean up rename map and free list

Restructured rename map and free list to clean up some
extraneous code and separate out common code that can
be reused across different register classes (int and fp
at this point).  Both components now consist of a set
of Simple* objects that are stand-alone rename map &
free list for each class, plus a Unified* object that
presents a unified interface across all register
classes and then redirects accesses to the appropriate
Simple* object as needed.

Moved free list initialization to PhysRegFile to better
isolate knowledge of physical register index mappings
to that class (and remove the need to pass a number
of parameters to the free list constructor).

Causes a small change to these stats:
  cpu.rename.int_rename_lookups
  cpu.rename.fp_rename_lookups
because they are now categorized on a per-operand basis
rather than a per-instruction basis.
That is, an instruction with mixed fp/int/misc operand
types will have each operand categorized independently,
where previously the lookup was categorized based on
the instruction type.

cpu: rename *_DepTag constants to *_Reg_Base

Make these names more meaningful.

Specifically, made these substitutions:

s/FP_Base_DepTag/FP_Reg_Base/g;
s/Ctrl_Base_DepTag/Misc_Reg_Base/g;
s/Max_DepTag/Max_Reg_Index/g;

isa: clean up register constants

Clean up and add some consistency to the *_Base_DepTag
constants as well as some related register constants:
- Get rid of NumMiscArchRegs, TotalArchRegs, and TotalDataRegs
  since they're never used and not always defined
- Set FP_Base_DepTag = NumIntRegs when possible (i.e.,
  every case except x86)
- Set Ctrl_Base_DepTag = FP_Base_DepTag + NumFloatRegs
  (this was true before, but wasn't always expressed
  that way)
- Drastically reduce the number of arbitrary constants
  appearing in these calculations

cpu/o3: clean up scoreboard object

It had a bunch of fields (and associated constructor
parameters) thet it didn't really use, and the array
initialization was needlessly verbose.

Also just hardwired the getReg() method to aleays
return true for misc regs, rather than having an array
of bits that we always kept marked as ready.

cpu/o3: clean up physical register file

No need for PhysRegFile to be a template class, or
have a pointer back to the CPU.  Also made some methods
for checking the physical register type (int vs. float)
based on the phys reg index, which will come in handy later.

cpu/inorder: merge register class enums

The previous patch introduced a RegClass enum to clean
up register classification.  The inorder model already
had an equivalent enum (RegType) that was used internally.
This patch replaces RegType with RegClass to get rid
of the now-redundant code.

cpu: clean up architectural register classification

Move from a poorly documented scheme where the mapping
of unified architectural register indices to register
classes is hardcoded all over to one where there's an
enum for the register classes and a function that
encapsulates the mapping.

mem: Rename the ASI_BITS flag field in Request

ASI_BITS in the Request object were originally used to store a memory
request's ASI on SPARC. This is not the case any more since other ISAs
use the ASI bits to store architecture-dependent information. This
changeset renames the ASI_BITS to ARCH_BITS which better describes
their use. Additionally, the getAsi() accessor is renamed to
getArchFlags().

mem: Use a flag instead of address bit 63 for generic IPRs

Using address bit 63 to identify generic IPRs caused problems on
SPARC, where IPRs are heavily used. This changeset redefines how
generic IPRs are identified. Instead of using bit 63, we now use a
separate flag (GENERIC_IPR) a memory request.

Added tag stable_2013_10_14 to the changeset 6a043adb1e8d

config: correct example ruby scripts
A couple of recent changesets added/deleted/edited some variables
that are needed for running the example ruby scripts. This changeset
edits these scripts to bring them to a working state.

stats: Bump pc-simple-timing-ruby stats

This patch simply brings the stats for the pc-simple-timing-ruby
regression up to date. The particular regression seems to give
different results on different systems unfortunately, and this update
reflects the current behaviour on zizzer.

config: set cwd for processes in se.py

x86: enables lstat and readlink syscalls

base: Fix a potential race in PollQueue::setupAsyncIO

There is a potential race between enabling asynchronous IO and
selecting the target for the SIGIO signal. This changeset move the
F_SETOWN call to before the F_SETFL call that enables SIGIO
delivery. This ensures that signals are always sent to the correct
process.

kvm: Service events in the instruction event queues

This changset adds calls to the service the instruction event queues
that accidentally went missing from commit [0063c7dd18ec]. The
original commit only included the code needed to schedule instruction
stops from KVM and missed the functionality to actually service the
events.

kvm: Only include KVM support for supported kernels

This patch adds a check to ensure that the KVM API provided by the
running kernel is what we are expecting.

ext: Fix fputils compiler flags to ensure ISO C99

The fp code relies on C99, and depending on gcc version, the default
is to use c89. This patch adds -std=c99 when using gcc to ensure the
code is compiled in ISO C99 mode.

stats: Update x86 stats after x87 fixes

The updates to the x87 caused the stats for several regressions to
change. This was mainly caused by the addition of a working 32-bit and
80-bit FP load instruction and xsave support.

scons, kvm: Check for the presence of POSIX timers

The kvm-based CPU module requires support for POSIX timers. This
changeset adds a check for POSIX timers and ensures that gem5 is
linked with librt if necessary. KVM support is disabled if POSIX
timers are not supported by the host. This fixes a compilation issue
for some glibc versions where clock_nanosleep and timer_create are in
different libraries.

ext: Update fputils to rev 52b6190b4e

This changeset updates the external library to git revision
52b6190b4e. This update includes changes that fix compilation errors
on old gcc versions and fixes to test a case that affect ICC.

x86: Add support for m5ops through a memory mapped interface

In order to support m5ops in virtualized environments, we need to use
a memory mapped interface. This changeset adds support for that by
reserving 0xFFFF0000-0xFFFFFFFF and mapping those to the generic IPR
interface for m5ops. The mapping is done in the
X86ISA::TLB::finalizePhysical() which means that it just works for all
of the CPU models, including virtualized ones.

arch: Add support for m5ops using mmapped IPRs

In order to support m5ops on virtualized CPUs, we need to either
intercept hypercall instructions or provide a memory mapped m5ops
interface. Since KVM does not normally pass the results of hypercalls
to userspace, which makes that method unfeasible. This changeset
introduces support for m5ops using memory mapped mmapped IPRs. This is
implemented by adding a class of "generic" IPRs which are handled by
architecture-independent code. Such IPRs always have bit 63 set and
are handled by handleGenericIprRead() and
handleGenericIprWrite(). Platform specific impementations of
handleIprRead and handleIprWrite should use
GenericISA::isGenericIprAccess to determine if an IPR address should
be handled by the generic code instead of the architecture-specific
code. Platforms that don't need their own IPR support can reuse
GenericISA::handleIprRead() and GenericISA::handleIprWrite().

x86: Add support for FXSAVE, FXSAVE64, FXRSTOR, and FXRSTOR64

x86: Add support for FLDENV & FNSTENV

x86: Add support for loading 32-bit and 80-bit floats in the x87

The x87 FPU supports three floating point formats: 32-bit, 64-bit, and
80-bit floats. The current gem5 implementation supports 32-bit and
64-bit floats, but only works correctly for 64-bit floats. This
changeset fixes the 32-bit float handling by correctly loading and
rounding (using truncation) 32-bit floats instead of simply truncating
the bit pattern.

80-bit floats are loaded by first loading the 80-bits of the float to
two temporary integer registers. A micro-op (cvtint_fp80) then
converts the contents of the two integer registers to the internal FP
representation (double). Similarly, when storing an 80-bit float,
there are two conversion routines (ctvfp80h_int and cvtfp80l_int) that
convert an internal FP register to 80-bit and stores the upper 64-bits
or lower 32-bits to an integer register, which is the written to
memory using normal integer stores.

x86: Fix re-entrancy problems in x87 store instructions

X87 store instructions typically loads and pops the top value of the
stack and stores it in memory. The current implementation pops the
stack at the same time as the floating point value is loaded to a
temporary register. This will corrupt the state of the x87 stack if
the store fails. This changeset introduces a pop87 micro-instruction
that pops the stack and uses this instruction in the affected
macro-instructions to pop the stack after storing the value to memory.

kvm: Add support for thread-specific instruction events

Instruction events are currently ignored when executing in KVM. This
changeset adds support for triggering KVM exits based on instruction
counts using hardware performance counters. Depending on the
underlying performance counter implementation, there might be some
inaccuracies due to instructions being counted in the host kernel when
entering/exiting KVM.

Due to limitations/bugs in Linux's performance counter interface, we
can't reliably change the period of an overflow counter. We work
around this issue by detaching and reattaching the counter if we need
to reconfigure it.

config: Add a 'kvm' CPU alias

Add a CPU alias, 'kvm', for the first available KVM-accelerated CPU
model.

kvm: FPU synchronization support on x86

This changeset adds support for synchronizing the FPU and SIMD state
of a virtual x86 CPU with gem5. It supports both the XSave API and the
KVM_(GET|SET)_FPU kernel API. The XSave interface can be disabled
using the useXSave parameter (in case of kernel
issues). Unfortunately, KVM_(GET|SET)_FPU interface seems to be buggy
in some kernels (specifically, the MXCSR register isn't always
synchronized), which means that it might not be possible to
synchronize MXCSR on old kernels without the XSave interface.

This changeset depends on the __float80 type in gcc and might not
build using llvm.

x86: Add support routines to load and store 80-bit floats

The x87 FPU on x86 supports extended floating point. We currently
handle all floating point on x86 as double and don't support 80-bit
loads/stores. This changeset add a utility function to load and
convert 80-bit floats to doubles (loadFloat80) and another function to
store doubles as 80-bit floats (storeFloat80). Both functions use
libfputils to do the conversion in software. The functions are
currently not used, but are required to handle floating point in KVM
and to properly support all x87 loads/stores.

ext: Include libfputils

This changeset includes libfputils from revision bbf0d61d75. This
library can be used to convert to and from 80-bit floats and query the
type of an 80-bit float, which is needed to support the x87 FPU.

x86: Add limited support for extracting function call arguments

Add support for extracting the first 6 64-bit integer argumements to a
function call in X86ISA::getArgument().

kvm: x86: Fix segment registers to make them VMX compatible

There are cases when the segment registers in gem5 are not compatible
with VMX. This changeset works around all known such issues. Specifically:

* The accessed bits in CS, SS, DD, ES, FS, GS are forced to 1.
* The busy bit in TR is forced to 1.
* The protection level of SS is forced to the same protection level as
  CS. The difference /seems/ to be caused by a bug in gem5's x86
  implementation.

tests: update reference outputs

Apparently only stats.txt was updated the last time, so
this changeset updates other reference output files
(config.ini, simout, simerr, ruby.stats) so that
test output diffs should not be cluttered with irrelevant
changes.  There are a few stats.txt updates too, but
they are in the minority.

kvm: Add x86 segment register verification to help debugging

kvm: Initial x86 support

This changeset adds support for KVM on x86. Full support is split
across a number of commits since some features are relatively
complex. This changeset includes support for:

 * Integer state synchronization (including segment regs)
 * CPUID (gem5's CPUID values are inserted into KVM)
 * x86 legacy IO (remapped and handled by gem5's memory system)
 * Memory mapped IO
 * PCI
 * MSRs
 * State dumping

Most of the functionality is fairly straight forward. There are some
quirks to support PCI enumerations since this is done in the TLB(!) in
the simulated CPUs. We currently replicate some of that code.

Unlike the ARM implementation, the x86 implementation of the virtual
CPU does not use the cycles hardware counter. KVM on x86 simulates the
time stamp counter (TSC) in the kernel. If we just measure host cycles
using perfevent, we might end up measuring a slightly different number
of cycles. If we don't get the cycle accounting right, we might end up
rewinding the TSC, with all kinds of chaos as a result.

An additional feature of the KVM CPU on x86 is extended state
dumping. This enables Python scripts controlling the simulator to
request dumping of a subset of the processor state. The following
methods are currenlty supported:

 * dumpFpuRegs
 * dumpIntRegs
 * dumpSpecRegs
 * dumpDebugRegs
 * dumpXCRs
 * dumpXSave
 * dumpVCpuEvents
 * dumpMSRs

Known limitations:
  * M5 ops are currently not supported.
  * FPU synchronization is not supported (only affects CPU switching).

Both of the limitations will be addressed in separate commits.

kvm: Correctly handle the return value from handleIpr(Read|Write)

The KVM base class incorrectly assumed that handleIprRead and
handleIprWrite both return ticks. This is not the case, instead they
return cycles. This changeset converts the returned cycles to ticks
when handling IPR accesses.

kvm: Fix a case where the run timers weren't armed properly

There is a possibility that the timespec used to arm a timer becomes
zero if the number of ticks used when arming a timer is close to the
resolution of the timer. Due to the semantics of POSIX timers, this
actually disarms the timer. This changeset fixes this issue by
eliminating the rounding error (we always round away from zero
now). It also reuses the minimum number of cycles, which were
previously only used for cycle-based timers, to calculate a more
useful resolution.

x86: Add support routines to convert between x87 tag formats

This changeset adds the convX87XTagsToTags() and convX87TagsToXTags()
which convert between the tag formats in the FTW register and the
format used in the xsave area. The conversion from to the x87 FTW
representation is currently loses some information since it does not
reconstruct the valid/zero/special flags which are not included in the
xsave representation.

sim: Fix undefined behavior in the pseudo-inst interface

The order between updating and using arg_num in
PseudoInst::pseudoInst() is currently undefined. This changeset
explicitly updates arg_num after it has been used to extract an
argument.

--HG--
extra : rebase_source : 67c46dc3333d16ce56687ee8aea41ce6c6d133bb

mem: Fix scheduling bug in SimpleMemory

This patch ensures that a dequeue event is not scheduled if the memory
controller is waiting for a retry already. Without this check it is
possible for the controller to attempt sending something whilst
already having one packet that is in retry, thus causing the bus to
have an assertion failure.

swig: Warn on use of incompatible swig/gcc combinations

This patch removes the fixed swig warning concerning 2.0.9/2.0.10 and
adds a warning message for incompatible combinations of swig and gcc.

swig: Fix issue with circular import in 2.0.9/2.0.10

This patch fixes an issue which prevented gem5 from running when built
using swig 2.0.9 and 2.0.10. The generated event.py tried to import
m5.internal which in turn relied on importing event. This patch seems
to fix the problem, and so far has not caused any other issues.

x86: Expose the raw hash map of MSRs

This patch allows the KVM CPU module to initialize it's MSRs by
enumerating the MSRs in the gem5 x86 implementation.

x86: Add support for checking the raw state of an interrupt

In order to support hardware virtualization, we need to be able to
check if there are any interrupts pending irregardless of the
rflags.intf value. This changeset adds the checkInterruptsRaw() method
to the x86 interrupt control. It returns true if there are pending
interrupts that can be delivered as soon as the CPU is ready for
interrupt delivery.

x86: Expose the interrupt vector in faults

This patch allows a hardware virtualized CPU to discover which interrupt
to deliver to the guest.

configs: Fix ruby_fs.py cache line size

Recent changes added setting of system-wide cache line size and these settings
occur in the top-level configs (se.py and fs.py). This setting also needs to
take place in ruby_fs.py. This change sets the cache line size as appropriate.

stats: update sparc fs due to recent changes to memory class.

config: Add voltage domain to Ruby example scripts

This patch adds the minimum required voltage domain configuration to
the Ruby example scripts.

ruby: Fix Topology throttle connections

The Topology source sets up input and output buffers for each of the external
nodes of a topology by indexing on Ruby's generated controller unique IDs.
These unique IDs are found by adding the MachineType_base_number to the version
number of each controller (see any generated *_Controller.cc - init() calls
getToNetQueue and getFromNetQueue using m_version + base). However, the
Topology object used the cntrl_id - which is required to be unique across all
controllers - to index the controllers list as they are being connected to
their input and output buffers. If the cntrl_ids did not match the Ruby unique
ID, the throttles end up connected to incorrectly indexed nodes in the network,
resulting in packets traversing incorrect network paths. This patch fixes the
Topology indexing scheme by using the Ruby unique ID to match that of the
SimpleNetwork buffer vectors.

cpu: Dynamically instantiate O3 CPU LSQUnits

Previously, the LSQ would instantiate MaxThreads LSQUnits in the body of it's
object, but it would only initialize numThreads LSQUnits as specified by the
user. This had the effect of leaving some LSQUnits uninitialized when the
number of threads was less than MaxThreads, and when adding statistics to the
LSQUnit that must be initialized, this caused the stats initialization check to
fail. By dynamically instantiating LSQUnits, they are all initialized and this
avoids uninitialized LSQUnits from floating around during runtime.

config: Initialize and check cpt_starttick

The previous changeset (9816) that fixes the use of max ticks introduced the
variable cpt_starttick, which is used for setting the relative max tick.
Unfortunately, with checkpointing at an instruction count or with simpoints,
the checkpoint tick is not stored conveniently, so to ensure that cpt_starttick
is initialized, set it to 0. Also, if using --rel-max-tick, check the use of
instruction counts or simpoints to warn the user that the max tick setting does
not include the checkpoint ticks.

ruby: Statically allocate stats in SimpleNetwork, Switch, Throttle

The previous changeset (9863:9483739f83ee) used STL vector containers to
dynamically allocate stats in the Ruby SimpleNetwork, Switch and Throttle. For
gcc versions before at least 4.6.3, this causes the standard vector allocator
to call Stats copy constructors (a no-no, since stats should be allocated in
the body of each SimObject instance). Since the size of these stats arrays is
known at compile time (NOTE: after code generation), this patch changes their
allocation to be static rather than using an STL vector.

stats: add operator= for DataWrapVec class

gcc/g++ 4.4.7 complained about the operator= being undefined.
This changeset adds the operator.

stats: ruby: updates due to recent changes.

ruby: network: convert to gem5 style stats

ruby: network: correct naming of routers

The routers are created before the network class. This results in the routers
becoming children of the first link they are connected to and they get generic
names like int_node and node_b. This patch creates the network object first
and passes it to the topology creation function. Now the routers are children
of the network object and names are much more sensible.

ruby: profiler: removes function resourceUsage()

ruby: remove undefined message size type
This message size type does not work well with one of the statistical
variables. It also seems unnecessary.

ruby: network: removes reset functionality

ruby: network: shorten variable names

stats: adds a Formula operator for division

ruby: converts sparse memory stats to gem5 style

sim: Fix clang warning for unused variable

This patch ensures the NULL ISA can build without causing issues with
an unused variable.

util: Add ini string as tooltip info in dot output

This patch adds the config ini string as a tooltip that can be
displayed in most browsers rendering the resulting svg. Certain
characters are modified for HTML output.

Tested on chrome and firefox.

util: Add colours to the dot output

This patch is adding a splash of colour to the dot output to make it
easier to distinguish objects of different types. As a bonus, the
pastel-colour palette also makes the output look like a something from
the 21st century.

util: Add class name to dot graph and output to svg

This patch adds the class name to the label, creates some more space
by increasing the rank separation, and additionally outputs the graph
as an editable SVG in addition to the PDF.

tests: Move ISA-independent tests to the NULL ISA

This patch simply takes a first step to use the NULL ISA build for
tests that do not make use of a CPU. Most of the Ruby tests could go
the same way, but to avoid duplicating a lot of compilation targets
that will have to wait until Ruby is built as a library and linked in
independently.

--HG--
rename : tests/quick/se/50.memtest/ref/alpha/linux/memtest/config.ini => tests/quick/se/50.memtest/ref/null/none/memtest/config.ini
rename : tests/quick/se/50.memtest/ref/alpha/linux/memtest/simerr => tests/quick/se/50.memtest/ref/null/none/memtest/simerr
rename : tests/quick/se/50.memtest/ref/alpha/linux/memtest/simout => tests/quick/se/50.memtest/ref/null/none/memtest/simout
rename : tests/quick/se/50.memtest/ref/alpha/linux/memtest/stats.txt => tests/quick/se/50.memtest/ref/null/none/memtest/stats.txt
rename : tests/quick/se/70.tgen/ref/arm/linux/tgen-simple-dram/simerr => tests/quick/se/70.tgen/ref/null/none/tgen-simple-dram/simerr
rename : tests/quick/se/70.tgen/ref/arm/linux/tgen-simple-dram/simout => tests/quick/se/70.tgen/ref/null/none/tgen-simple-dram/simout
rename : tests/quick/se/70.tgen/ref/arm/linux/tgen-simple-dram/stats.txt => tests/quick/se/70.tgen/ref/null/none/tgen-simple-dram/stats.txt
rename : tests/quick/se/70.tgen/ref/arm/linux/tgen-simple-mem/simerr => tests/quick/se/70.tgen/ref/null/none/tgen-simple-mem/simerr
rename : tests/quick/se/70.tgen/ref/arm/linux/tgen-simple-mem/simout => tests/quick/se/70.tgen/ref/null/none/tgen-simple-mem/simout
rename : tests/quick/se/70.tgen/ref/arm/linux/tgen-simple-mem/stats.txt => tests/quick/se/70.tgen/ref/null/none/tgen-simple-mem/stats.txt

arch: Resurrect the NOISA build target and rename it NULL

This patch makes it possible to once again build gem5 without any
ISA. The main purpose is to enable work around the interconnect and
memory system without having to build any CPU models or device models.

The regress script is updated to include the NULL ISA target. Currently
no regressions make use of it, but all the testers could (and perhaps
should) transition to it.

--HG--
rename : build_opts/NOISA => build_opts/NULL
rename : src/arch/noisa/SConsopts => src/arch/null/SConsopts
rename : src/arch/noisa/cpu_dummy.hh => src/arch/null/cpu_dummy.hh
rename : src/cpu/intr_control.cc => src/cpu/intr_control_noisa.cc

cpu: Move the branch predictor out of the BaseCPU

The branch predictor is guarded by having either the in-order or
out-of-order CPU as one of the available CPU models and therefore
should not be used in the BaseCPU. This patch moves the parameter to
the relevant CPU classes.

arch: Header clean up for NOISA resurrection

This patch is a first step to getting NOISA working again. A number of
redundant includes make life more difficult than it has to be and this
patch simply removes them. There are also some redundant forward
declarations removed.

alpha: Move system virtProxy to Alpha only

This patch moves the system virtual port proxy to the Alpha system
only to make the resurrection of the NOISA slightly less
painful. Alpha is the only ISA that is actually using it.

scons: Enable build on OSX

This patch changes the SConscript to build gem5 with libc++ on OSX as
the conventional libstdc++ does not have the C++11 constructs that the
current code base makes use of (e.g. std::forward).

Since this was the last use of the transitional TR1, the unordered map
and set header can now be simplified as well.

ARM: Fix configuration files for bare-metal binaries.

stats: update eio stats

util/regress: set --no-lto on regressions

See comment for motivation.

stats: update ruby.stats, config.ini files for x86 fs test

ruby: add option for number of transitions per cycle
The number of transitions per cycle that a controller can carry out is
a proxy for the number of ports that a controller has. This value is
currently 32 which is way too high. The patch introduces an option
for the number of ports and uses this option in the protocol files
to set the number of transitions. The default value is being set to
4. None of the se regressions change. Ruby stats for the fs regression
change and are being updated.

cpu: Fix timing CPU isDrained comment formatting

This patch fixes up the comment formatting for isDrained in the timing
CPU.

base: Fix VectorPrint initialisation

This patch changes how the initialisation of the VectorPrint struct is
done so that gcc 4.4 is happy again.

stats: Cumulative stats update

This patch updates the stats to reflect the: 1) addition of the
internal queue in SimpleMemory, 2) moving of the memory class outside
FSConfig, 3) fixing up of the 2D vector printing format, 4) specifying
burst size and interface width for the DRAM instead of relying on
cache-line size, 5) performing merging in the DRAM controller write
buffer, and 6) fixing how idle cycles are counted in the atomic and
timing CPU models.

The main reason for bundling them up is to minimise the changeset
size.

cpu: Accurately count idle cycles for simple cpu

Added a couple missing updates to the notIdleFraction stat. Without
these, it sometimes gives a (not) idle fraction that is greater than 1
or less than 0.

config: Command line support for multi-channel memory

This patch adds support for specifying multi-channel memory
configurations on the command line, e.g. 'se/fs.py
--mem-type=ddr3_1600_x64 --mem-channels=4'. To enable this, it
enhances the functionality of MemConfig and moves the existing
makeMultiChannel class method from SimpleDRAM to the support scripts.

The se/fs.py example scripts are updated to make use of the new
feature.

mem: Change AbstractMemory defaults to match the common case

This patch changes the default parameter value of conf_table_reported
to match the common case. It also simplifies the regression and config
scripts to reflect this change.

cpu: Fix TrafficGen trace playback

This patch addresses an issue with trace playback in the TrafficGen
where the trace was reset but the header was not read from the trace
when a captured trace was played back for a second time. This resulted
in parsing errors as the expected message was not found in the trace
file.

The header check is moved to an init funtion which is called by the
constructor and when the trace is reset. This ensures that the trace
header is read each time when the trace is replayed.

This patch also addresses a small formatting issue in a panic.

mem: Use STL deque in favour of list for DRAM queues

This patch changes the data structure used for the DRAM read, write
and response queues from an STL list to deque. This optimisation is
based on the observation that the size is small (and fixed), and that
the structures are frequently iterated over in a linear fashion.

mem: Perform write merging in the DRAM write queue

This patch implements basic write merging in the DRAM to avoid
redundant bursts. When a new access is added to the queue it is
compared against the existing entries, and if it is either
intersecting or immediately succeeding/preceeding an existing item it
is merged.

There is currently no attempt made at avoiding iterating over the
existing items in determining whether merging is possible or not.

mem: Replacing bytesPerCacheLine with DRAM burstLength in SimpleDRAM

This patch gets rid of bytesPerCacheLine parameter and makes the DRAM
configuration separate from cache line size. Instead of
bytesPerCacheLine, we define a parameter for the DRAM called
burst_length. The burst_length parameter shows the length of a DRAM
device burst in bits. Also, lines_per_rowbuffer is replaced with
device_rowbuffer_size to improve code portablity.

This patch adds a burst length in beats for each memory type, an
interface width for each memory type, and the memory controller model
is extended to reason about "system" packets vs "dram" packets and
assemble the responses properly. It means that system packets larger
than a full burst are split into multiple dram packets.

cpu: Fix timing CPU drain check

This patch modifies the SimpleTimingCPU drain check to also consider
the fetch event. Previously, there was an assumption that there is
never a fetch event scheduled if the CPU is not executing
microcode. However, when a context is activated, a fetch even is
scheduled, and microPC() is zero.

alpha: Check interrupts before quiesce

This patch adds a check to the quiesce operation to ensure that the
CPU does not suspend itself when there are unmasked interrupts
pending. Without this patch there are corner cases when the CPU gets
an interrupt before the quiesce is executed and then never wakes up
again.

stats: Fix issue when printing 2D vectors

This patch addresses an issue with the text-based stats output which
resulted in Vector2D stats being printed without subnames in the event
that one of the dimensions was of length 1.

This patch also fixes the total printing for the 2D vector. Previously
totals were printed without explicitly stating that a total was being
printed. This has been rectified in this patch.

power: Add voltage domains to the clock domains

This patch adds the notion of voltage domains, and groups clock
domains that operate under the same voltage (i.e. power supply) into
domains. Each clock domain is required to be associated with a voltage
domain, and the latter requires the voltage to be explicitly set.

A voltage domain is an independently controllable voltage supply being
provided to section of the design. Thus, if you wish to perform
dynamic voltage scaling on a CPU, its clock domain should be
associated with a separate voltage domain.

The current implementation of the voltage domain does not take into
consideration cases where there are derived voltage domains running at
ratio of native voltage domains, as with the case where there can be
on-chip buck/boost (charge pumps) voltage regulation logic.

The regression and configuration scripts are updated with a generic
voltage domain for the system, and one for the CPUs.

config: Move the memory instantiation outside FSConfig

This patch moves the instantiation of the memory controller outside
FSConfig and instead relies on the mem_ranges to pass the information
to the caller (e.g. fs.py or one of the regression scripts). The main
motivation for this change is to expose the structural composition of
the memory system and allow more tuning and configuration without
adding a large number of options to the makeSystem functions.

The patch updates the relevant example scripts to maintain the current
functionality. As the order that ports are connected to the memory bus
changes (in certain regresisons), some bus stats are shuffled
around. For example, what used to be layer 0 is now layer 1.

Going forward, options will be added to support the addition of
multi-channel memory controllers.

mem: Warn instead of panic for tXAW violation

Until the performance bug is fixed, avoid killing simulations.

mem: Allow disabling of tXAW through a 0 activation limit

This patch fixes an issue where an activation limit of 0 was not
allowed. With this patch, setting the limit to 0 simply disables the
tXAW constraint.

mem: Add an internal packet queue in SimpleMemory

This patch adds a packet queue in SimpleMemory to avoid using the
packet queue in the port (and thus have no involvement in the flow
control). The port queue was bound to 100 packets, and as the
SimpleMemory is modelling both a controller and an actual RAM, it
potentially has a large number of packets in flight. There is
currently no limit on the number of packets in the memory controller,
but this could easily be added in a follow-on patch.

As a result of the added internal storage, the functional access and
draining is updated. Some minor cleaning up and renaming has also been
done.

The memtest regression changes as a result of this patch and the stats
will be updated.

cpu: Fix a bug in the O3 CPU introduced by the cache line patch

This patch fixes a bug in the O3 fetch stage that was introduced when
the cache line size was moved to the system. By mistake, the
initialisation and resetting of the fetch stage was merged and put in
the constructor. The resetting is now re-added where it should be.

arm: use -march when compiling m5op_arm.S

Using arm-linux-gnueabi-gcc 4.7.3-1ubuntu1 on Ubuntu 13.04 to compiled
the m5 binary yields the error:

m5op_arm.S: Assembler messages:
m5op_arm.S:85: Error: selected processor does not support ARM mode `bxj lr'

For each of of the SIMPLE_OPs. Apparently, this compiler doesn't like the
interworking of these code types for the default arch. Adding -march=armv7-a
makes it compile. Another alternative that I found to work is replacing the
bxj lr instruction with mov pc, lr, but I don't know how that affects the
KVM stuff and if bxj is needed.

ruby: slicc: remove double trigger, continueProcessing
These constructs are not in use and are not being maintained by any one.
In addition, it is not known if doubleTrigger works correctly with Ruby now.