cpu: Replace the fastmem with a new CPU model

The AtomicSimpleCPU used to be able to access memory directly to speed
up simulation if no caches are used. This is fine as long as no
switching between CPU models is required. In order to switch to a new
CPU model that requires caches, we currently need to checkpoint the
system and restore it into a new configuration. The new
'atomic_noncaching' memory mode provides a solution that avoids this
issue since caches are bypassed in this mode. This changeset removes
the old fastmem option from the AtomicSimpleCPU and introduces a new
CPU, NonCachingSimpleCPU, which derives from the AtomicSimpleCPU.

The NonCachingSimpleCPU uses the same mechanism as the AtomicSimpleCPU
used to use when accessing memory in when fastmem was enabled.

This changeset also introduces a new switcheroo test that tests
switching between a NonCachingSimpleCPU and a TimingSimpleCPU with
caches.

Change-Id: If01893f9b37528b14f530c11ce6f53c097582c21
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12419
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

systemc: Adjust some whitespace in a print out.

This makes a test output file diff successfully.

Change-Id: Ia269b4b33f719a2559197d9296f9acc601ec65f7
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12062
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make verify.py ignore another warning.

Also make warning filters more general and easier to add by writing a
function to generate them.

Change-Id: I8d813ded9ad8a9ccac4e48e5ea80a3c9c23959da
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12061
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make verify.py compare non output log reference files.

There are only a few of these which are vcd files. If there are
reference files which aren't the log and which aren't in the gem5
output directory, mark those tests as failed as well.

Change-Id: I2c880c13d0f90ccf16ac0439dbac68de9223cc90
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12060
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Delete empty/misnamed test reference file.

The name of the reference file doesn't match the name of the test, and
is empty. There's also a correctly named log file in the same directory
which will be used instead.

Change-Id: I6501b465b99af403ae4af6d43189280c4b45fc8f
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12059
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Remove some junk test reference files.

These files have truncated names, and are identical to correct versions
of the log files.

Change-Id: I1e5e3c8c489d41dea21f62b4664b05bf6a742117
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12058
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Ensure the terminated event is notified in all cases.

The terminated event was being notified if a process was killed, but
not if it was terminated in other ways. This change moves the
notification into the helper which sets termination related state.

Change-Id: I10aa5ad25875db992c8408dc60f087efc76b336b
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12057
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make verify.py delete obsolete diff files.

If diff file exists but the underlying diff has been fixed, delete the
diff file.

Change-Id: Icadc21a61c084198a8a246ab6d00a9b885647cde
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12056
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make verify.py ignore a warning.

Change-Id: Ia887b7195d84d0ba9e77370d7b928e201ca78731
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12055
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Teach verify.py to diff files when checking test results.

Currently it just diffs the stdout and ignores other reference files.
It also doesn't filter out noise in the diffs from non test related
simulator messages. These include startup messages, messages when the
simulator finishes executing, and some non-standard warnings, etc.

Change-Id: Idcb19edd893cd8818423c2c5ebb6cbfb278baffa
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12054
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add return code verification to verify.py.

This just checks whether gem5 exited of its own accord with a
successful error code, or in other words that it didn't hang or crash.
More checking will need to be added to verify the output against the
golden reference.

Change-Id: I1ddef56aa73b5f700743830bd6212804531c484f
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12053
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Record the test's return code in the output directory.

verify.py will be able to use that value later to determine whether a
test was successful.

Change-Id: Ib499a4b6f202ee46e66e5de1b61a7e6309df9886
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12052
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Extend the execute phase of verify.py.

Add -j and --timeout options to the execute phase of verify.py.

The --timeout option is implemented using the timeout utility program
which is assumed to be available on the host system. Python 3.3 added
a timeout argument to the subprocess module which is an alternative
approach, but then we would be dependent on python 3.3.

-j is implemented using the standard multiprocess.pool.ThreadPool
class.

Change-Id: I15b92f2b14de6710e2027a6a19984b2644b2a8df
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12051
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Detect a process control corner case and report an error.

This error reporting results in an exception being thrown, and one (or
more) of the tests depend on that behavior.

Change-Id: I858aa14fbb80b0648392179a6a8d2055c91aedf8
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12050
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Adjust process status tracking to improve kill/reset support.

This change rearranges how process status is tracked so that the kill
and reset mechanisms work in more circumstances and more like they're
supposed to according to the spec. This makes another test or two pass.

Change-Id: Ie2a683a796155a82092109d5bb45f07c84e06c76
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12049
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement most of the sc_report_handler mechanism.

This doesn't include support for the deprecated integer message ids.

Change-Id: I309d58df1cdc464428189eb0b7180edf41ca4f67
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12048
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Ignore direct requests to mark a process as ready.

That might happen when a process is being marked as ready at the start
of simulation.

Because the process might not end up on the ready list, displacing it
from the init list, excplicitly pop it off the init list as well.

Change-Id: Iebf972e3e1baedec17b9b99b4da9dd44cd8e6957
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12047
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Fill out process handle kill and reset mechanisms.

Some flags were being updated too early, making the functions think
what they were about to do had already been done. Also, actually check
for and throw the exception installed in a process when it's next
supposed to run, and when injecting an exception schedule that other
process to run immediately.

Change-Id: I0856b69903699b2c66f9dc7f44942bbfe3cfdcc4
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12046
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Fix a "problem" with kill/reset exceptions.

Despite what it says in the spec, the proc_ctrl compliance test throws
a copy of the reset exception it catches, not the original. Because of
that, the code in the kernel which catches the exception gets the base
class, not the derived class with overridden virtual methods, etc.
This happens to work for the Accellera implementation because they
manipulate members of the base class itself which are preserved despite
this bug. To make the test work, we imitate their implementation, even
though it exposes more implementation details through the header files.

Change-Id: I7ed9818c0552869ec790cb7f7bfbe365ade5e49c
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12045
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement much of sc_spawn.

This doesn't implement reset signals, although those aren't implemented
for static processes either yet.

Change-Id: I748a7f75b9b91774c91d969bc1ff5b07e1711aa3
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12044
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Promote some functions to sc_export_base.

There are a few functions which return a generic sc_interface pointer
which were (in the spec) defined to be in the interface type specific
sc_export class. They don't need to be and aren't in the Accellera
implementation, and without having them in the base class there's no
good way to get at a generic interface pointer from an export.

Change-Id: Iba692c79bf1d4f7684f28447d8b22c88ef4b804d
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12043
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add a sensitivity type for exports.

Dynamic processes can be sensitive to exports, so we need a pending
sensitivity to represent them.

Change-Id: I87952f8bbb7847ad1f1d98d35cd5dd488e7b28ab
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12042
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make some functions of the kernel static.

This makes it possible to call them without having to have a kernel
instance available. The kernel is a singleton anyway, so there should
only ever be a single instance of any of these values.

Change-Id: I3610d60cc72e9f3114997fe63db94b96ccaac3cd
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12041
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement + and - for sc_time, and sc_max_time.

Change-Id: I294b63840e42e2afdef198229adc60ddbb60b9a1
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12040
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Fix a couple memory errors.

Because events are held in vectors, it doesn't make sense to keep an
iterator into the parent to keep track of where that event is for easy
removal since the iterator becomes invalid when the vector is changed.

The events need to be stored in a vector because systemc defines an
accessor which returns that vector, and building a vector on the fly
would be cumbersome.

Also, make sure the Event parent pointer is set to nullptr if there
isn't a parent.

Change-Id: I63a676190e7747e60baaca50009161d47bfc1c54
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12039
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement the SC_EXIT_ON_STARVATION exit mode.

This mode implies checking whether there's any activity left either
before starting a delta cycle, or processing delta or timed
notification or timeout.

Change-Id: I0780a1f720cf63f3d2907b8dd28685266b52d6b4
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12038
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Fix the time resolution when constructing an sc_time.

This is (sort of) mandated by the spec. More specifically the spec says
that the systemc API for changing the time resolution can only be
called once, and can only be called before a non-zero sc_time is
constructed.

Because sc_time can be constructed during elaboration and the gem5
version of time resolution is generally not locked down until the
actual simulation starts (after elaboration), the sc_time constructor
needs to call the fixing function itself to ensure that, for instance,
the scaling factors for various real life time units within gem5 are
initialized.

Change-Id: Ied4b43659834761b55b5ae49ea62779af891d9e3
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12037
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Handle event notifications scheduled before sc_start.

After sc_start is called, gem5 has run far enough to have an event
queue to schedule the notification events on. Before then, it's still
legal to request a timed notification. The scheduler should keep track
of those requests, and once an event queue is available it should
add them to it.

Change-Id: Ie7445b1f2e616f4bd36044a09dbef9e1d12d7350
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12036
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make orphans top level objects instead of panic-ing.

When a simulation ends, the sc_objects it contains are destroyed one
by one, not necessarily in hierarchy order. That means that a parent
object can legitimately be destroyed before its children. Instead of
panic-ing when that inevitably happens, this change makes gem5 turn
those children into top level objects.

Change-Id: Icad9c99310fbc3ddcadbbb4f8a990b4fbfe35bdf
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12035
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement some of the basics of sc_time.

This is a very incomplete implementation, but is enough to unblock
implementing some other dependent features.

Change-Id: Ibd2f3476fe01389e277c6956d48337f551d14acd
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12034
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement the various sc_module stage callbacks.

This change also gets rid of the SystemC namespace which was
deprecated in favor of sc_gem5.

A few utility functions which check whether certain callbacks have
finished were also implemented. status tracking moved from a global
variable in sc_main.cc to a member of the kernel simobject.

Change-Id: I50967fae9c576fbe45b1faff587aaa824857a289
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12033
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

base: Avoid dividing by zero in Time::[gs]etTick.

Those functions used the value SimClock::Int::ns which, if the time
resolution is larger than 1ns, can/will be zero. That will make
getTick always return zero, and setTick divide by zero. This change
modifies those functions so that the math they do avoids using any
integer Ticks per time unit value except for Frequency. It seems
unlikely that the Ticks will increment at less than 1Hz.

Change-Id: I5cc9db14699c00dcbff48e4593b98522b13b4ccd
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12573
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

base: Correct a small typo in sim/core.(hh|cc).

The value GHz with a small z was spelled GHZ with a large z, which was
inconsistent with the other frequency-like values in that namespace.

Change-Id: I55dfc447a5811ae584e46769cd9cadd08bd1e716
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12572
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

base: Save and restore the width setting of streams used with cprintf.

The flags, precision, and fill character were all being saved and
restored, but cprintf might also change the width setting of the
stream, and that wasn't being saved or restored and could leak from
the cprintf statement.

This change adds the code to save and restore that value.

Change-Id: Ibedb26f7f538cd3be4fe0462d2ee4e5efd62bc59
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12571
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

net: Fix a bug when receiving fragamented packets

In the previous implementation, the function EtherTap::recvReal will only
read one packet when received some ``interrupt'' (explicitly, when async_IO
set to true). When someone tries to send a large message to the simulated
device, the message will be divided to several packets due to packet
fragmentation. In this situation recvReal will only read one packet and
left the other packets in the buffer. This significantly increases the
networking latency. So before reading from socket, I change the socket into
non-blocking mode and keep reading from it until there's no packet left.

Change-Id: Ieb94a8532cd3994862b6f3eb9474caf7ccf617da
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12338
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

base: Fix isSubset() for addr ranges with interleaving

This change extends isSubset() which checks whether the range is a
subset of an input range to support address ranges with interleaving
and hashing.

Change-Id: I3dc9ceccb189b7c8665de0355f0555fc2c37d872
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12319
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Maintainer: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>

configs: Use the same address ranges for dir and mem_ctrls

In Ruby, for every directory we create one memory controller for every
range in the memory ranges. Previously the memory controllers and the
directories created their address ranges independently and as a result
a mismatch was possible. In fact, we assinged an interleaved address
range with hasing for the memory controllers while the corresponding
directories would be assigned the same interleaved address range
without hashing.

This change uses the address range of the memory controllers to
populate the list of address ranges for the corresponding directory
and avoid bugs due to code duplication.

Change-Id: I1e321c81a254199e5aaa9f3b81f4a4642c60a67a
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12318
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

dev-arm: Make GenericTimer use standard ArmInterruptPin

This patch is deleting the custom ArchTimer::Interrupt implementation in
favour of the standard ArmInterruptPin.

Change-Id: I5aa5661e48834398bd7aae15df9578b8db5c8da3
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12402
Maintainer: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

dev-arm: Factory SimObject for generating ArmInterruptPin

With this patch the python ArmInterruptPin SimObject matches to the
C++ ArmInterruptPinGen. The latter is in charge of generating
the ArmInterruptPin (which is not a SimObject anymore).
This is meant to ease the generation of ArmInterruptPins: by
not being SimObjects we are not forced to instantiate them
in the configuration script; we can generate them dynamically
instead throughout simulation.

Change-Id: I917d73a26168447221f5993c8ae975ee3771e3bf
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12401
Maintainer: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: Use the interrupt adaptor in the PMU

Rewrite interrupt handling in the PMU model to use the new interrupt
adaptor.

Change-Id: I2cbb99580c46d3e21a1335b897843b7b6e41f10c
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12400
Reviewed-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>

arm: Add support for tracking TCs in ISA devices

ISA devices typically need to keep track of the thread context they
are associated with. Among other things, this is required for
interrupt delivery. Add a BaseISADevice:setThreadContext() method to
wire such models to the right thread context.

Change-Id: Iad354d176c0c4c4e34c6ab8b5acaee0b69da0406
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12399
Reviewed-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>

dev, arm: Add misc reg tracing to the generic timer

Change-Id: Ice9376b8eb42423679b0191910e8c980f8017f88
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12398

dev-arm: Create a getter for ArmInterruptPin ID number

A pin owner might want to know which is the irq number
associated with the pin.

Change-Id: I095393d4d25efe13eb2a75a0b0b055d386c2c126
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-by: Ciro Santilli <ciro.santilli@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12298
Maintainer: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

mem: Make DRAMCtrl a QoS-aware Memory Controller

This patch is turning DRAMCtrl a QoS-aware Memory Controller with "no
policy" as a default policy.

Change-Id: I48163da8c8208498cf0398b07094cb840272507f
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11973
Maintainer: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>

mem: Implement base QoS Policies.

This patch implements a base fixed priority policy and an ideal
turnaround policy for the QoS memory controller.

Change-Id: I38ce16f845fc0ec86d6fc4cc5dc5406f213a465e
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11972
Maintainer: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>

mem: Add a simple QoS-aware Memory Controller

This patch implements QoSMemorySink: a simple generic QoS-aware memory
controller which inherits from QoS::MemCtrl.

Change-Id: I537a4e2d4cb8f54fa0002eb088b2c6957afb9973
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11971
Maintainer: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Matthew Poremba <porembam@gmail.com>

mem: Add a QoS-aware Memory Controller type

This is the implementation of QoS algorithms support for gem5 memory
objects. This change-list provides a framework for specifying QoS
algorithm which can be used to prioritise service to specific masters in
the memory controller.
The QoS support implemented here is designed to be extendable so that
new QoS algorithms can be easily plugged into the memory controller as
"QoS Policies".

Change-Id: I0b611f13fce54dd1dd444eb806f8e98afd248bd5
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11970
Maintainer: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>

sim: Add System method for MasterID lookup

A new method (lookupMasterId) has been added to the System. A client
should use it when querying the System for the MasterID of a particular
master. It changes from getMasterId since it is
not registering a new MasterID if the master is not found in the
master's list.

Change-Id: I701158d22e235085bba9ab91154fbb702cae1467
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11969
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

mem-cache: Create Skewed Assoc placement policy

Create a class that implements the skewed associative placement
policy. It uses the hash function and expansions of the skewing
functions described in "Skewed-Associative caches", by Seznec.

Only 8 skewing functions are implemented, and therefore if more
are needed a hash function will be recursively applied on top
of the output of one of these functions to generate different
values. This is not optimal, and if more functions are needed
it might be more effective to implement them.

Change-Id: Ibc77edffd8128114a8b200cec5d8deedfb5105cb
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/8886
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Maintainer: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>

net: Fix a bug when handling IPv6 packets

When gem5 runs with the networking support, it will run into an assertion
fail and aborted. This is because it tries to calculate checksum for IPv6
packet and this makes the IpPtr pointer ``ip'' become NULL. For that there
is functions and classes for IPv6 in base/inet.cc, I added IPv6 support for
i8254xGBe.cc. Because IPv6 header does not have identification number,  I
ignored some of the debug messages using ip->id().

Change-Id: Ida5e36aefd2c5c26053f8152a0aac24191e7757c
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12339
Reviewed-by: Earl Ou <shunhsingou@google.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement pending activity related functions

Track the number of notifications/timeouts that are scheduled at any
given time. This lets us implement sc_pending_activity_at_current_time,
sc_pending_activity_at_future_time, and sc_time_to_pending_activity.

Change-Id: Ia3fcd29bdbfe1a6c77eb52ce4836982d4705263c
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12032
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement sc_pause, sc_stop, and re-sc_start-ing.

This change further modifies the scheduler to implement the sc_pause
and sc_stop functions, and to ensure that calling sc_start again works.
Also, some small changes were made to how processes and contexts are
hooked up. Now, rather than checking whether a process is running to
determine wether it started on its own or needs to be started manually,
there's a bool which explicitly tracks whether it needs this step. The
problem was that once a thread finished, it wasn't considered running
any more. In that case it had run but finished, but that was
indistinguishable from it needing to run but not having been started.

Change-Id: I3aefb5493f91d9efa1a1382586196339b67925fe
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12031
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement sc_get_current_process_handle's other personality.

When run during simulation, sc_get_current_process_handle returns a
handle for the currently running process or a invalid handle if no
process is running (ie sc_main is running).

When run during elaboration, it returns a handle to the most recently
created process. This second context is what this change handles.

Change-Id: I3fb247b9b7bf83891c782966cfef474753159158
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12030
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Handle suspended processes and handle sensitivity overload.

This change keeps track of whether a process would have become ready
but was suspended so that it can become ready when the process is
resumed.

Also, this makes a process ignore its static sensitivity while a
dynamic sensitivity is in place.

Change-Id: If3f6c62f370051e574f81bf227746db8c43527e2
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11715
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement next_trigger and wait.

These set up dynamic sensitivity.

Change-Id: I6cf2c2e4f93fe001eb7df8377753d51846b57d32
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11714
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement the sensitivity mechanism.

This change lets processes be sensitive to events, timeouts, etc.

Change-Id: If30a256dfa8a2e92192c1f9c96b48e2aa28ec27e
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11713
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Hook up sc_time_stamp sc_delta_count.

sc_time_stamp reports the current simulation time. sc_delta_count was
hooked up to a dummy value. This change hooks it up to the scheduler so
that it returns the real value.

Change-Id: I354c4be32161eabeea86af653f5cb0a5d384645b
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11712
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement much of events, event lists and event exprs.

Three things aren't yet implemented, waking up processes which are
sensitive to the event, triggering of events, and garbage collecting
list objects which came from expression objects.

The garbage collection aspect is problematic since there doesn't seem
to be a correct way to implement it given the constraints in the spec,
including the way that's implemented by Accellera. It's something that
will need to be dealt with at some point, but in the interest of
forward progress it's being ignored for now.

Change-Id: Ic4e3c219ff482729f1f1302ab10181a798d48041
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11711
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement channel updates and rework the scheduler.

This change implements channel updates, and also reworks the scheduler
to delegate more to the gem5 event queue by taking advantage of
event priorities to ensure things happen in the right order. There's
a lengthy comment in scheduler.hh describes how that all works.

Change-Id: I5dee71b86b2e612bb720a4429f3a72e4b7c6d01f
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11710
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Partially implement the scheduler.

This change implements the "evaluate" part of the delta cycles, and
sketches out a function to run delta cycles and the initialization
phase. The kernel object now schedules an event at time zero which
runs the initialization phase.

Also, some small places which were stubbed out pending a way to check
the currently running process have been filled in now that that's
being tracked.

Change-Id: I6899569eb0195ff1c059fa4e68e90ef162b2f2df
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11709
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Fill out sc_process_handle and create Process classes.

The sc_process_handle class now primarily delegates to a Process object
it points at. The Process object does book keeping as far as its
internal state, but doesn't yet have a way to run its target function
or to schedule itself or inject exceptions into its context of
execution.

Change-Id: I98389778abe29aa26e3e3a91bf02e6721acc8a9c
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11613
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement some basic plumbing in sc_module.hh.

Take care of some low hanging fruit as far as wrapper methods and
the sc_bind_proxy class.

Change-Id: I7f55a37eeaa82338bd608218c0261fbc39e65fc2
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11612
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement most of sc_object.

To avoid making it hard to change sc_object's implementation in the
future, this change keeps most of the data members out of sc_object and
keeps them in a seperate Object which is managed independently but
still matches to the sc_objects one to one.

This change also moves away from the SystemC/sc_gem5 namespace pair in
favor of sc_gem5. Having two namespaces with classes, etc, living in
both was complicating things. Having to use a namespace that doesn't
fit in one scheme or the other isn't great, but it's the lesser of two
evils.

Change-Id: Ib59c3c515ca98c7fe519c59e9fe9270304b71cc0
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11611
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Get sc_main to work even when dynamically linked.

Unfortunately multiply defined weak symbols don't work like they're
supposed to when the different versions are across dynamic linking
boundaries.

Fortunately, a weak symbol with no definition at all will still
consistently evaluate as 0, and a singularly defined weak symbol will
still resolve correctly.

Instead of relying on a weak version of sc_main being overridden by a
strong/non-default definition, this change leaves it as undefined and
detects at run time whether the symbol resolves to 0 or to an actual
code location.

Change-Id: I31c4ff769b0c52277c6cf4845ca3f85000009583
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11610
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Implement the sc_attr classes.

Change-Id: Ibbe6da957b1b36687178f226e80718adc0f4ab81
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11609
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Disable tests which use sensitive_(pos|neg).

Those members are deprecated and not worth supporting.

Change-Id: I30b64b36ba3201bb0bcbb541da512676c2bf8510
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11357
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Enable some more sc_simcontext related tests.

Now that we bit the bullet and stubbed out sc_simcontext and related
functions a little bit, we can enable a couple more tests. This change
also adds in some functions the new tests expect sc_simcontext to have.

Change-Id: I00b5cc0c6eb658eb689b9c85ed171f290009768d
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11356
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add m_cur_val and m_new_val to sc_signal.

These members are referred to in one of the tests.

Change-Id: Iab0110a0e3acf627986664069622704f17b703a1
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11355
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the "implementation defined" vport function.

This function is in an "implementation defined" class body in the spec,
and has a comment next to it which says "(for internal use only)" next
to it, but it is still used directly in one of the tests.

Change-Id: Ib3727c93cc531ddd31a24897291dc7e7c97c2b58
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11354
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the nonstandard sc_join class and sc_thread_handle type.

Change-Id: I09905bad4797d9c456229afe601006ce16977394
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11353
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

testlib: No catch of custom exceptions in sandbox

Custom exceptions are not always properly pickled which could lead to
the sandbox test executor to crash when it tries to re __init__ pickled
exceptions thrown from the failed test.

Change-Id: I4e2ffe5802dda668b5d61c5a16e0989717121a04
Signed-off-by: Sean Wilson <spwilson27@gmail.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12167
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

config: Move KVM CPU checking to CpuConfig helper module

Both se.py and fs.py need to check if a CPU is a KVM CPU. This is
somewhat involved since CPUs can be disabled at compile time. Enable
better code reuse by moving it to the CpuConfig module.

Change-Id: I47b1512ecb62e757399a407a0e41be83b9f83be3
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12418
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

systemc: Minimally implemented the deprecated sc_simcontext.

This is supposed to be deprecated, but is still used in a small way
by the tests.

Change-Id: I94fc32f9e0f03d50c00ce5421926203859064020
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11352
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add a minimal version of the deprecated sc_process_b.

This type is deprecated, but some tests still rely on it. This change
adds just enough of it to satisfy the tests, and also the several
different mechanisms for retrieving the sc_process_b which refers to
the currently active process.

Change-Id: Id122ae5df23744b5de1e1c97573412f97a73b77a
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11351
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add bind() to sc_port_base.

sc_port_base is supposed to be implementation defined, but internal
details of it are relied on by the systemc tests.

Change-Id: I53d84e708a5543a2cf4bd0deffc2efea1c008d97
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11350
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make the verify.py --list option print a total count.

Make the --list option of verify.py print a count of how many tests it
printed. Because --list respects the filter options, this is an easy
way to check how many tests have certain properties.

Change-Id: I03fac349a946631c20c8e6b49e0ad8934872898e
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11288
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Disable a few more tests that aren't going to work.

One would never have worked as far as I can tell, and the others depend
on a feature that breaks building the systemc library.

Change-Id: Ia3db31a15675ca6df2db16362ee2d9c8700cd0af
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11287
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Disable the phase_callbacks set of tests.

This feature is experimental, nonstandard, and would in some cases be
difficult to implement in gem5.

Change-Id: Ic7fe77e6a2e9dbc5aba06579fb85fd2f055cb6b1
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11285
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the nonstandard sc_user exception type.

This type is not in the spec but is used in the tests.

Change-Id: I4537a33b0b5dcb3c72a091276d601c244c4a3862
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11284
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the nonstandard sc_trace_params and sc_trace_params_vec.

These two types are supposedly only for internal use in the Accellera
implementation based on a big warning in all caps, but they still
appear in the tests and examples in that version of systemc.

Change-Id: Icfb3ffdf1e78988def5dac145172bf28f93d7d38
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11283
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Make some functions static in conflict with the spec.

The spec is likely wrong in this case since a lot of the other
neighboring functions are static, and the Accellera implementation and
the tests seem to assume they're static.

Change-Id: Ia12a3735497b50f8a2419a52c83ef256416e7bc5
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11282
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the nonstandard time_stamp function.

Change-Id: I608c390b125611e5b62483c7e8567bb5479df553
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11281
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the nonstandard sc_hierarchical_name_exists function.

Change-Id: I1340bb6cb0ae29d81b5d73b3dd39ebb11c14802c
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11280
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the nonstandard timed_out function.

Change-Id: If14a5f98f03448c712827b7f92d2a36992541518
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11279
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add some deprecated sc_module constructors.

Change-Id: Ibe2bfe63536af33fca6040f4aef999ee928d876b
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11278
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the non-standard sc_time_tuple class.

Change-Id: Ia3d6a6a4ea3383c82605653faac570ced7bebb70
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11277
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add non-standard sc_status constants.

Change-Id: I02f52df318473906062035b188348fb875daad08
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11276
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add deprecated sc_time constructors.

Change-Id: Iffae751272302ff2996258a1ab31b086e12bbb8d
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11275
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add an sc_event_finder::find_event method.

The guts of sc_event_finder are supposed to be implementation defined,
but the tests reach in and call this particular method on that class.

Change-Id: I21c18fa68ccce7bc1a13122ee3b452ecb81b713a
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11274
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add some deprecated sc_time factory methods.

Change-Id: I0d9a7040a48b9f0d0079e9daecaf44ea78c186de
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11273
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add some common test include files.

These are "common" in the sense that they're not in a particular test
directory, but I think they're only used by one test.

Change-Id: I4ffd209d04ed0e5253085810913827b87412b302
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11272
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add some nonstandard, undocumented sc_report_* functions.

The tests use these functions.

Change-Id: I3cdc10d433d9388742a20fb3a97a1a3efa699e11
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11271
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

base: If valgrind is available, tell it about Fiber stacks.

Valgrind can get confused when  switching stacks between different
Fibers. If valgrind (and its headers) are available, this change adds
calls to some hooks so valgrind knows where the new stacks are and
doesn't report a bunch of false positives.

Change-Id: I00aefe60372be6de7371dec29427d7182dbee7b6
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12227
Reviewed-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-by: Daniel Carvalho <odanrc@yahoo.com.br>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

cpu: Stream/SubstreamID support in TrafficGen

This patch is adding support for generating memory requests which set
the StreamID/SubstreamID field, so that is possible to emulate devices
attached to an external IOMMU/SMMU with a Traffic generator.

Change-Id: Iea068de581ae7125a9d49314124a08c045c75b49
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12188

cpu: Turn BaseTrafficGen numSuppressed into a stat

This is changing numSuppressed from being a warn only variable into
a Stat so that it is visible at the end of simulation.

Change-Id: I934782e796c898bfc0e773cc88c597a68e403272
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11849
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Maintainer: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

mem: Add StreamID and SubstreamID

This patch adds StreamID and SubstreamID to Request. These fields can
be used by a SMMU/IOMMU model to pick up the correct translation
context for each request and they correspond to an ASID in a device.
For this reason they have been merged together with the request asid
in a union, so that a cpu will set the asid and a device will set
the Stream and Substream ID.

Change-Id: Iac2b5a1ba9c6598ee7635c30845dc68ba6787c34
Signed-off-by: Giacomo Travaglini <giacomo.travaglini@arm.com>
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/12187
Reviewed-by: Anthony Gutierrez <anthony.gutierrez@amd.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Maintainer: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

systemc: Add deprecated default time unit management functions.

Having default time units is deprecated, and so are the functions that
manage them.

Change-Id: Ie21f9a5fca9868dd4f0adcd9f32c568fbec1fa72
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11270
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add deprecated notify_delayed functions.

Change-Id: I8ec68920b35f9207b6856a0b1ddfdf7545b7148a
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11269
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add some nonstandard cthread related sc_module functions.

Change-Id: I73f9868b80f9b75e7bd90df6e894daea60a203a1
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11268
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>

systemc: Add the deprecated sc_trace_delta_cycles function.

This function enables or disables tracing of delta cycles in a
particular trace file.

Change-Id: I53164a792856d071de1fefc76977cca8eb5fd735
Reviewed-on: https://gem5-review.googlesource.com/11267
Reviewed-by: Gabe Black <gabeblack@google.com>
Maintainer: Gabe Black <gabeblack@google.com>