tests: check for gem5 binary before tests

Provides a helpful error when tests.py is invoked without the gem5 binary.

Before:
Running 0 tests

After:
gem5 binary 'quick/...' not an executable file

Change-Id: I1566802206c9e21ca89bd03e91db22844168a085
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

sim: allow forward dependencies in checkpoint upgraders

The notion of forward dependencies is just expressing the same
dependency but at the other end of the dependency edge, i.e. at
the dependee rather than the depender.  As there is no more
'power' here, it's strictly a convenience feature for handling
dependencies with tags that are not in the upstream repository.

Change-Id: Ic7c68de6aff4094aaa12de62cdf690a5dc65ccb5
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

sim: add support for checkpoint downgrading

This commit supports the use case of transitioning tags and their
associated checkpoint rewrites out of use for whatever reason.  Just
replace the upgrader() method with a downgrader() method that performs
the appropriate inverse operation.

The tag name is still used, but only in this negative, 'zombie' state,
as it will be removed from the tags in the checkpoint and gem5 binary.

Change-Id: If9d26cccfe8449e026762b1a72f0c2ae5a9cf2d7
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

riscv: Remove ECALL tests from insttest

The system calls tested in rv64i.cpp in RISC-V's insttest suite have
different behavior depending on the operating system and file system they
are run on. This patch ignores the output of those tests and only
ensures that the instructions in RV64I complete successfully.

[Change deletion of ECALL test to block comment.]
[Restore ECALL test but remove test output to test only for completion
without error.]
[Update patch description and again try to push EMPTY files for rv64i
tests.]

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [6/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Update the README

ruby: fix round robin arbiter in garnet2.0
The rr arbiter pointer in garnet was getting updated on every request,
even if there is no grant. This was leading to a huge variance in wait
time at a router at high injection rates.
This patch corrects it to update upon a grant.

mem: fix printing of 1st cache tags line

Rather than having the 1st line on the Log line and every other line on its
own, add a new line to have a common format for all of them.  Makes parsing
a lot easier.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3808/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

x86: Fix implicit stack addressing in 64-bit mode

When in 64-bit mode, if the stack is accessed implicitly by an instruction
the alternate address prefix should be ignored if present.

This patch adds an extra flag to the ldstop which signifies when the
address override should be ignored. Then, for all of the affected
instructions, this patch adds two options to the ld and st opcode to use
the current stack addressing mode for all addresses and to ignore the
AddressSizeFlagBit.  Finally, this patch updates the x86 TLB to not
truncate the address if it is in 64-bit mode and the IgnoreAddrSizeFlagBit
is set.

This fixes a problem when calling __libc_start_main with a binary that is
linked with a recent version of ld. This version of ld uses the address
override prefix (0x67) on the call instruction instead of a nop.

Note: This has not been tested in compatibility mode and only the call
instruction with the address override prefix has been tested.

See [1] page 9 (pdf page 45)

For instructions that are affected see [1] page 519 (pdf page 555).

[1] http://support.amd.com/TechDocs/24594.pdf

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Update #!env calls for python to explicit version

In some newer Linux distributions, env python default to Python 3.0. This
patch explicitly uses "python2" instead of just "python" for all scripts
that use #!

Reported-by: Sanchayan Maity <maitysanchayan@gmail.com>
Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Add Python.h header to pyevents.hh

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [10/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
  * Add callbacks for the Gem5SimControl that are called at before and
  * after simulate()

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3799/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [9/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
  * Pay for the header delay that the gem5 XBar annotates to packets.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3798/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [8/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
  * bugfix: The BEGIN_RESP also needs to be handled when END_REQ was
  * skipped
    and '&trans == blockingRequest && phase == tlm::BEGIN_RESP'
evaluates to true.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3797/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [7/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Implement 'pipe through' for gem5 Packets (see explanation below)

Basically, this patch ensures that all transactions that originated in the
gem5 world are converted back to the original packet when entering the gem5
world.  So far, this only worked for packets that are responded to by a
SyctemC component (e.g. when a gem5 CPU sends a request to a SystemC
memory). By implementing the 'pipe through' this patch ensures, that
packets that are responded to by a gem5 component (e.g. when a gem5 CPU
sends a request to a gem5 memory via a SystemC interconnect) are handled
properly.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3796/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [5/10]

Changeset 11798:3a490c57058d
---------------------------
misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [5/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Introduce transactor modules that represent the gem5 ports in the
 * SystemC world.
 * Update the SimControl module and let it keep track of the gem5 ports.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3775/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [4/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Move common code of the example to a common directory.  Move the cli
 * parsing from the SimControl module to a separate example object.  Add
 * comments describing the Gem5SimControl module.

Testing Done: Examples compile and run.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3695/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [3/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Simplify the Slave Port by using a simple_initiator_socket.

Testing Done: Example applications are still running.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3686/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [2/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Add the Master Port.  Add an example application that isslustrates its
 * use.

Testing Done: A simple example application consisting of a TLM traffic
generator and a gem5 memory is part of the patch.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3528/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Clean up and complete the gem5<->SystemC-TLM bridge [1/10]

The current TLM bridge only provides a Slave Port that allows the gem5
world to send request to the SystemC world. This patch series refractors
and cleans up the existing code, and adds a Master Port that allows the
SystemC world to send requests to the gem5 world.

This patch:
 * Restructure the existing sources in preparation of the addition of the
 * new
   Master Port.
 * Refractor names to allow for distinction of the slave and master port.
 * Replace the Makefile by a SConstruct.

Testing Done: The examples provided in util/tlm (now
util/tlm/examples/slave_port) still compile and run error free.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3527/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: add a MasterId to the ExternalPort

The Request constructor requires a MasterID. However, an external
transactor has no chance of getting a MasterID as it does not have a
pointer to the System. This patch adds a MasterID to ExternalMaster to
allow external modules to easily genrerate new Requests.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: fix includes in util/systemc

This fixes compilation errors with clang on OS X.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3807/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Fix order of object construction in the CxxConfigManager

The CxxConfigManager schould create objects by traversing the object tree
starting from the root object. However, currently objects are created in
aplphabetical order, which only works if the root object alphabetically
comes before any system object (e.g. 'root' < 'system'. Otherwise (e.g.
'a_system' < 'root'), object construction may fail. The reason for this
behaviour is, that the call to findObject() in the sorting code also
constructs the object if it is not yet existent. Then findTraversalOrder()
calls findObject("root") and subseqeuently calls findObject() on all the
children, and so on. However, the call to findTraversalOrder() is
redundant, since all objects are already created in alphabetical order.
This patch simply removes the alphabetical ordering, leading to the objects
being created starting from 'root'.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3778/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Implement the Base SystemC Module as an sc_channel.

Implementing the Module as an sc_channel allows derived classes to provide
SystemC interfaces. Other SystemC modules can connect to these interfaces.
This meachanism can be used to control gem5 and acces gem5 components from
within arbitrary SystemC moduels. Since sc_channel is derived from
sc_module, this patch does not break compatibility with existing code.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

sim: fix build breakage in process.cc after brandon@11801

Seeing build breakage after brandon@11801:

 [     CXX] X86/sim/process.cc -> .o build/X86/sim/process.cc:137:64:
error: field '_pid' is uninitialized when used here
[-Werror,-Wuninitialized] static_cast<PageTableBase *>(new
ArchPageTable(name(), _pid, system)) : ^ build/X86/sim/process.cc:138:64:
error: field '_pid' is uninitialized when used here
[-Werror,-Wuninitialized] static_cast<PageTableBase *>(new
FuncPageTable(name(), _pid))), ^ 2 errors generated.

Testing Done: Compiles now on FreeBSD 10 with clang.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3804/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

sim: Patch to fix the statfs build

See developers mailing list.  Trying to unbreak statfs.

Testing Done:
Builds on FreeBSD now.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3803/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

scons: make build better on FreeBSD

Various changes we found needed to build gem5 successfully on
FreeBSD.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3378/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

dev: net/i8254xGBe add two more wakeup registers to ignore

There are drivers writing to WUFC uncondtionally of anything.  In order to
not panic gem5 in these cases, ignore writes to WUFC and WUS as we do for
WUC.  Similarly return 0 (default reset value) on reads.

Testing Done: Booted in FS with such a driver revision which would
previously panic and now boots fine.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3791/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

arm: AArch64 report cache size correctly when reading CTR_EL0

Trying to read MISCREG_CTR_EL0 on AArch64 returned 0 as is was not
implmemented.  With that an operating system relying on the cache line
sizes reported in order to manage the caches would (a) panic given the
returned value 0 is not valid (high bit is RES1) or (b) worst case would
assume a cache line size of 4 doing a tremendous amount of extra
instruction work (including fetching).  Return the same values as for ARMv7
as the fields seem to be the same, or RES0/1 seem to be reported
accordingly for AArch64

In collaboration with:  Andrew Turner

Testing Done: Checked on FreeBSD boots with extra printfs;  also observed a
reduction of a factor of about 10 in instruction fetches for a simple
micro-test.

Reviewed at http://reviews.gem5.org/r/3667/

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

style: Force Python.h to be included before main header

Python's header files set various compiler macros (e.g.,
_XOPEN_SOURCE) unconditionally. This triggers preprocessor warnings
that end up being treated as errors. The Python integration manual [1]
strongly recommends that Python.h is included before any system
header. The style guide used to mandate that Python.h is included
first in any file that needs it. This requirement was changed to
always include a source file's main header first, which ended up
triggering these errors.

This change updates the style checker to always include Python.h
before the main header file.

[1] https://docs.python.org/2/extending/extending.html

Change-Id: Id6a4f7fc64a336a8fd26691a0ca682abeb1d1579
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Reviewed-by: Pierre-Yves Péneau <pierre-yves.peneau@lirmm.fr>

proto: Fix warnings for protoc v3

protoc v3 introduces a new syntax for proto files and warns when the
syntax is not explicitly stated.

protoc relies on the fact that undefined preprocessor symbols are
explanded to 0 but since we use -Wundef they end up generating
warnings.

Change-Id: If07abeb54e932469c8f2c4d38634a97fdae40f77
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

riscv: Fix crash when syscall argument reg index is too high

By default, doSyscall gets the values of six registers to be used for
system call arguments.  RISC-V, by convention, only has four.  Because
RISC-V's implementation of these indices is as arrays of integers rather
than as base indices plus offsets, trying to get the fifth argument
register's value will cause a crash.  This patch fixes that by returning 0
for any index higher than 3.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Add support for switching multiple cores in SystemC

This patch adds a '-n' flag to the gem5 SystemC driver which allows
multiple CPUs to be switched out to a new CPU. Primarily this involves
appending CPU numbers to the objects searched for in the config
manager if there are multiple CPUs in the system.

Note that an equivalent change should be made to the util/cxx_config driver,
but I wanted to get input on this first before making the same change over
there

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

mem: Refactor CommMonitor stats, add basic atomic mode stats

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

mem: Add memory footprint probe

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

python: Move native wrappers to the _m5 namespace

Swig wrappers for native objects currently share the _m5.internal name
space with Python code. This is undesirable if we ever want to switch
from Swig to some other framework for native binding (e.g., PyBind11
or Boost::Python). This changeset moves all of such wrappers to the
_m5 namespace, which is now reserved for native code.

Change-Id: I2d2bc12dbc05b57b7c5a75f072e08124413d77f3
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

syscall_emul: [patch 4/22] remove redundant M5_pid field from process

style: [patch 3/22] reduce include dependencies in some headers

Used cppclean to help identify useless includes and removed them. This
involved erroneously included headers, but also cases where forward
declarations could have been used rather than a full include.

syscall_emul: #ifdef new system calls to allow builds on OSX and BSD

ruby: guard usage of GPUCoalescer code in Profiler

the GPUCoalescer code is used in the ruby profiler regardless of
whether or not the coalescer code has been compiled, which can
lead to link/run time errors. here we add #ifdefs to guard the
usage of GPUCoalescer code. eventually we should refactor this
code to use probe points.

ruby: Check MessageBuffer space in garnet NetworkInterface

Garnet's NetworkInterface does not consider the size of MessageBuffers when
ejecting a Message from the network. Add a size check for the MessageBuffer
and only enqueue if space is available. If space is not available, the
message if placed in a queue and the credit is held. A callback from the
MessageBuffer is implemented to wake the NetworkInterface. If there are
messages in the stalled queue, they are processed first, in a FIFO manner
and if succesfully ejected, the credit is finally sent back upstream. The
maximum size of the stall queue is equal to the number of valid VNETs
with MessageBuffers attached.

ruby: Add occupancy stats to MessageBuffers

This patch is an updated version of /r/3297.

"The most important statistic for measuring memory hierarchy performance is
throughput, which is affected by independent variables, buffer sizing and
communication latency. It is difficult/impossible to debug performance issues
through series buffers without knowing which are the bottlenecks. For finite
buffers, this patch adds statistics for the average number of messages in the
buffer, the occupancy of the buffer slots, and number of message stalls."

ruby: Check all VNETs for injection in garnet NetworkInterface

The NetworkInterface wakeup currently iterates over all VNETs and breaks the
loop if a VNET is unable to allocate a VC. This can cause a deadlock if a
lower numbered VNET is unable to allocate a VC while a higher numbered VNET
has idle VCs. This seems like a bug as Garnet 1.0 uses a while loop over an
if-statement, suggesting the break was intended for this while loop. This
patch removes the break statement, which allows up to one message to be
dequeued from a VNET and injected into the network.

syscall_emul: [patch 2/22] move SyscallDesc into its own .hh and .cc

The class was crammed into syscall_emul.hh which has tons of forward
declarations and template definitions. To clean it up a bit, moved the
class into separate files and commented the class with doxygen style
comments. Also, provided some encapsulation by adding some accessors and
a mutator.

The syscallreturn.hh file was renamed syscall_return.hh to make it consistent
with other similarly named files in the src/sim directory.

The DPRINTF_SYSCALL macro was moved into its own header file with the
include the Base and Verbose flags as well.

--HG--
rename : src/sim/syscallreturn.hh => src/sim/syscall_return.hh

style: [patch 1/22] use /r/3648/ to reorganize includes

misc: fixes deprecated sc_time function for SystemC 2.3.1

The non-standard sc_time constructors

- sc_time( uint64, bool scale )
- sc_time( double, bool scale )

have been deprecated in SystemC 2.3.1 and a warning is issued when being
used. Insted the new 'sc_time::from_value' function is used to omit the
warning message.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

misc: Documentation Update

Updates for READMEs of /util/cxx_config, /util/systemc, /util/tlm.
Some minor corrections, mostly with respect to MAC/OSX

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

config: Fix missing include in fs.py

Bugfix for Elastic Traces

This patch fixes the bug when elastic traces are used:

    build/ARM/gem5.opt \
    configs/example/fs.py \
    --cpu-type=arm_detailed \
    --num-cpu=1 \
    --mem-type=SimpleMemory \
    --mem-size=512MB \
    --mem-channels=1 \
    --caches \
    --elastic-trace-en \
    --data-trace-file=data.proto.gz \
    --inst-trace-file=inst.proto.gz \
    --machine-type=VExpress_EMM \
    --dtb-filename=vexpress.aarch32.ll_20131205.0-gem5.1cpu.dtb \
    --kernel=vmlinux.aarch32.ll_20131205.0-gem5 \
    --disk-image=linux-aarch32-ael.img

NameError: global name 'CpuConfig' is not defined

Signed-off by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

sim: Remove declaration of unused CountedDrainEvent

The CountedDrainEvent event was used to keep track of objects that
required additional simulation to drain. It was removed as a part of
the great drain rewrite, but the declaration remained.

Change-Id: I767a3213669040d3f27e2afafa2e4a5bb997e325
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>

python: Don't use Swig to cast stats

Call the stat visitor from the stat itself rather than casting stats
in Python. This reduces the number of ways visitors are called.

Change-Id: Ic4d0b7b32e3ab9897b9a34cd22d353f4da62d738
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>
Reviewed-by: Joe Gross <joseph.gross@amd.com>

sim: Remove redundant export_method_cxx_predecls

The headers declared in export_method_cxx_predecls are redundant since a
SimObject's main header is automatically included.

Change-Id: Ied9e84630b36960e54efe91d16f8c66fba7e0da0
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Joe Gross <joseph.gross@amd.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

util: Add maintainer tools to create upstream patches

This changeset adds a maintainer script, create_patches.sh, that can
be used to prepare for upstream from a git repository. The script can
be used to generate patches in Mercurial or git format. The commit
messages in the exported patches are all filtered, see
upstream_msg_filter.sed, to ensure that irrelevant meta data isn't
included in the upstream commit.

Kudos to Curtis Dunham and Nikos Nikoleris for reviews and usability
enhancements for earlier versions of this patch.

Change-Id: Ia4cd089a32834b5e046ef58c0a173ca285b77bca
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

sim: Fix SE mode checkpoint restore file handling

When restoring from a checkpoint, the simulation used to use file handles from
the checkpoint. This disallows multiple separate restore simulations from using
separate input and output files and directories, and plays havoc when the
checkpointed file locations may have changed. Add handling to allow the command
line specified files to be used as input/output for the restored simulation
(Note: this is the similar functionality to FS mode for output and error).

cpu: implement an L-TAGE branch predictor

This patch implements an L-TAGE predictor, based on André Seznec's code
available from CBP-2
(http://hpca23.cse.tamu.edu/taco/camino/cbp2/cbp-src/realistic-seznec.h).

Signed-off-by Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

cpu: disallow speculative update of branch predictor tables (o3)

The Minor and o3 cpu models share the branch prediction
code. Minor relies on the BPredUnit::squash() function
to update the branch predictor tables on a branch mispre-
diction. This is fine because Minor executes in-order, so
the update is on the correct path. However, this causes the
branch predictor to be updated on out-of-order branch
mispredictions when using the o3 model, which should not
be the case.

This patch guards against speculative update of the branch
prediction tables. On a branch misprediction, BPredUnit::squash()
calls BpredUnit::update(..., squashed = true). The underlying
branch predictor tests against the value of squashed. If it is
true, it restores any speculatively updated internal state
it might have (e.g., global/local branch history), then returns.
If false, it updates its prediction tables. Previously, exist-
ing predictors did not test against the "squashed" parameter.

To accomodate for this change, the Minor model must now call
BPredUnit::squash() then BPredUnit::update(..., squashed = false)
on branch mispredictions. Before, calling BpredUnit::squash()
performed the prediction tables update.

The effect is a slight MPKI improvement when using the o3
model. A further patch should perform the same modifications
for the indirect target predictor and BTB (less critical).

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

cpu: correct comments in tournament branch predictor

The tournament predictor is presented as doing speculative
update of the global history and non-speculative update
of the local history used to generate the branch prediction.
However, the code does speculative update of both histories.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

cpu: Resolve targets of predicted 'taken' decode for O3

The target of taken conditional direct branches does not
need to be resolved in IEW: the target can be computed at
decode, usually using the decoded instruction word and the PC.

The higher-than-necessary penalty is taken only on conditional
branches that are predicted taken but miss in the BTB. Thus,
this is mostly inconsequential on IPC if the BTB is big/associative
enough (fewer capacity/conflict misses). Nonetheless, what gem5
simulates is not representative of how conditional branch targets
can be handled.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

cpu: Clarify meaning of cachePorts variable in lsq_unit.hh of O3

cachePorts currently constrains the number of store packets written to the
D-Cache each cycle), but loads currently affect this variable. This leads
to unexpected congestion (e.g., setting cachePorts to a realistic 1 will
in fact allow a store to WB only if no loads have accessed the D-Cache
this cycle). In the absence of arbitration, this patch decouples how many
loads can be done per cycle from how many stores can be done per cycle.

Signed-off-by: Jason Lowe-Power <jason@lowepower.com>

ruby: Make MessageBuffers actually finite sized

When Ruby controllers stall messages in MessageBuffers, the buffer moves those
messages off the priority heap and into a per-address stall map. When buffers
are finite-sized, the test areNSlotsAvailable() only checks the size of the
priority heap, but ignores the stall map, so the map is allowed to grow
unbounded if the controller stalls numerous messages. This patch fixes the
problem by tracking the stall map size and testing the total number of messages
in the buffer appropriately.

ruby: fix typo in DMASequencer::ackCallback()

ruby: fix issue with unused var in DMASequencer

the iterator declared in DMASequencer::ackCallback() is only used in an
assert, this causes clang to fail when building fast. here we move
the find call on the request table directly into the assert.

dist, dev: fix etherswitch upgrade script

The aforementioned upgrader in [1] assumes every option in [system]
has a delimiting '.', and also seems to do its rewriting work a bit too
unconditionally.  Most checkpoints in the wild don't have this device,
in which case this script should be a safe no-op.

[1] 2aa4d7b  dist, dev: Fixed the packet ordering in etherswitch

Change-Id: Icfd0350985109df1628eb9ab864cda42c54060a8
Reviewed-by: Gabor Dozsa <gabor.dozsa@arm.com>

stats: update references

arm: provide correct timer availability in ID_PFR1 register

Change-Id: Id4cd839c12b70616017a5830e3f9bbb59b0f97ba
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: compute ID_AA64PFR{0,1}_EL1 registers

Compute the proper values of the aforementioned registers from
the system configuration rather than configuring the values themselves.

Change-Id: If9774b6610a29568b80ae4866107b9a6a5b5be0f
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: compute ID_PFR{0,1} registers

Compute the proper values of the aforementioned registers from
the system configuration rather than configuring the values themselves.

Change-Id: Ie7685b5d8b5f2dd9d6380b4af74f16d596b2bfd1
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: miscreg refactoring

Change-Id: I4e9e8f264a4a4239dd135a6c7a1c8da213b6d345
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: audit SCTLR

Change-Id: I814f1431a5f754f75721c9ac51171f860a714d24
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: remove SCTLR.FI

Removed from ARMARM.

Change-Id: Ie8f28e4fa6e1b46dfd9c8c4b379e5b42fe25421d
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: update AArch{64,32} register mappings

Change-Id: Idaaaeb3f7b1a0bdbf18d8e2d46686c78bb411317
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

mem: Make the BaseXBar public to not confuse Python wrappers

The Python wrappers generally assume that destructors are public. Make
the BaseXBar destructor public to avoid confusing the Python wrapper.

Change-Id: If958802409c0be74e875dd6e279742abfdb3ede1
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Nikos Nikoleris <nikos.nikoleris@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>

python: Export periodicStatDump

Some configuration scripts need periodic stat dumps. One of the ways
this can be achieved is by using the pariodicStatDump helper
function. This function was previously only exported in the internal
name space. Export it as a normal function in m5.stat instead.

Change-Id: Ic88bf1fd33042a62ab436d5944d8ed778264ac98
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>

dev: Include DmaDevice in NULL builds

Builds for the NULL ISA include Device.py, which contains the Python
declaration of DmaDevice, but don't include the actual C++
implementation. Add dma_device.cc to the NULL build to the Python and
C++ worlds consistent again.

Change-Id: I47a57181a1f4d5a7276467678bf16fbc7f161681
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>

python: Fix incorrect header in the DmaDevice wrapper

The header declared in the DmaDevice wrapper doesn't actually contain
the DmaDevice class. This can potentially lead to incorrect type cases
in Swig.

Change-Id: If2266d4180d1d6fd13359a81067068854c5e96fe
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>

sim: Remove redundant buildEnv import

Change-Id: Id6bdbc0c988aa92b96e292cabc913e6b974f14bb
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>

ruby: Detect garnet network-level deadlock.

This patch detects garnet network deadlock by monitoring
network interfaces. If a network interface continuously
fails to allocate virtual channels for a message, a
possible deadlock is detected.

base: remove header file to prevent a macro name collision

syscall_emul: implement fallocate

syscall_emul: add support for x86 statfs system calls

syscall_emul: extend sysinfo system call to include mem_unit

dev: Fix race conditions at terminating dist-gem5 simulations

Two problems may arise when a distributed gem5 simulation terminates:
(i) simulation thread(s) may get stuck in an incomplete synchronisation
event which prohibits processing  the simulation exit event; and (ii) a
stale receiver thread may try to access objects that have already been
deleted while exiting gem5. This patch terminates receive threads properly
and aborts the processing of any incomplete synchronisation event.

Change-Id: I72337aa12c7926cece00309640d478b61e55a429
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm, config: Add missing IOCache in bL config

This patch adds an IOCache to the example bigLITTLE
configuration. An IOCache is required for correct DMA
transfers when we have caches in the system.

Change-Id: Ifeddc1b360aacbb16b1393f361dd98873c834012
Reviewed-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

ruby: Remove RubyMemoryControl and associated files

This patch removes the deprecated RubyMemoryControl. The DRAMCtrl
module should be used instead.

stats: Update stats to reflect cache changes

config: Add an option to generate a random topology in memcheck

This change adds the option to use the memcheck with random memory
hierarchies at the moment limited to a maximum depth of 3 allowing
testing with uncommon topologies.

Change-Id: Id2c2fe82a8175d9a67eb4cd7f3d2e2720a809b60
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>

config: Add whole line accesses to improve memchecker's coverage

Change-Id: Ie1a047139e350ce7400f3a20be644eaff1e21428
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>

mem: Respond to InvalidateReq when the block is (pending) dirty

Previously when an InvalidateReq snooped a cache with a dirty block or
a pending modified MSHR, it would invalidate the block or set the
postInv flag. The cache would not send an InvalidateResp. though,
causing memory order violations. This patches changes this behavior,
making the cache with the dirty block or pending modified MSHR the
ordering point.

Change-Id: Ib4c31012f4f6693ffb137cd77258b160fbc239ca
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>

mem: Invalidate a blk when servicing the 1st invalidating target

Previously an MSHR with one or more invalidating targets would first
service all targets in the MSHR TargetList and then invalidate the
block. As a result any service snooping targets would lookup in the
cache and incorrectly find the block. This patch forces the
invalidation to happen when the first invalidating target is
encountered.

Change-Id: I9df15de24e1d351cd96f5a2c424d9a03d81c2cce
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>

mem: Allow non invalidating snoops on an InvalidateReq MSHR

This patch changes an assertion that previously assumed that a non
invalidating snoop request should never be serviced by an
InvalidateReq MSHR. The MSHR serves as the ordering point for the
snooping packet. When the InvalidateResp reaches the cache the
snooping packet snoops the caches above to find the requested
block. One or more of the caches above will have the block since
earlier it has seen a WriteLineReq.

Change-Id: I0c147c8b5d5019e18bd34adf9af0fccfe431ae07
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>

mem: Don't use hasSharers in the snoopFilter for memory responses

When the snoopFilter receives a response, it updates its state using
the hasSharers flag (indicates whether there are more than one copies
of the block in the caches above). The hasSharers flag of the packet
was previously populated when the request was traversing and snooping
the caches looking for the block.
1) When the response is coming from the memory-side port, its order
with respect to other responses is not necessarily preserved (e.g., a
request that arrived second to the xbar can get its response first). As
a result the snoopFilter might process responses out of order updating
its residency information using the non valid hasSharers flag which was
populated much earlier.
2) When the response is from an on-chip, the MSHRs preserve a well
defined order and the hasSharers flag should contain valid
information.

This patch changes the snoopFilter by avoiding the hasSharers flag
when the response is from the memory-side port.

Change-Id: Ib2d22a5b7bf3eccac64445127d2ea20ee74bb25b
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

mem: Always use InvalidateReq to service WriteLineReq misses

Previously, a WriteLineReq that missed in a cache would send out an
InvalidateReq if the block lookup failed or an UpgradeReq if the
block lookup succeeded but the block had sharers. This changes ensures
that a WriteLineReq always sends an InvalidateReq to invalidate all
copies of the block and satisfy the WriteLineReq.

Change-Id: I207ff5b267663abf02bc0b08aeadde69ad81be61
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>

mem: Assert that the responderHadWritable is set only once

Change-Id: Ie3beeef25331f84a0a5bcc17f7a791f4a829695b
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

mem: Ensure InvalidateReq is considered isForward by MSHRs

This patch fixes an issue where an MSHR would incorrectly be perceived
to provide data to targets arriving after an InvalidateReq. To address
this the InvalidateReq is now treated as isForward, much like an
UpgradeReq that did not hit in the cache.

Change-Id: Ia878444d949539b5c33fd19f3e12b0b8a872275e
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

mem: Make packet debug printing more uniform

Previously DPRINTFs printing information about a packet would use ad hoc
formats. This patch changes all DPRINTFs to use the print function
defined by the packet class, making the packet printing format more
uniform and easier to change.

Change-Id: Idd436a9758d4bf70c86a574d524648b2a2580970
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

cpu: Change traffic generators to use different values for writes

Previously all traffic generators would use the same value for write
requests. With this change traffic generators use their master id as
the payload of write requests making them more useful for the
memchecker.

Change-Id: Id1a6b8f02853789b108ef6003f4c32ab929bb123
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

mem: Service only the 1st FromCPU MSHR target on ReadRespWithInv

A response to a ReadReq can either be a ReadResp or a
ReadRespWithInvalidate. As we add targets to an MSHR for a ReadReq we
assume that the response will be a ReadResp. When the response is
invalidating (ReadRespWithInvalidate) servicing more than one targets
can potentially violate the memory ordering. This change fixes the way
we handle a ReadRespWithInvalidate. When a cache receives a
ReadRespWithInvalidate we service only the first FromCPU target and
all the FromSnoop targets from the MSHR target list. The rest of the
FromCPU targets are deferred and serviced by a new request.

Change-Id: I75c30c268851987ee5f8644acb46f440b4eeeec2
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

mem: Keep track of allocOnFill in the TargetList

Previously the information of whether a response was allocating or not
was a property of the MSHR. This change makes this flag a property of
the TargetList. Differernt TargetLists, e.g. the targets and the
deferred targets lists might have different values. Additionally, the
information about whether each of the target expects an allocating
response is stored inside the TargetList container. This allows for
repopulating the flag in case some of the targets are removed.

Change-Id: If3ec2516992f42a6d9da907009ffe3ab8d0d2021
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

mem: Add support for repopulating the flags of an MSHR TargetList

This patch adds support for repopulating the flags of an MSHR
TargetList. The added functionality makes it possible to remove
targets from a TargetList without leaving it in an inconsistent state.

Change-Id: I3f7a8e97bfd3e2e49bebad056d11bbfb087aad91
Reviewed-by: Andreas Hansson <andreas.hansson@arm.com>
Reviewed-by: Stephan Diestelhorst <stephan.diestelhorst@arm.com>

hsail: disable asserts to allow immediate operands i.e. 0 with loads

hsail: add stub type and stub out several instructions

hsail: add popcount type and generate popcount instructions