power: Add support for power models

This patch adds some basic support for power models in gem5.

The power interface is defined so it can interact with thermal
models as well. It implements a simple power evaluator that
can be used for simple power models that express power in the
form of a math expression. These expressions can use stats
within the same SimObject (or down its hierarchy) and some
magic variables such as "temp" for temperature.
In future patches we will extend this functionality to allow
slightly more complex expressions.

The model allows it to be extended to use other kinds of models.

Finally, the thermal model is updated to use the power usage as input.

power: Low-power idle power state for idle CPUs

Add functionality to the BaseCPU that will put the entire CPU into a low-power
idle state whenever all threads in it are idle.

power: Add power states to ClockedObject

Add 4 power states to the ClockedObject, provides necessary access functions
to check and update the power state. Default power state is UNDEFINED, it is
responsibility of the respective simulation model to provide the startup state
and any other logic for state change.

Add number of transition stat.
Add distribution of time spent in clock gated state.
Add power state residency stat.

Add dump call back function to allow stats update of distribution and residency
stats.

sim: Thermal support for Linux

This patch enables Linux to read the temperature using hwmon infrastructure.
In order to use this in your gem5 you need to compile the kernel using the
following configs:

CONFIG_HWMON=y
CONFIG_SENSORS_VEXPRESS=y

And a proper dts file (containing an entry such as):

dcc {
 compatible = "arm,vexpress,config-bus";
 arm,vexpress,config-bridge = <&v2m_sysreg>;

  temp@0 {
   compatible = "arm,vexpress-temp";
   arm,vexpress-sysreg,func = <4 0>;
   label = "DCC";
  };
};

sim: Adding thermal model support

This patch adds basic thermal support to gem5. It models energy dissipation
through a circuital equivalent, which allows us to use RC networks.
This lays down the basic infrastructure to do so, but it does not "work" due
to the lack of power models. For now some hardcoded number is used as a PoC.
The solver is embedded in the patch.

cpu: Add instruction opclass histogram to minor

misc: Add secondary dot output for DVFS domains

This patch adds a secondary dot output file which shows the DVFS domains. This
has been done separately for now to avoid cluttering the already existing
diagram. Due to the way that the clock domains are assigned to components in
gem5, this output must be generated after the C++ objects have been
instantiated. This further motivates the need to generate this file separately
to the current dot output, and not to replace it entirely.

sim: Add additional debug information when draining

This patch adds some additional information when draining the system which
allows the user to debug which SimObject(s) in the system is failing to drain.
Only enabled for the builds with tracing enabled and is subject to the Drain
debug flag being set at runtime.

sim: Fix clock_domain unserialization

This patch addresses an issue with the unserialization of clock
domains. Previously, the previous performance level was not restored
due to a bug in the code, which detected the post-unserialize update
as superfluous. This patch splits the setting of the clock domain into
two parts. The original interface of perfLevel is retained, but the
actual update takes place in signalPerfLevelUpdate, which is private
to the class. The perfLevel method checks that if the new performance
level is different to the previous performance level, and will only
call signalPerfLevelUpdate if there is a change. Therefore, the
performance level is only updated, and voltage domains notified, if
there is an actual change. The split functionality allows
signalPerfLevelUpdate to be called by startup() to explicitly force an
update post unserialization.

cpu: Query CPU for inst executed from Python

This patch adds the ability for the simulator to query the number of
instructions a CPU has executed so far per hw-thread. This can be used
to enable more flexible periodic events such as taking checkpoints
starting 1s into simulation and X instructions thereafter.

syscall_emul: remove mmapFlagTable

After all this it turns out we don't even use it.

syscall_emul: factor out flag tables into common file

The openFlagTable and mmapFlagTables for emulated Linux
platforms are basically identical, but are specified
repetitively for every platform.  Use a common file
that gets included for each platform so that we only
have one copy, making them more consistent and simplifying
changes (like adding #ifdefs).

In the process, made some minor fixes that slipped through
due to previous inconsistencies, and added more #ifdefs
to try to fix building on alternative hosts.

misc: Don't build region.py as a PySource

The style refactor change (style: Refactor the style checker as a
Python package) moved region.py from src/python/m5/util/ to
util/style/. The SConscript update accidentally got lost in that
commit. This commit removes region.py from src/python/SConscript.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
--HG--
extra : amend_source : f69b75bf636dd4a4232af3e10c29f7eaa4d59dc8

arm: Clean up m5ops assembly library

The m5ops assembly library contains a lot of repetitive code. This
changeset adds two macros, FOREACH_M5OP and FOREACH_M5_ANNOTATION, to
m5ops.h that simplify architecture-specific implementations. The ARM
and ARMv8 m5op implementations have been updated to use the new
macros.

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

style: Change maximum line length to 79 characters

The old style guide used to mandate 78 characters as the maximum line
length to accommodate traditional diffs on 80-column terminals. This
is an uncommon use case and it has therefore been decided (see email
thread on gem5-dev [1]) that a maximum length of 79-characters makes
more sense.

[1] http://comments.gmane.org/gmane.comp.emulators.m5.devel/29789

Signed-off-by: Andreas Sandberg <aandreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Brandon Potter <brandon.potter@amd.com>
--HG--
rename : util/style.py => util/hgstyle.py
extra : rebase_source : 63efcc4da2585ef8c323d6f322736f64d71742f8

style: Add a style checker that doesn't depend on Mercurial

The current style checker script, hgstyle.py, assumes that it is being
run from Mercurial. This means that it depends on the Mercurial Python
libraries, which aren't necessarily present if using git. This
changeset adds a new style checker script, style.py, that has
been designed to be run from the command line.

The script has support for detecting which revision control system is
used and is able to query both git and Mercurial for changes. This
enables the script to operate on modified regions and/or all of the
modified files in the repository.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
extra : rebase_source : 2b420aff79d190f32557bc8822518cbc5d93e999

scons: Automatically install the git style hook

Add a check in the main SConscript that installs the git pre-commit
hook in util/ if git is used.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
[andreas.sandberg@arm.com: Cleanups suggested by Steve]
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
extra : rebase_source : 4b805cdd74bc5442a65abf8a62e3e341f352c04e

style: Add a git pre-commit hook

Add a git pre-commit hook that verifies that files that are about to
be committed. Since git stages changes into an index and the index
contains the changes that will be committed, the style checker only
looks at the state of files in the index.

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>
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
extra : rebase_source : 22a028bf13524cba188bd7896a0304f4c14ffeeb

style: Add repository helper functions

Add an AbstractRepo class and implementations for git and Mercurial
that provide a common interface to query repository status for style
checkers. The class defines the interfaces to list modified files that
are about to be committed and methods to identify changed regions.

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>
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
rename : util/style.py => util/hgstyle.py
extra : rebase_source : da1f482a1ecac2b0be437dc400b4a66bd3b301cc

style: Remove style validators

Style validators provide a subset of the style verifier functionality
and are only exposed through the "hg m5format" command. This
functionality seems to be both redundant and unused.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
--HG--
extra : rebase_source : f4847ac3ddc86f6684565b65a942e04979972a7b

style: Add a control character checker

Add a style checker that verifies that source code doesn't contain
non-printable (control) characters. The only allowed control
characters are:

  * 0x0a / \n: New line
  * 0x09 / \t: Tab (the whitespace checker enforces no-tabs for C/C++ files)

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Brandon Potter <brandon.potter@amd.com>
--HG--
extra : rebase_source : 9ba3e2971774a7b3d73cda34bbee1f19c4add746

style: Refactor the style checker as a Python package

Refactor the style checker into a Python module that can be reused by
command line tools that integrate with git. In particular:

  * Create a style package in util
  * Move style validators from style.py to the style/validators.py.
  * Move style verifiers from style.py to the style/verifiers.py.
  * Move utility functions (sort_includes, region handling,
    file_types) into the style package
  * Move generic code from style.py to style/style.py.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
rename : util/style.py => util/hgstyle.py
rename : util/sort_includes.py => util/style/sort_includes.py
extra : rebase_source : ad6cf9b9a18c48350dfc7b7c77bea6c5344fb53c

style: Change include sorter to yield one line at a time

The include sorter class normally yields one string per line and
relies on the caller to merge lines into a block of text separated by
newlines. However, there are cases when this isn't true. This makes
diffing using Python's difflib hard. This changeset updates the
include sorter to never do this and always yield one line at a time.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
extra : rebase_source : 154c9c7e1ebdd77e09fe5f28d0cfddc9e6c6b1eb

scons, style: Rename style.py to hgstyle.py

The Mercurial style checker extensions are currently stored in
style.py. This is not ideal since they won't work with other version
control systems. This changeset renames style.py to hgstyle.py and
adds upgrade code to scons that automatically updates the hooks in
hgrc.

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>
Reviewed-by: Nathanael Premillieu <nathananel.premillieu@arm.com>
Reviewed-by: Steve Reinhardt <steve.reinhardt@amd.com>
--HG--
rename : util/style.py => util/hgstyle.py
extra : rebase_source : ee8107ef245901371b368b7c2046ecdd89e3ff4c

style: Remove unsupported style.py commands

Remove the unsupported style.py subcommands (fixwhite, chkwhite),
which leaves the chkformat command as the only remaining
command. Since the script now only supports one command, remove the
sub-command support altogether.

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>
Reviewed-by: Nathanael Premillieu <nathananel.premillieu@arm.com>
--HG--
extra : rebase_source : 548081a5f5358064bffd941b51dd895cff1e2df8

kvm: Add an option to force context sync on kvm entry/exit

This changeset adds an option to force the kvm-based CPUs to always
synchronize the gem5 thread context representation on entry/exit into
the kernel. This is very useful for debugging. Unfortunately, it is
also the only way to get reliable register contents when using remote
gdb functionality. The long-term solution for the latter would be to
implement a kvm-specific thread context.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>
Reviewed-by: Curtis Dunham <curtis.dunham@arm.com>
Reviewed-by: Alexandru Dutu <alexandru.dutu@amd.com>

copyright: Update copyright in sort_includes.py

The following changes introduced substantial changes to sort_includes.py:
  - hg:84b4d6af0ecc - util: Fix state leakage in ...
  - hg:e2f9644a7738 - style: Update the style checker to handle new ...

Since the file didn't include a copyright header at the time, I never
added the correct ARM copyright notice. This changeset adds the
correct copyright notice.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

copyright: add copyright missing from files I created

style: Strip newline when checking lines

The style checker incorrectly includes newlines when checking lines of
code, which effectively decreases the column limit by 1. This
changeset strips the newline character from before calling line
checkers.

Change-Id: I0a8c7707ece57d782d11cc86db4b8064db291ce0
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

arm: Refactor the TLB test interface

Refactor the TLB and page table walker test interface to use a dynamic
registration mechanism. Instead of patching a couple of empty methods
to wire up a TLB tester, this change allows such testers to register
themselves using the setTestInterface() method.

gpu-compute: remove unused variable from scoreboard check stage

appease clang by removing the unused private member variable,
'numGlbMemPipes', from the scoreboard check stage

cpu: warn if TrafficGen is suppressing a large numer of packets

Add a basic warning for every 10000 packet that is suppressed to alert
the user.

base: add symbol support for dynamic libraries

Libraries are loaded into the process address space using the
mmap system call. Conveniently, this happens to be a good
time to update the process symbol table with the library's
incoming symbols so we handle the table update from within the
system call.

This works just like an application's normal symbols. The only
difference between a dynamic library and a main executable is
when the symbol table update occurs. The symbol table update for
an executable happens at program load time and is finished before
the process ever begins executing. Since dynamic linking happens
at runtime, the symbol loading happens after the library is
first loaded into the process address space. The library binary
is examined at this time for a symbol section and that section
is parsed for symbol types with specific bindings (global,
local, weak). Subsequently, these symbols are added to the table
and are available for use by gem5 for things like trace
generation.

Checkpointing should work just as it did previously. The address
space (and therefore the library) will be recorded and the symbol
table will be entirely recorded. (It's not possible to do anything
clever like checkpoint a program and then load the program back
with different libraries with LD_LIBRARY_PATH, because the
library becomes part of the address space after being loaded.)

base: style cleanup for ObjectFile and ElfObject

stats: update stats for ld.so support

Additional auxv entries leads to more instructions in start-up
while walking the list, along with different cache conflicts
wrt stack entries.

base: support dynamic loading of Linux ELF objects in SE mode

stats: update stats for mmap changes

syscall_emul: update x86 mmap base address

syscall_emul: move mmapGrowsDown() to LiveProcess

The mmapGrowsDown() method was a static method on the OperatingSystem
class (and derived classes), which worked OK for the templated syscall
emulation methods, but made it hard to access elsewhere.  This patch
moves the method to be a virtual function on the LiveProcess method,
where it can be overridden for specific platforms (for now, Alpha).

This patch also changes the value of mmapGrowsDown() from being false
by default and true only on X86Linux32 to being true by default and
false only on Alpha, which seems closer to reality (though in reality
most people use ASLR and this doesn't really matter anymore).

In the process, also got rid of the unused mmap_start field on
LiveProcess and OperatingSystem mmapGrowsUp variable.

syscall_emul: fix bugs for mmap2 system call and x86-32 syscalls

stats: update stats for mmap() change.

SE O3 runs see an additional reg read per mmap() call.

syscall_emul: extend mmap system call to support file backed mmaps

For O3, which has a stat that counts reg reads, there is an additional
reg read per mmap() call since there's an arg we no longer ignore.
Otherwise, stats should not be affected.

syscall_emul: add many Linux kernel flags

syscall_emul: rename OpenFlagTransTable struct

The structure definition only had the open system call flag set in mind when
it was named, so we rename it here with the intention of using it to define
additional tables to translate flags for other system calls in the future.

syscall_emul: add extra debug support for syscalls

Breaks the debug output from system calls into two levels: Base and Verbose.
A macro is added specifically for system calls which allows developers to
easily add new debug messages in a consistent manner. The macro also contains
a field to print thread IDs along with the CPU ID.

syscall_emul, style: refactor lseek

syscall_emul, style: fix newline issue inside assert

mem: Adjust cache queue reserve to more conservative values

The cache queue reserve is there as an overflow to give us enough
headroom based on when we block the cache, and how many transactions
we may already have accepted before actually blocking. The previous
values were probably chosen to be "big enough", when we actually know
that we check the MSHRs after every single allocation, and for the
write buffers we know that we implicitly may need one entry for every
outstanding MSHR.
* * *
mem: Adjust cache queue reserve to more conservative values

The cache queue reserve is there as an overflow to give us enough
headroom based on when we block the cache, and how many transactions
we may already have accepted before actually blocking. The previous
values were probably chosen to be "big enough", when we actually know
that we check the MSHRs after every single allocation, and for the
write buffers we know that we implicitly may need one entry for every
outstanding MSHR.

stats: Bump stats to match cache changes

Update stats to match current behaviour. As a result of the earlier
conflict check we are seeing a few prefetch requests being ignored
before being sent as upward snoops.

mem: Create a separate class for the cache write buffer

This patch breaks out the cache write buffer into a separate class,
without affecting any stats. The goal of the patch is to avoid
encumbering the much-simpler write queue with the complex MSHR
handling. In a follow on patch this simplification allows us to
implement write combining.

The WriteQueue gets its own class, but shares a common ancestor, the
generic Queue, with the MSHRQueue.

stats: overdue updates to long regressions

misc: Add a gitignore file based on the current hgignore

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

misc: Fix argument handling for m5 initparam util

arm: Fix disasm printing

Fix the printDataInst function to properly print the immediate value.

scons: fix building in non-standard locations

It's apparently not widely known that our scons scripts allow you to
put the build directory wherever you want; not only does it not have
to be immediately under the root of your repo, it doesn't even have
to be underneath the root at all.  (For example, sometimes it's useful
to build on a local disk if your repo is on a slow NFS mount.)

I point this out because this functionality has been broken for close
to two years but no one seems to have noticed yet.  This patch fixes
an assumption that crept in in changeset be0e1724eb39 (May 09 2014)
that the build dir would be immediately under the top level of the
repo, preventing builds anywhere else.

stats: update gpu-ruby-GPU_RfO stats

Output changed way back in this cset:

changeset:   11345:b6a66a90e0a1
user:        John Kalamatianos <john.kalamatianos@amd.com>
summary:     gpu: fix bugs with MemFence, Flat Instrs and Resource utilization

configs: Add a lat_mem_rd style test script

This patch adds a config script that broadly replicates the behaviour
of lat_mem_rd. The test is based on traffic generators, and as such we
simply randomise addresses in increasingly large ranges, and play them
back using the trace functionality of the traffic generator.

The test script is accompanied by a post-processing and visualisation
script. At the moment no configurability is added to tweak the memory
hierarchy, but a follow on patch could easily extend the
functionality.

syscall_emul: Fix erroneous use of delete

clang correctly points out an erroneous use of delete.

sim: Add voltage() function to clocked_object

Adding voltage function which returns the current voltage
for a given clocked object. It's handy for power models and
similar stuff that need to retrieve voltage. Function
frequency() is already there, so I see no reason for not having
this one too.

cpu: Change literal integer constants to meaningful labels

fu_pool and inst_queue were using -1 for "no such FU" and -2 for "all those
FUs are busy at the moment" when requesting for a FU and replying. This
patch introduces new constants NoCapableFU and NoFreeFU respectively.

In addition, the condition (idx == -2 || idx != -1) is equivalent to
(idx != -1), so this patch also simplifies that.

--HG--
extra : rebase_source : 4833717b9d1e09d7594d1f34f882e13fc4b86846

base: Fix gpu-compute output stream creation

Match changes in output stream.

kvm: Shutdown KVM and disconnect performance counters on fork

We can't/shouldn't use KVM after a fork since the child and parent
probably point to the same VM. Knowing the exact effects of this is
hard, but they are likely to be messy. We also disconnect the
performance counters attached to the guest. This works around what
seems to be a kernel bug where spurious SIGIOs get delivered to the
forked child process.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas@sandberg.pp.se>
[sascha.bischoff@arm.com: Rebased patches onto a newer gem5 version]
Signed-off-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>
[andreas.sandberg@arm.com: Fatal if entering KVM in child process ]
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

sim: Add support for forking

This changeset adds forking capabilities to the gem5 python scripts. A fork
method is added to simulate.py. This method is responsible for forking the
simulator itself, and will direct all output files to a new output directory
based on the fork sequence number. The default name of the output directory is
the same as the parent with the suffix ".fN" added where N is the fork sequence
number. The fork method provides the option to specify if the system should be
drained prior to forking, or not. By default the system is drained to ensure
that there are no in-flight transactions.

When forking the simulator, the fork method returns the PID of the child
process, or returns 0 if running in the child. This is in line with the standard
Python forking interface.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas@sandberg.pp.se>
[sascha.bischoff@arm.com: Rebased patches onto a newer gem5 version]
Signed-off-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>
[andreas.sandberg@arm.com: Updated to comply with modern draining semantics ]
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

dev: Add post-fork handling for disk images

This changeset adds support for notifying the disk images that the simulator has
been forked. We need to disable the saving of the CoW disk image from the child
process, and we need to make sure that systems which use a raw disk image are
not allowed to fork to avoid two or more gem5 processes writing to the same disk
image.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas@sandberg.pp.se>
[sascha.bischoff@arm.com: Rebased patches onto a newer gem5 version]
Signed-off-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

sim: Add support for notifying Drainable objects of a fork

When forking a gem5 process, some objects need to clean up resources
(mainly file descriptions) shared between the child and the parent of
the fork. This changeset adds the notifyFork() method to Drainable,
which is called in the child process.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas@sandberg.pp.se>
[sascha.bischoff@arm.com: Rebased patches onto a newer gem5 version]
Signed-off-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

base: Add support for changing output directories

This changeset adds support for changing the simulator output
directory. This can be useful when the simulation goes through several
stages (e.g., a warming phase, a simulation phase, and a verification
phase) since it allows the output from each stage to be located in a
different directory. Relocation is done by calling core.setOutputDir()
from Python or simout.setOutputDirectory() from C++.

This change affects several parts of the design of the gem5's output
subsystem. First, files returned by an OutputDirectory instance (e.g.,
simout) are of the type OutputStream instead of a std::ostream. This
allows us to do some more book keeping and control re-opening of files
when the output directory is changed. Second, new subdirectories are
OutputDirectory instances, which should be used to create files in
that sub-directory.

Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas@sandberg.pp.se>
[sascha.bischoff@arm.com: Rebased patches onto a newer gem5 version]
Signed-off-by: Sascha Bischoff <sascha.bischoff@arm.com>
Signed-off-by: Andreas Sandberg <andreas.sandberg@arm.com>

util: update Java JNI interface to m5ops

Synchronize with
ab19693da "pseudo inst,util: Add optional key to initparam pseudo instruction"

mem, cpu: Add assertions to snoop invalidation logic

This patch adds assertions that enforce that only invalidating snoops
will ever reach into the logic that tracks in-order load completion and
also invalidation of LL/SC (and MONITOR / MWAIT) monitors. Also adds
some comments to MSHR::replaceUpgrades().

cpu: Fix LLSC atomic CPU wakeup

Writes to locked memory addresses (LLSC) did not wake up the locking
CPU. This can lead to deadlocks on multi-core runs. In AtomicSimpleCPU,
recvAtomicSnoop was checking if the incoming packet was an invalidation
(isInvalidate) and only then handled a locked snoop. But, writes are
seen instead of invalidates when running without caches (fast-forward
configurations). As as simple fix, now handleLockedSnoop is also called
even if the incoming snoop packet are from writes.

arm: Squash after returning from exceptions in v7

Properly done for the ERET instruction in v8, but not for v7.
Many control register changes are only visible after explicit
instruction synchronization barriers or exception entry/exit.
This means mode changing instructions should squash any
younger in-flight speculative instructions.

base: support gzip-compressed object files

stats: Update stats to reflect forwarding of InvalidateReq

mem: Ensure that InvalidateReq is not forwarded as ReadExReq

This patch fixes an issue where an InvalidationReq only traversed one
level of the cache hierarchy, and was subsequently turned into a
ReadExReq due to it needing writable, and the command not being
checked for explicitly.

cpu: TraceGen fix for tick frequency check

Bug fix for check on protobuf file frequency being different than
global frequency.

The ASCII encoder script is also fixed, and the example trace used in
the regressions is updated.

dev, arm: Implement the NoMali reset callback

Add a callback handler for the NoMali reset callback. This callback is
called whenever the GPU is reset using the register interface or the
NoMali API. The callback can be used to override ID registers using
the raw register API.

dev, arm: Refactor the NoMali GPU

Refactor and cleanup the NoMaliGpu class:

  * Use a std::map instead of a switch block to map the parameter enum
    describing the GPU type to a NoMali type.

  * Remove redundant NoMali handle from the interrupt callback.

  * Make callbacks and API wrappers protected instead of private to
    enable future extensions.

  * Wrap remaining NoMali API calls.

arm: Ship Linux device trees with gem5

Ship aarch32 and aarch64 device trees with gem5. We currently ship
device trees as a part of the gem5 Linux kernel repository. This makes
tracking hard since device trees are supposed to be platform dependent
rather than kernel dependent (Linux considers device trees to be a
stable kernel ABI). It also makes code sharing between aarch32 and
aarch64 impossible.

This changeset implements a set of device trees for the new
VExpress_GEM5_V1 platform. The platform is described in a shared file
that is separate from the memory/CPU description. Due to differences
in how secondary CPUs are initialized, aarch32 and aarch64 use
different base files describing CPU nodes and the machine's
compatibility property.

scons: Add missing override to appease clang

Make clang happy...again.

ruby: move range change send from RubyPort to derived classes.

gpu: fix bugs with MemFence, Flat Instrs and Resource utilization

Both Memory Fence is now flagged as Global Memory only to avoid resource
oversubscribing.
Flat instructions now check for Shared Memory resource busy to avoid
oversubscribing resources.
All WaitClass resources now use cycles (not ticks) to register the number
of pipe stages between Scoreboard and Execute to be consistent with
instruction scheduling logic which always used clock cycles.

gpu-compute: remove brig_object.hh from hsa_object.cc

brig_object.hh is specific to the HSAIL ISA, and hence should not be
included in ISA-agnostic code.

ruby: send address ranges from RubyPort

scons: Enable building with the gcc/clang Address Sanitizer

Allow the user to easily build gem5 with the Address Sanitizer, part
of both gcc and clang these days.

misc: Add missing overrides to appease clang

Since the last round of fixes a few new issues have snuck in. We
should consider switching the regression runs to clang.

mem: Avoid using invalid iterator in cache lock list traversal

Fix up issue highlighted by Valgrind and the clang Address Sanitizer.

ruby: make DMASequencer inherit from RubyPort

This patch essentially rolls back 10518:30e3715c9405 to make RubyPort the
parent class of DMASequencer.  It removes redundant code and restores some
features which were lost when directly inheriting from MemObject.  For
example,
DMASequencer can now communicate to other devices using PIO, which is useful
for memmory-mapped communication between multiple DMADevices.

configs: add command-line option to stop debug output

This patch adds a --debug-end flag to main.py so that debug output can be
stoped at a specified tick, while allowing the simulation to continue. It is
useful in situations where you would like to produce a trace for a region of
interest while still collecting stats for the entire run. This is in contrast
to the currently existing --debug-break flag, which terminates the simulation
at the tick.

syscall_emul: Implement clock_getres() system call

This patch implements the clock_getres() system call for arm and x86 in linux
SE mode.

stats: Update stats to reflect changes to cache and crossbar

mem: Be less conservative in clearing load locks in the cache

Avoid being overly conservative in clearing load locks in the cache,
and allow writes to the line if they are from the same context. This
is in line with ALPHA and ARM.

mem: Move the point of coherency to the coherent crossbar

This patch introduces the ability of making the coherent crossbar the
point of coherency. If so, the crossbar does not forward packets where
a cache with ownership has already committed to responding, and also
does not forward any coherency-related packets that are not intended
for a downstream memory controller. Thus, invalidations and upgrades
are turned around in the crossbar, and the memory controller only sees
normal reads and writes.

In addition this patch moves the express snoop promotion of a packet
to the crossbar, thus allowing the downstream cache to check the
express snoop flag (as it should) for bypassing any blocking, rather
than relying on whether a cache is responding or not.

mem: Align cache behaviour in atomic when upstream is responding

Adopt the same flow as in timing mode, where the caches on the path to
memory get to keep the line (if present), and we use the
responderHadWritable flag to determine if we need to forward the
(invalidating) packet or not.

mem: Align how snoops are handled when hitting writebacks

This patch unifies the snoop handling in case of hitting writebacks
with how we handle snoops hitting in the tags. As a result, we end up
using the same optimisation as the normal snoops, where we inform the
downstream cache if we encounter a line in Modified (writable and
dirty) state, which enables us to avoid sending out express snoops to
invalidate any Shared copies of the line. A few regressions
consequently change, as some transactions are sunk higher up in the
cache hierarchy.

mem: Deduce if cache should forward snoops

This patch changes how the cache determines if snoops should be
forwarded from the memory side to the CPU side. Instead of having a
parameter, the cache now looks at the port connected on the CPU side,
and if it is a snooping port, then snoops are forwarded. Less error
prone, and less parameters to worry about.

The patch also tidies up the CPU classes to ensure that their I-side
port is not snooping by removing overrides to the snoop request
handler, such that snoop requests will panic via the default
MasterPort implement

scons: always generate sim/tags.cc

Due to insufficient build deps, the checkpoint tags might not get
updated; this commit solves this. Due to the uncommon nature of the
build target, regenerating tags.cc is a fairly clean solution. Since
SCons hashes file contents, it won't recompile anything unless a new
checkpoint upgrader is actually added.

--HG--
extra : amend_source : ed3879da7668554693f697076deaf5029cc9b954

x86: revamp cmpxchg8b/cmpxchg16b implementation

The previous implementation did a pair of nested RMW operations,
which isn't compatible with the way that locked RMW operations are
implemented in the cache models.  It was convenient though in that
it didn't require any new micro-ops, and supported cmpxchg16b using
64-bit memory ops.  It also worked in AtomicSimpleCPU where
atomicity was guaranteed by the core and not by the memory system.
It did not work with timing CPU models though.

This new implementation defines new 'split' load and store micro-ops
which allow a single memory operation to use a pair of registers as
the source or destination, then uses a single ldsplit/stsplit RMW
pair to implement cmpxchg.  This patch requires support for 128-bit
memory accesses in the ISA (added via a separate patch) to support
cmpxchg16b.

arch, x86: add support for arrays as memory operands

Although the cache models support wider accesses, the ISA descriptions
assume that (for the most part) memory operands are integer types,
which makes it difficult to define instructions that do memory accesses
larger than 64 bits.

This patch adds some generic support for memory operands that are arrays
of uint64_t, and specifically a 'u2qw' operand type for x86 that is an
array of 2 uint64_ts (128 bits).  This support is unused at this point,
but will be needed shortly for cmpxchg16b.  Ideally the 128-bit SSE
memory accesses will also be rewritten to use this support.

Support for 128-bit accesses could also have been added using the gcc
__int128_t extension, which would have been less disruptive.  However,
although clang also supports __int128_t, it's still non-standard.
Also, more importantly, this approach creates a path to defining
256- and 512-byte operands as well, which will be useful for eventual
AVX support.

arch: get rid of dummy var init

MemOperand variables were being initialized to 0
"to avoid 'uninitialized variable' errors" but these
no longer seem to be a problem (with the exception of
one use case in POWER that is arguably broken and
easily fixed here).

Getting rid of the initialization is necessary to
set up a subsequent patch which extends memory
operands to possibly not be scalars, making the
'= 0' initialization no longer feasible.

syscall_emul: fix bug in aux vector initialization

Writing 16 bytes from an 8-byte source value is a bad idea.
This doesn't appear to have broken anything, but showed up
as spurious differences when tracediffing runs.

style: eliminate explicit boolean comparisons

Result of running 'hg m5style --skip-all --fix-control -a' to get
rid of '== true' comparisons, plus trivial manual edits to get
rid of '== false'/'== False' comparisons.

Left a couple of explicit comparisons in where they didn't seem
unreasonable:
invalid boolean comparison in src/arch/mips/interrupts.cc:155
>>        DPRINTF(Interrupt, "Interrupts OnCpuTimerINterrupt(tc) == true\n");<<
invalid boolean comparison in src/unittest/unittest.hh:110
>>            "EXPECT_FALSE(" #expr ")", (expr) == false)<<