Multi2sim、Dramsim链接

简介： 系统结构实验常用的工具是仿真器simulator。Multi2sim是多核时钟精确仿真器，支持可变的存储层次结构，网络链接目前只支持Bus和P2P，但是对于内存的仿真只是简单返回200cycle延迟，对于研究内存控制器有很大的限制。DRAMsim是内存时钟精确仿真器。于

简介：

系统结构实验常用的工具是仿真器simulator。Multi2sim是多核时钟精确仿真器，支持可变的存储层次结构，网络链接目前只支持Bus和P2P，但是对于内存的仿真只是简单返回200cycle延迟，对于研究内存控制器有很大的限制。DRAMsim是内存时钟精确仿真器。于是本文的工作是把Multi2sim与DRAMsim相连接实现更强大的功能。

源码：

1、Multi2sim: A CPU-GPU Model for Heterogeneous Computing

CSDN下载地址：http://download.csdn.net/detail/koala002/3857207

2、DRAMsim: DRAMSim2 is a cycle accurate model of a DRAM memory controller

CSDN下载地址：http://download.csdn.net/detail/koala002/3857463

步骤：

1、解决C++与C程序链接问题

Multi2sim与DRAMsim接口文件：由于Automake工具族实现对*.c后缀文件使用CC变量编译器，*.cpp后缀使用CXX变量编译器，所以更改后缀名为.cpp

libcachesystem/cachesystem.cpp

首先在文件开头包含头文件，定义内存读写处理函数，全局定义一个内存实例指针

#ifdef MACRO_DRAM_SIM
#include "../libdram/MemorySystem.h"

class some_object
{
	public: 
		void read_complete(unsigned, uint64_t, uint64_t);
		void write_complete(unsigned, uint64_t, uint64_t);
		int add_one_and_run();
};
/* callback functors */
void some_object::read_complete(unsigned id, uint64_t address, uint64_t clock_cycle)
{
	//esim_schedule_event(EV_MOESI_FIND_AND_LOCK_FINISH, stack, ccache->lat);
	//printf("[Callback] read complete: %d 0x%lx cycle=%lu\n", id, address, clock_cycle);
}

void some_object::write_complete(unsigned id, uint64_t address, uint64_t clock_cycle)
{
	//esim_schedule_event(EV_MOESI_FIND_AND_LOCK_FINISH, stack, ccache->lat);
	//printf("[Callback] write complete: %d 0x%lx cycle=%lu\n", id, address, clock_cycle);
}

/* FIXME: this may be broken, currently */
void power_callback(double a, double b, double c, double d)
{
	printf("power callback: %0.3f, %0.3f, %0.3f, %0.3f\n",a,b,c,d);
}

/* init one dramsim instance */
class MemorySystem* g_dramsim_memory;

#endif

其次，cache_system_init是存储层次建立函数，申请一个内存实例，并且注册读写函数

#ifdef MACRO_DRAM_SIM
    /* new one instance */
    g_dramsim_memory= new MemorySystem(0, "ini/DDR2_micron_16M_8b_x8_sg3E.ini",\
        "system.ini", "/home/jyq/multi2sim-3.1.1/src/libdram", "resultsfilename", 1024*500);
    /* create and register our callback functions */
	Callback_t *read_cb = new Callback<some_object void unsigned uint64_t>(new some_object, &some_object::read_complete);
	Callback_t *write_cb = new Callback<some_object void unsigned uint64_t>(new some_object, &some_object::write_complete);
    g_dramsim_memory->RegisterCallbacks(read_cb, write_cb, power_callback);

#endif
</some_object></some_object>

libcachesystem/moesi.cpp:一致性协议操作，读写操作 

首先，头文件包含，并且注意代码快两端加入extern "C"，以保证和原来代码兼容

#ifdef MACRO_DRAM_SIM
#include "../libdram/MemorySystem.h"
extern MemorySystem* g_dramsim_memory;
#endif

extern "C"{
#include "cachesystem.h"

其次，moesi_find_and_lock函数是找块函数，读写操作都需要此功能函数。

如果发现没有lonet，则为最后一级缓存，那么像内存插入transaction。

#ifdef MACRO_DRAM_SIM
        /* create a transaction and add it */
		if(!ccache->lonet){
			Transaction tr = Transaction(stack->read?DATA_READ:DATA_WRITE,stack->addr, stack);
			g_dramsim_memory->addTransaction(tr);
		}
#endif

原来代码内存仿真都只是简单返回200Cycles，所以这里改动如果发现是非内存读操作才直接加入延迟。否则等待内存操作返回后由读写完成注册函数处理。

#ifdef MACRO_DRAM_SIM
		/* Access latency */
		if(ccache->lonet ){
			esim_schedule_event(EV_MOESI_FIND_AND_LOCK_FINISH, stack, ccache->lat);
		}
#else
		esim_schedule_event(EV_MOESI_FIND_AND_LOCK_FINISH, stack, ccache->lat);
#endif

ibcpuarch/cpuarch.cpp

void cpu_run()：实现时钟精确仿真，其中子函数cpu_stages()实现的是每周期取指、译码、执行、提交、写回流水线，所以在之后加入内存更新操作，这里注意处理器与内存的频率倍数。

#ifdef MACRO_DRAM_SIM

        /* Dramsim stage*/
        extern class MemorySystem* g_dramsim_memory;
        g_dramsim_memory->update();
#endif

2、为了代码最小改动，将DRAMSim编译成动态链接库，然后在链接处与Multi2sim代码相链接即可。

3、合并代码过程中，由于C标准允许void*指针赋给其他类型指针，但C++标注不允许，所以在改用g++编译某些源文件时需要在这些赋值位置强转类型。

4、Makefile改写可以参考automake、configure等资料。

5、本文只是基本大体改动框架，细节功能实现或者扩展功能还需要更细改写。