gem5: Ruby 简介

Building gem5 Creating a simple configuration script Adding cache to configuration script Understanding gem5 statistics and output Using the default configuration scripts Extending gem5 for ARM

Modifying/Extending

Setting up your development environment Creating a very simple SimObject Debugging gem5 Event-driven programming Adding parameters to SimObjects and more events Creating SimObjects in the memory system Creating a simple cache object ARM Power Modelling ARM DVFS Support

Modeling Cache Coherence with Ruby

Introduction to Ruby MSI example cache protocol Declaring a state machine In port code blocks Action code blocks Transition code blocks MSI Directory implementation Compiling a SLICC protocol Configuring a simple Ruby system Running the simple Ruby system Debugging SLICC Protocols Configuring for a standard protocol

gem5 101

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authors: Jason Lowe-Power

Ruby 简介

Ruby 来自 multifacet GEMS 项目。 Ruby 提供了详细的缓存内存和缓存一致性模型以及详细的网络模型 (Garnet)。

Ruby 很灵活。它可以模拟许多不同类型的一致性实现，包括广播、目录、令牌、基于区域的一致性，并且很容易扩展到新的一致性模型。

Ruby 主要是经典内存系统的直接替代品。经典 gem5 MemObject 和 Ruby 之间有接口，但在很大程度上，经典缓存和 Ruby 不兼容。

在本书的这一部分，我们将首先介绍如何创建一个示例协议，从协议描述到调试和运行协议。

在深入研究协议之前，我们将首先讨论 Ruby 的一些架构。Ruby 中最重要的结构是控制器或状态机。控制器是通过编写 SLICC 状态机文件来实现的。

SLICC 是一种特定于领域的语言（Specification Language including Cache Coherence，包括缓存一致性的规范语言），用于指定一致性协议。SLICC 文件以 “.sm” 结尾，因为它们是 状态机 (state machine) 文件。每个文件描述状态、在某些事件上从开始到结束状态的转换以及转换期间采取的操作。

每个一致性协议都由多个 SLICC 状态机文件组成。这些文件使用 SLICC 编译器编译，该编译器用 Python 编写，是 gem5 源代码的一部分。SLICC 编译器获取状态机文件并输出一组 C++ 文件，这些文件与 gem5 的所有其他文件一起编译。这些文件包括 SimObject 声明文件以及 SimObject 和其他 C++ 对象的实现文件。

目前，gem5 一次仅支持编译单个一致性协议。例如，您可以将 MI_example 编译到 gem5 中（默认、性能较差的协议），或者您可以使用 MESI_Two_Level。但是，要使用 MESI_Two_Level，您必须重新编译 gem5，以便 SLICC 编译器可以为该协议生成正确的文件。我们在编译部分 <MSI-building-section> 进一步讨论了这一点。

现在，让我们深入了解我们的第一个一致性协议的实现！