Question

如何计算gem5中基准测试开始和结束之间的CPU时钟周期数？

我对以下所有情况感兴趣：

完整的系统用户态基准。也许m5访客工具有办法实现吗？
裸机基准。当gem5退出时，它会自动转储统计信息，因此主要问题是如何跳过bootloader的循环并直接进入基准测试。

除了使用仪表指令修改基准源之外，还有其他方法吗？如何详细编写这些仪器指令？
系统调用仿真基准。我认为gem5只是在运行结束时输出stats.txt，然后你只需要grep system.cpu.numCycles，但我必须确认它，目前已阻止：How to solve "FATAL: kernel too old" when running gem5 in syscall emulation SE mode?

我想用这个来学习：

了解CPU的工作原理
如何优化汇编代码或编译器设置以在给定CPU上以最佳方式运行

Answer 1

m5工具

一个很好的近似是运行，理想情况是从/init程序的shell脚本运行：

m5 resetstats
run-benchmark
m5 dumpstats

然后在主持人身上：

grep -E '^system.cpu.numCycles ' m5out/stats.txt

给出类似的东西：

system.cpu.numCycles                      33942872680                       # number of cpu cycles simulated

请注意，如果您从具有不同CPU的m5 checkpoint重播，例如：

--restore-with-cpu=HPI --caches

然后你需要grep寻找一个不同的标识符：

grep -E '^system.switch_cpus.numCycles ' m5out/stats.txt

resetstats将累积统计数据清零，dumpstats转储在基准测试期间收集的内容。

这并不完美，因为在m5 dumpstats完成的exec系统调用与基准测试开始之间有一段时间，但如果足够的基准，这应该不重要。

http://arm.ecs.soton.ac.uk/wp-content/uploads/2016/10/gem5_tutorial.pdf还提出了一些启发式方法：

#!/bin/sh
# Wait for system to calm down
sleep 10
# Take a checkpoint in 100000 ns
m5 checkpoint 100000
# Reset the stats
m5 resetstats
run-benchmark
# Exit the simulation
m5 exit

m5 exit也有效，因为GEM5在完成时会转储统计信息。

仪表说明

有时候那些似乎是不可避免的，您必须使用这些指令稍微修改输入源代码才能：

跳过初始化并直接进入稳定状态
评估各个主循环运行

您当然可以从gem5代码中推断出这些指令，但是here are some very easy to re-use one line copy pastes for arm and aarch64，例如：

static void m5_checkpoint(void)
{
    __asm__ __volatile__ ("mov r0, #0; mov r1, #0; mov r2, #0; mov r3, #0; .inst 0xEE000110 | (0x43 << 16);");
};

m5工具使用相同的机制，但通过直接将指令添加到源中，我们避免了系统调用，因此更加精确和具有代表性（以更多的手动工作为代价）。 / p>

地址监控

可以使用的另一种技术是监视感兴趣的地址，而不是向源添加魔术指令。

，例如，如果您知道基准测试以PIC == 0x400开头，则应该可以在该地址被命中时执行某些操作。

要查找感兴趣的地址，您可以使用readelf或gdb或tracing，以及如果在Linux上运行完整系统，请确保ASLR是关掉了。

这种技术是最不具侵入性的，但设置更难，说实话我还没有完成。有一天，有一天。

如何计算gem5中基准测试开始和结束之间的CPU时钟周期数？

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