Gem5、Mcpat 和Hotspot 的联合仿真
⼀、Gem5
1、Gem5的安装
对于gem5的安装在下⾯这篇⽂章中已经有了描述，这⾥不再赘述。
2、使⽤Gem5运⾏benchmark ，得到相应的输出⽂件
这⾥我们选⽤全系统模式进⾏仿真，整篇⽂章中均以fft为例。
（1）修改gem5的配置⽂件
修改/cyh/gem5/gem5-stable/configs/common⽬录下的SysPaths.py⽂件，将dist的路径修改为我⾃⼰的，例如： path = [ ‘/dist/m5/system’, ‘/home/cyh/cyh/gem5/gem5-stable/dist’ ]
（2）将benchmark和相应的输⼊⽂件mount到/mnt下
（3）将benchmark装载进磁盘后，⼀定要解除挂载
（4）在⽬录/home/cyh/cyh/gem5/gem5-stable/configs/boot下，添加每个benchmark的rcS⽂件。例如：S的内容如下
（5）运⾏benchmark，执⾏下列的命令
注意：这⾥的输出⽂件的⽬录是m5out/，我们是可以指定这个输出⽬录的。
（6）程序运⾏完以后，在⽬录/home/cyh/cyh/gem5/gem5-stable/m5out下查看相应的输出⽂件。⽂件夹中有⽂件：config.ini 、config.json 、 simout 、 、 system.inal，我们主要关注的是，提取其中的信息。⼆、gem5tomcpat
注意⼀：对于gem5⽣成的⽂件不能直接作为mcpat的输⼊⽂件，所以我们需要⼀些脚本进⾏中间转换，转变为mcpat可以识别的格式。注意⼆：我们通过设置dump可以得到多段stats的数值，但是gem5tomcpat只能处理⼀段，所以我们可以将进⾏分段。cd /home/cyh/cyh/gem5/gem5-stable
sudo mount -o,loop,offset=32256 ./dist/disks/x86root.img /mnt
cd /mnt
sudo cp /home/cyh/cyh/gem5/gem5-stable/benchmark/fft ./mybench
cd /home/cyh/cyh/gem5/gem5-stable
sudo umount /mnt
# !/bin/sh cd mybench
/sbin/m5 dumpstats 0 300000
/sbin/m5 resetstats
0 300000
echo ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"
echo "Running benchmark fft now ..."
./fft -m10 -p1 -n65536 -l4 -o
echo "Finish benchmark fft :D"
echo ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"
/sbin/m5 exit
./build/X86/gem5.opt -r -d m5out/ configs/example/fs.py --kernel=x86_64-vmlinux-2.6.28.4-smp --caches -b mybench_fft
下⾯是使⽤python语⾔写的可以进⾏分段的⽂件，代码如下：
通过上述脚本的处理，我们可以得到多个txt⽂件，将这些⽂件打包拷贝到gem5tomcpat⽂件夹中。
⾄此，我们需要gem5tomcpat进⾏转换，将txt⽂件转变为xml⽂件（xml⽂件即是mcpat可以识别的⽂件格式），下⾯使⽤shell脚本进⾏转换，例如fft.sh的内容如下：
注意：这⾥的Z.xml是我们⾃⼰写的xml模板⽂件，⽤于提取stats中的信息。
这样我们就可以得到所有的xml⽂件，将这些⽂件打包拷贝到mcpat中。
三、mcpat
从官⽹上下载，我下载的是mcpat0.8_，解压到⾃⼰的⽬录下，在make的时候可能会报错，这时我们需要安装以下的东西:
然后make就可以通过了。接下来我们就可以使⽤mcpat进⾏实验了。
将上述得到的xml⽂件作为输⼊⽂件，通过mcpat可执⾏⽂件就可以⽣成我们需要的功耗⽂件，即xxx.log⽂件。
svg文件怎么生成将所有的xml⽂件转换为log⽂件的fft.sh的内容如下：
注意：这⾥的102指的是我们拥有102个xml⽂件，通过上述脚本的执⾏，将会产⽣102个xxx.log⽂件，接下来我们需要将所有的xxx.log ⽂件合并为⼀个log⽂件。所⽤的脚本merge-fft.sh的内容如下：# import re
# map(lambda i: file('%d.txt' % i[0], 'w').write(i[1]), enumerate(re.findall(r'(@?Finish &)', file('').read(), re.S)))
#coding=gbk f1 = file("")
ss = "---------- Begin Simulation Statistics ----------"
sr = f1.read().split(ss)
f1.close()
for  i in range(len(sr)):
f = file("%d.txt" % i, "w")
f.write(sr[i] if  i == 0 else  ss + sr[i])
f.close()
#!/bin/bash
i=1for
i in  {1..102}
do
python GEM5ToMcPAT.py /home/cyh/cyh/gem5tomcpat/gem5tomcpat/fft/$i .txt config.l
l /home/cyh/cyh/gem5tomcpat/gem5tomcpat/fft-results/fft_$i .xml
let i=i+1
done
sudo apt-get install gcc-multilib 和
sudo apt-get install g++-multilib
#!/bin/bash
i=1
for  i in  {1..102}
do
./mcpat -infile /home/cyh/cyh/mcpat/fft/fft_$i .xml -print_level 5 > /home/cyh/cyh/mcpat/fft-results/fft_$i .log
let i=i+1
done
⾄此，我们就得到了fft.log⽂件。
四、mcpat2hotspot
在/home/cyh/cyh⽬录下建⽴新的⽂件夹，命名为：mcpat2hotspot，将上述fft.log⽂件拷贝到该⽂件夹下。这⾥我们主要提取fft.log ⽂件中的动态功耗，所以使⽤下⾯的脚本进⾏提取，其内容如下：
这样我们可以得到⽂件，然后将数据拷贝到excel中进⾏计算，就可以得到各个部件的功耗值。
五、HotSpot
从官⽹上下载，解压到⾃⼰的⽬录下。
以上述得到的动态功耗⽂件作为输⼊⽂件，通过hotspot可执⾏⽂件，我们就可以得到各个部件温度的值。
在hotspot中默认的模型是block模型，我们可以指定模型，⽐如grid模型。block模型：#!/bin/bash
i=1for  i in  {1..102}
do
./mcpat -infile /home/cyh/cyh/mcpat/fft/fft_$i .xml -print_level 5 > /home/cyh/cyh/mcpat/fft-results/fft_$i .log
let i=i+1
done #! /bin/bash
cat /home/cyh/cyh/mcpat3hotspot/fft.log | grep "Runtime Dynamic" > /home/cyh/cyh/
readf="/home/cyh/cyh/"
#printf="/home/cyh/"
printf="/home/cyh/cyh/mcpat3hotspot/"
for  (( i=1;i<=102;i=i+1 ))
do
exp=$( head -n 40
$readf  )
echo -n "$exp" | sed -n '4p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '5p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '6p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '15p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '16p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '21p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '22p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '25p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '28p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '29p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '36p' | awk '{printf $4 "\t"}' >> $printf
echo -n "$exp" | sed -n '37p' | awk '{printf $4 "\n"}' >> $printf
tail -n +41 $readf  >
#      $readf
> $readf
done
rm -rf /home/cyh/cyh/
rm -rf /home/cyh/cyh/
./hotspot -c hotspot .config  -f Z .flp  -p fft .ptrace  -o fft .ttrace
./hotspot -c hotspot .config  -f Z .flp  -p fft .ptrace  -steady_file fft .steady
注意⼀：上述命令的Z.flp指的是版图⽂件，在hotspot中有默认的ev6.flp，但是我们需要⾃⼰的版图⽂件，所以我们可以根据fft.log⽂件中的各个部件的⾯积来计算每个部件的长、宽和坐标。
注意⼆：fft.ptrace⽂件是我们从mcpat2hotspot得到的功耗⽂件，ace是瞬态时的温度⽂件，fft.steady 是稳态时的温度⽂件。grid模型：
注意⼀：Z.flp是版图⽂件， fft.ptrace是功耗⽂件， ace 是瞬态温度，fft.steady是稳态温度。
注意⼆：通过第⼆条语句我们可以⽣成⼀个gcc.svg⽂件，这是⼀个中间⽂件。
注意三：通过第三条语句我们可以⽣成fft.pdf⽂件，该⽂件是⼀个彩⾊的温度分布图。
⾄此，Gem5、Mcpat和Hotspot的联合仿真就结束了。 Good Luck Fern!./hotspot -c hotspot
.config  -f Z .flp  -p fft .ptrace  -o fft .ttrace  -steady_file fft .steady  -model_type grid -grid_steady_file fft .grid.steady
./grid_thermal_map .pl  Z .flp  fft .grid.steady  > fft .svg
convert -font Helvetica svg:fft .svg  fft .pdf

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