Very Very Brief Introduction to PTLsim

1. Very Very Brief Introduction to PTLsim 2008.5.19

2. PTLsim • 特点 • x86_64 Architecture • Cycle Accurate • Full System simulator

3. Language • 使用C++编写 • 但只使用了C++的部分特性：模板，STL（自己实现的，没有用C++提供的STL库） • 号称可以轻松添加各种模型，只需在PTLsim里注册一个C++类并重新编译 • 已经实现的模型包括superscalar out of order core, SMT version of ooo core, in-order sequential core

4. Simulation • 分成两种： • Userspace version：单线程 • Full system version：cycle accurate，SMT（Simultaneously Multi-thread）模型，支持多处理器

5. Native Mode • 将二进制代码直接放到本地机器上运行 • 模拟速度快 • Trace Driven？ • 号称精度很高，将AMD64的硬件Performance Counter得到的数据跟PTLsim模拟结果比对，误差在5%以内

6. Xen • Linux下的虚拟机 • 结构复杂，尚未清楚其用法 • 但是Xen本身就支持虚拟多处理器（Virtual CPU)，怀疑PTLsim仅仅是对Xen进行扩展 • 确实可以在Xen上跑一个操作系统，但是该操作系统需要重新编译（没法跑windows），因为毕竟Xen虚拟的x86和真正的x86还是有差别

7. SMT • Simultaneous multithreading is a processor design that combines hardware multithreading with superscalar processor technology to allow multiple threads to issue instructions each cycle • 同时多线程：结合硬件多线程和超标量处理器技术，使得每个周期能有多个线程发射指令

8. Compilation • 使用最新版本的GCC 4.3在编译的时候需要对源码的某些地方进行修改（GCC 4.3的语法规则又变了） • 其他遇到的问题还有链接的问题，可以通过修改Makefile文件解决 • 最后生成一个ptlsim和ptlstats可执行文件

9. Run • ./ptlsim打印出一堆参数信息 • 但是使用它运行二进制可执行文件却没有输出 • ./ptlsim /bin/ls • 没有输出 • 需要看User Manual

10. Temperature and Power • 暂时没搜到基于PTLsim的温度和功耗模型的信息 • 作者认为他们接下去的工作是 • 1.建立一个详细的多处理器互联模型（使用MOESI Cache一致性协议） • 2.扩展PTLsim使之支持Xen的HVM（Hardware Accelerated Virtualization），可以使得任意的操作系统都能在上面跑（难道他们想在上面跑windows vista？？？）

11. Problems • 仍需要进一步的调研 • Ptlsim的程序虽然编译好了但是不知道怎么用，需要看user manual • Xen还没有跑起来，估计要搭好环境会比较麻烦 • X86的架构跟体系结构上学到的知识还是有很多不同，看论文时许多术语看得头疼

12. Well Known x86 Simulators • 已知的一些x86模拟器 • Bochs：开源，速度慢（约5-10Mhz） • QEMU：支持多种体系结构 • Simics：非开源，支持多种体系结构 • 均不支持对x86指令以下的级别进行建模 • MYSim：基于SESC和Bochs，似乎还没做出来

13. Up to date? • http://hpc.cs.tsinghua.edu.cn/wwwarch/tools.html • 包括很多模拟器，工具，benchmark