Simpoint - 0x1 切片完整步骤

上一篇中我们讲了simpoint的原理和步骤，接下来实践下。

先从简单的开始，要实现切片需要两个软件：程序分析和统计软件；统计数据分析聚类软件。

0x1-1 程序分析和统计

在simpoint文章中使用的程序分析和统计软件是ATOM和simplescalar，ATOM在“A system for building customized program analysis tools“中有介绍，但未找到可使用的ATOM程序，排除。那在看下simplescalar，simplescalar是一个软件模拟CPU、cache、memory等硬件架构的软件，跟GEM5较相似，既然可以模拟CPU，那它支持什么指令集呢？从simplescalar的README说明中可以发现支持两种指令集：ALPHA和PISA，其中PISA是portable ISA的缩写，是simplescalar专门支持的私有ISA，如果要编译支持PISA的软件需要使用特有的工具链。alpha架构则是支持ALPHA自有的指令集，网络上对alpha处理器的介绍挺多，有兴趣的读者可以搜索了解下。既然alpha有真实的硬件推到市场过，应该还是比较成熟的，那我们在编译simplescalar的时候选择支持alpha吧。

OK，选定了simplescalar，那先下载软件吧。官方网站http://www.simplescalar.com

打开一片空白，试了N次，换了各种网络都不成功。只能求助万能的gitee。还好有乐于分享的同学上传的gitee上，simplescalar_install: simplescalar安装包，里面包含的挺全，有simplescalar的源码和PISA的编译工具链，但simplescalar是有版权保护的，大家传播时还是要慎重。选择下载其中的simplesim-3v0e.tgz，就是simplescalar 3.0的源代码。

simplescalar 3.0官方源码中只包含了模拟器的源码，是不支持切片需要的程序分析和统计功能的，要支持切片还需要对源码做侵入性的修改，要修改的内容可以simpoint中找到。下载并解压后有三个源文件：bbtracker.c/h是做程序分析统计的主要逻辑文件；sim-fast.c是simplescalar中的源文件，但为了支持bbtracker做了部分修改，因为不能确定源码版本跟作者使用的是否完全一致，我们不打算用bbtracker中的sim-fast.c替换simplescalar中的对应文件，而是将sim-fast.c中的修改添加到simplescalar中sim-fast.c的逻辑中。好在要修改的地方不多。修改完成后将bbtracker.c/h也拷贝到simplescalar源码目录，然后在Makefile中将bbtracker.h/c分别添加到SRCS/HDRS和OBJS中，接下来可以编译了。

>> make config-alpha // 配置simplescalar支持alpha架构的指令集
>> make
>> make sim-tests

其中make sim-tests会编译写测试程序来测试simplescalar虚拟机的正确性。

编译完成会生成sim-fast程序，其中就包含了程序的分析和统计功能。下面试下是否能正常的运行。

>> ./sim-fast -interval 100 -outdir bb -outfile bbv tests-alpha/bin/test-fmath

参数：

-interval 是分析时每段的指令流长度。文章中建议是100milion条指令流为一段，但我们使用的程序太小，为了演示方便，设置成了100条。

-outdir 输出文件的目录

-outfile 输出文件的名称，最后输出的其实是gzip压缩过的文件，所以文件名为bbv.tar.gz

可以使用编辑器打开生成的文件，文件格式跟上篇中介绍的步骤1的输出格式相同。

0x1-2 聚类

对于聚类功能，simpoint官方中已经给出了实现，已经发展到了3.2版本，直接拿来使用即可。

下载链接：https://cseweb.ucsd.edu/~calder/simpoint/releases/SimPoint.3.2.tar.gz

下载解压后进入到Simpoint目录，然后执行：

>> make simpoint

此命令会编译simpoint中analysiscode并将生成的可执行文件放到bin目录下，接下来执行simpoint对步骤1中获取到文件的进行聚类分析。

>> ./bin/simpoint -maxK 30 -saveSimpoints simpoints -saveSimpointWeights weights -loadFVFile input/sample.bb

参数：

-maxK N 表示K的取值从1到N，然后用BIC选择最合适的k值。

-saveSimpoints 将最终选择的点信息放到文件

-saveSimpointWeights 将选择的每个点的权重放到文件

-loadFVFile 载入Frequence vector文件，就是步骤1生成的文件

-inputVectorsGzipped 表明输入的FV文件是否经过gizpped压缩了，示例中的文件没有经过压缩，所以没有使用此参数

simpoint支持的参数还有很多，这里不再一一列举，有兴趣的同学可以看下simpoint中README文件，有详细说明。

可以打开simpoint生成的simpoints和weights文件，跟上篇中提到的文件格式对比下看是否一致。

OK，到此我们拿到了聚类后的代表点，在真实的场景中，接下来应该需要根据simpoints中点信息使用模拟器运行程序的若干个片段了。

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