Gem5模拟器，详解官网教程Debugging gem5（四）

一、Gem5中的多种debug模式

二、gem5中的调试标志

三、介绍一下DPRINTF是啥？

四、如何添加一个新的debug flag

五、关于Debuug output

gem5是一种用于模拟计算机系统的开源模拟器。它提供了一个debug模式，允许用户在模拟运行时调试计算机系统。在debug模式下，用户可以暂停模拟，查看当前状态，执行单步操作，设置断点等。这有助于用户了解模拟系统的内部工作原理，并发现和调试潜在的问题。使用debug模式需要额外的内存和时间开销，因此一般不用于生产环境。

一、Gem5中的多种debug模式

gem5模拟器提供了多种debug模式。具体取决于gem5的版本和安装，不同版本可能提供的debug模式不同。一些常用的debug模式包括：

DRAM：调试内存访问。
RoiOnly：只运行特定区域（ROI）内的代码，用于提高模拟速度。
SwitchCPU：调试多处理器系统中的CPU切换。
Checkpoint：调试检查点功能。
Checker：启用内存访问检查器。
Interrupt：调试中断处理。

不同的debug模式可以提供不同的调试功能。例如，DRAM模式可以帮助用户调试内存访问问题，而RoiOnly模式可以帮助用户优化模拟速度。用户可以根据自己的需要选择适当的debug模式，并通过命令行参数启用它们。例如，可以使用--debug-flags=DRAM来启用DRAM模式。

二、gem5中的调试标志

gem5 是一个用于模拟和建模计算机系统的框架。它可以用来模拟各种类型的计算机系统，包括处理器、存储器和 I/O 设备。gem5 包含一些调试标志，用于帮助开发人员调试和定位问题。

例如，可以使用 --debug-flags 标志指定要启用哪些调试信息。例如，如果要启用所有可用的调试信息，可以运行：

./build/X86/gem5.opt --debug-flags=All configs/example/se.py

其他常用调试标志包括：

--debug-file：指定要将调试信息写入的文件。
--debug-start：指定从何时开始记录调试信息。
--debug-end：指定何时停止记录调试信息。
--debug-delays：指定在每个时间片之间插入多长时间的延迟，用于查看调试信息。

三、介绍一下DPRINTF是啥？

DPRINTF 是一种宏，它用于打印调试信息。它的语法如下：

DPRINTF(Class, format, args...)

其中，Class 是一个调试信息类别，是一个Debug Flag，需要提前声明，format 是一个字符串，包含要打印的信息的格式。如果宏被调用，那么会将 format 中的信息格式化后输出到控制台上。例如，如果执行上面的语句，那么会在控制台上打印出：

Created the hello object

这条语句的目的是将一条调试信息输出到控制台上，用于提示程序创建了一个名为 hello 的对象。

注意：DPRINTF 宏只有在程序被编译成调试模式时才会生效，在发布模式下不会输出任何信息。

四、如何添加一个新的debug flag

官网的一条指令：

 build/X86/gem5.opt --debug-flags=Exec configs/learning_gem5/part1/simple.py | head -n 50

Exec 是 gem5 中的一个调试标志，它允许用户在模拟执行过程中跟踪执行流程。它可以帮助用户更好地理解系统是如何执行给定的指令的，并且可以帮助用户发现潜在的问题和错误。不过，由于它会增加模拟执行的时间和复杂度，因此在实际应用中通常不会使用 exec 标志。

如果要在gem5中添加一个新的debug flag，可以按照以下步骤操作：

1.在gem5源代码中找到debug/Debug.py文件。

2.打开该文件，在类DebugFlags中定义一个新的debug flag。例如：

class DebugFlags:def __init__(self):self.my_new_flag = False

3.在同一个文件中，找到parse_options()函数。该函数用于解析命令行参数，并设置debug flag的值。在该函数中，添加一行代码来解析新增的debug flag，并将其设置为True或False。例如：

def parse_options(self, options=None):...if options.my_new_flag:self.my_new_flag = True

4.保存文件，并使用scons编译gem5源代码。

5.在运行gem5模拟器时，使用--debug-flags=my_new_flag命令行参数来启用新增的debug flag。

通过上述步骤，可以在gem5中添加一个新的debug flag，并在模拟运行时启用它。此外，还可以使用该debug flag来控制模拟运行时的输出。

五、关于Debuug output

gem5 Simulator System.  http://gem5.org
gem5 is copyrighted software; use the --copyright option for details.gem5 compiled Jan  4 2017 09:40:10
gem5 started Jan  4 2017 09:41:01
gem5 executing on chinook, pid 29078
command line: build/X86/gem5.opt --debug-flags=HelloExample configs/learning_gem5/part2/run_hello.pyGlobal frequency set at 1000000000000 ticks per second0: hello: Created the hello object
Beginning simulation!
info: Entering event queue @ 0.  Starting simulation...
Exiting @ tick 18446744073709551615 because simulate() limit reached

该输出是自定义的Debug flag，通过调用DPRINTF得到，输出有三个部分组成，

1：“0”即执行DPRINTF时的tick（时钟周期）

2：“hello”SimObject的名字，在python配置文件中写明的，通过name()函数返回

3：“ Created the hello object ”你自己传递到DPRINTF函数中的字符串