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Checkpoint 的生成和运行

Note

Checkpoint 相关的功能目前依赖于一个独立的 NEMU 分支。主线上的 NEMU 并不支持 Checkpoint 生成。

背景介绍

如果您对 Checkpoint 不了解，推荐 zyy 大佬的视频：Checkpoint + Sampling：10 小时内估算出 RISC-V CPU 的 SPEC 分数

使用 NEMU 生成 Checkpoint

环境准备

  1. NEMU (cpt-bk 分支)
  2. workload （非 可执行文件格式，需使用 objcopy 命令进行处理）

关于 NEMU 如何使用，以及如何生成 workload，请参考 NEMU 和香山的相关文档。

其他准备：

  1. NEMU 拥有一个 submodule NEMU/resource/simpoint ，使用 git submodule update --init 下载同步，并编译（analysiscode 目录下执行 make simpoint ），得到可执行文件 NEMU/resource/simpoint/bin/simpoint
  2. 在 NEMU/resource/gcpt_restore 目录下执行 make 命令编译
  3. 在 NEMU 目录下执行 make ISA=riscv64 XIANGSHAN=1 生成 NEMU 的可执行文件。

流程介绍

生成 Simpoint Checkpoint 分三步：

  1. Profiling 采样，执行一轮 workload，收集程序行为信息
  2. Cluster 聚类，得到权重最高的多个程序片段（节点）
  3. Checkpointing 生成，再执行一轮 workload，根据聚类的结果生成对应的 Checkpoint

执行命令

RTFSC：NEMU 的参数

Checkpoint 相关参数介绍：

  1. -D：生成 Checkpoint 的工作根目录，会自动创建指定目录，可以任取
  2. -C：描述任务的名字（上节三步流程的 Profiling 和 Cluster 等），可以任取
  3. -w：workload 的名字，可以任取
  4. --simpoint-profile：进行 Profiling，用于 Profiling 环节
  5. --interval：采样的区间大小，以指令数为单位，用于 Profiling 环节
  6. -S：指定 Cluster 环节的结果，用于 Checkpointing 环节
  7. --checkpoint-interval：生成 Checkpoint，同时设置 Checkpoint 的区间，需和 “--interval” 参数保持一致，用于 Checkpointing 环节

命令示例：

# Assuming the dest dir is /home/user/spec_cpt

# Profiling
riscv64-nemu-interpreter workload.bin -D /home/user/spec_cpt -w workloadName -C profiling -b --simpoint-profile --interval 100000000

# Cluster
mkdir -p /home/user/spec_cpt/cluster/workloadName
# Run this command under /home/user/spec_cpt/cluster/workloadName
# --!!-- make sure the simpoint_bbv.gz is for your target workload --!!--
simpoint -loadFVFile ../../simpoint_bbv.gz -saveSimpoints simpoints0 -saveSimpointWeights weights0 -inputVectorsGzipped -maxK 30 -numInitSeeds 2 -iters 1000 -seedkm 123456 -seedproj 654321

# Checkpointing
riscv64-nemu-interpreter workload.bin -D /home/user/spec_cpt -w workloadName -C take_cpt -b -S /home/user/spec_cpt/cluster --checkpoint-interval 100000000

其他注意事项

默认情况下，NEMU 不会进入 Checkpoint 模式，需要执行 NEMU 自定义指令进入 Checkpoint 模式。

RTFSC: nemu_trap

解析：

NEMU 使用 nemu_trap 指令（0x6b）表示程序执行结束 或 进行 Checkpoint 模式切换等行为，并根据 a0 寄存器进行判断。Profiling 时需要关闭时间中断，并打开 Simpoint Profiler；生成 Checkpoint 时，需要关闭时间中断。在执行 workload 之前（或者在 linux 环境下执行 workload 之前），需要执行相应的 nemu_trap 指令进行模式切换。

PS: 如果您对 Checkpoint 生成流程有疑问，欢迎提 issue 进行讨论。