Um simulador compilado dinâmico para o ArchC

Abstract

ResumoO simulador é uma das ferramentas mais importantes para o desenvolvimento de uma nova arquitetura computacional. Entre as vantagens que ele apresenta destacam-se a flexibilidade e o baixo custo. Os primeiros simuladores eram criados manualmente, uma prática muito propensa a erros. Atualmente, Linguagens de Descrição de Arquiteturas (ADLs) facilitam a geração dessas ferramentas.O foco deste trabalho é a pesquisa em técnicas de simulação rápida utilizando a ADL ArchC. Partindo do estado da arte nesta área, a simulação compilada, conseguiu-se melhorar ainda mais o desempenho dos simuladores de conjunto de instruções. Duas abordagens compilada foram usadas. A primeira é uma abordagem estática, que analisa e decodifica o binário previamente e especializa o simulador para aquela aplicação, deixando a simulação com um alto desempenho. As simulações ficaram apenas 5 vezes mais lentas, na média, que execuções nativas em máquina Intel, com desempenho atingindo 900 milhões de instruções por segundo.A segunda abordagem é a dinâmica, que não exige o conhecimento prévio da aplicação, evitando a sobrecarga inicial de se especializar o simulador. Com essa abordagem é possível, também, simular aplicativos que sofrem modificações em seu próprio código, como boot-loader e sistemas operacionais. A decodificação e compilação do aplicativo são feitas em tempo de execução, fazendo uso da infraestrutura LLVM. O desempenho de simulação só não superou o estático, alcançando uma média de 140 milhões de instruções por segundo. Considerando-se a sobrecarga de geração do simulador compilado estático, a abordagem dinâmica torna-se mais rápida, mostrando-se uma excelente alternativa ao projetista que não tem o interesse em ficar simulando repetidas vezes a mesma aplicação. v