TFSim

Event-driven simulation of the Tomasulo Algorithm using the C++ interface SystemC, with a complete GUI.

The purpose of this project is to ease the teaching of this algorithm, deemed extremely important to the understanding of out-of-order execution on modern microprocessors.

Guia de Execução

1. Baixe o SystemC 1-1. Extrair systemC e entrar na pasta padrão 1-2. Crie uma pasta build dentro da pasta do SystemC e entre nela

   mkdir build
   cd build
   

   1-3. Gere os arquivos de compilação usando cmake

   cmake .. -DCMAKE_CXX_STANDARD=17 -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/systemc
   

   1-4. Compile e instale a biblioteca

   make
   sudo make install
   

2. Baixe o Nana 2-1. Crie uma pasta qualquer (não pode se chamar build) dentro da pasta raiz do Nana e acesse-a

   mkdir build2
   cd build2
   

   2-2. Instale as seguintes bibliotecas necessárias antes de compilar o nana:

   sudo apt install -y libx11-dev libxft-dev libasound2-dev libxcursor-dev
   

   2-3. Crie os arquivos de compilação usando cmake

   cmake .. -DNANA_CMAKE_INSTALL=TRUE
   

   2-4. Compile e instale o nana usando make

   make
   sudo make install
   

3. Crie uma pasta qualquer para armazenar esse repositório 3-1. Clone usando git

   git clone https://github.com/lucasreis1/TFsim.git
   

   3-2. Compile o código usando o makefile incluido

   make
   

   3-3. Execute com ./tfsim

   • Os valores iniciais de registradores e de memória são gerados aleatoriamente para cada execução. É possível alterá-los (assim como inserir a lista de instruções) por linha de comando ou pela barra de opções da interface. Por linha de comando, utilize:

     • '-q' para fila de instruções
     • '-i' para valores de registradores inteiros (32 valores)
     • '-f' para valores de registradores PF (32 valores)
     • '-m' para valores de memória (500 valores inteiros)
     • '-r' para número de unidades funcionais (3 inteiros, um para cada tipo (ADD,MULT,LOAD/STORE))
     • '-l' para tempo de latência para cada instrução (uma linha para cada instrução, do formato <INSTRUÇÃO> <tempo de latência em ciclos>)
     • '-s' indica que o programa execute em modo de especulação por hardware (com reorder buffer)
     • O repositório fornece arquivos de teste já preenchidos na pasta 'in'
     • Também são fornecidos benchmarks para testes básicos (ideais para validação da ferramenta), incluidos em in/benchmarks

• Observações:
  • Caso esteja obtendo erro na compilação do simulador devido a biblioteca stdc++fs, utilize a regra nofs: make nofs
  • Um vídeo de demonstração da execução do simulador pode ser visto aqui

Instruções suportadas:

Sem especulação	Com especulação
DADD	BEQ
DADDI	BNE
DSUB	BGTZ
DSUBI	BLTZ
DMUL	BGEZ
DDIV	BLEZ
LD
SD