Python 编程（gem5 ）

本次课程的目的是介绍 Python 编程及其在 gem5 中的应用。

核心概念：gem5 解释 Python

gem5 模拟器可以被视为一个 C++ 程序，它解释执行定义模拟的 Python 脚本。简单来说，gem5 就是一个包含 gem5 Python 库的 Python 解释器。

警告：这是一个简化的说法。一些模拟配置信息实际上存在于 C++ 代码中。但是，这个简单的概念可以作为一个有用的思维模型。

Python 脚本负责 导入 (import) 模拟组件（SimObjects），并使用 Python 配置脚本来指定它们的配置以及与其他 SimObjects 的连接关系。

python 复制代码

from m5.objects import CPU, L1Cache

cpu = CPU() # 创建 CPU SimObject
cpu.clock = '1GHz' # 设置它的参数
cpu.l1_cache = L1Cache(size="64kB") # 将其连接到其他 SimObjects

# ... 更多配置 ...

CPU 和 L1Cache 并非真实的 SimObjects 名称，这只是一个展示如何使用 Python 配置脚本的示例。

使用 gem5 运行脚本

以下是如何使用 Python 配置脚本运行 gem5 模拟的示例。 gem5 二进制文件用于运行模拟，并具有可配置模拟的参数（如 --outdir）。 Python 配置脚本被传递给 gem5。 Python 配置脚本之后的所有参数都会传递给该 Python 脚本。

复制代码

gem5 --outdir=mydir my-simulation.py --num-cores 4

语法格式为：gem5 {gem5的参数} {gem5 python配置脚本} {脚本的参数}。

虽然 gem5 配置脚本主要是 Python，但它也有一些特殊的特性和限制。我们将在本次课程中涵盖这些内容。最重要的区别在于，gem5 二进制文件为脚本提供了 m5 模块，该模块提供了配置脚本与 gem5 模拟器之间的接口。

一些 Python 基础回顾

练习：gem5 中的字面意义上的 "Hello world"

对于所有的编码示例，我们将处于 materials 目录下。

Bash

复制代码

cd /workspaces/2024/materials/01-Introduction/03-python-background

创建一个名为 "mysim.py" 的文件并添加以下内容：

Python

复制代码

print("hello from the config script")

使用 gem5 执行该脚本：

Shell

复制代码

gem5 mysim.py

Python 文件名请以 ".py" 结尾。 Python 无法导入名称中带有连字符 (-) 的文件。对于模块请使用下划线 (_)。对于要运行的脚本（你不希望别人导入的），可以使用连字符 (-)。

Python 入门：基本数据类型 (Primitives)

在最底层，Python 有 4 种原始数据类型。所有其他数据类型都建立在这些之上。

整数 (Integer, int)
浮点数 (Floating point number, float)
字符串 (String, str)
布尔值 (Boolean, bool)

这些是所有 Python 程序的基本构建块，可以通过各种方式进行设置和运算。

Python 编程（gem5 ）

本次课程的目的是介绍 Python 编程及其在 gem5 中的应用。

核心概念：gem5 解释 Python

使用 gem5 运行脚本

一些 Python 基础回顾

练习：gem5 中的字面意义上的 "Hello world"

Python 入门：基本数据类型 (Primitives)

基本类型：整数 (Integers)