gem5中NoC的Garnet2.0
gem5作为multicore的一个仿真软件，在各大高手的努力下，也有了NoC的部分。好像早就有了，就是最近我才用到，才注意到。
我在gem5中看到的就是garnet2.0了，他是在ruby下的NoC模型。
基本的使用方法是
--ruby --network=garnet2.0 --topology=XXX --num-dir=XXX XXX是需要自己填的查看具体参数的话--ruby -help
如果使用FS的话，编译gem5需要指定使用PROTOCOL，选项的话在/gem5/config/ruby/中，例子如下
PROTOCOL=MOESI_hammer他功能还是挺全的，可以选择clock，topology，latency，buffers，routing-algorithm等。
有一个课程，有条件的可以参加，像我没有条件的，就只能看看PPT和布置的作业自己学习了。
Garnet2.0中的NoC由如下几个部分组成：
- GarnetNetwork
- GarnetIntlink
- GarnetExtlink
- GarnetRouter
- GarnetNetworkInterfac
各个部分的连接是在/gem5/config/ruby/Ruby.py中
1、文件查看梳理
具体的源码在/gem5/src/mem/ruby中
先看network中的文件，贼尴尬
Topology.cc/hh：
在头文件中，定义了Topology的Class。包括了link，switch等。
createLInks函数创建各个switch的最短连接
- 首先找到最大的switch_id，注意这里的switch不仅是路由器，还包括controller，所以最大的switch_id + 1 就是所有的节点加路由器。比如network_test，如果是4*4的Mesh，每个节点有一个L1和direcotry，则0-31是controller的src，32-63是controller的dest，64-79为路由器，所以总共是80个switch。
- 权重矩阵、latency矩阵、inter_switch矩阵的大小都设为switch数目*switch数目。初始化时，遍历每个m_link_map，把其中的源和目的的权重找到，赋给相应的weight[src][dest]。
- 接下来调用shortest_path函数，寻找任意两个节点(包括路由和controller)之间的最短路径。即根据权重矩阵，更新延时矩阵和中间路由矩阵，返回最短距离矩阵。权重矩阵不变
- 接着遍历权重矩阵，找到所有权重矩阵中非INFINITE_LATENVY的元素，即有链路，则得到以链路起点为起点，终点为下一跳的初始一Hop,所能达到的目的地的集合。形成了一种类似反向的路由表。
- 最后正式建立起链路，使用makeLink函数，把路由表的入口(即这个链路能够到达的目的地的集合)也传进链路的属性中。
BasicLink.cc/hh，BasicRouter.cc/hh，MessageBuffer.cc/hh
看名称就知道设置了基础的Link、Router，Buffer的类，就不多说了。Buffer还有一些函数。
Network.cc/hh
这个是将上述通用的部件组合在一起，并进行了初始化。有一个函数是addressToNodeID，这个是map了每个节点的地址。
上面的是通用的配置，因为我主要用的是Garnet2.0，所以还得看garnet2.0文件夹下面的代码。这就比较困难了，因为我NoC的基础也不是很好，哎。
看代码先看README，
先说说readme，readme中也有了一些解释。
大概就是所有的当scheduleevent之后就会在规定时间调用各种wakeup函数，使整个流程完成。
然后是其他的文件。
未完待续
2、增加Topology
首先在/gem5/config/ruby/topologies中有很多的topology可以选择。
我们可以仿照着写，一个topology有如下的部分组成
- nodes：节点，也是controller，比如每个CPU，memory，DMA都算做一个node，初始化中就构造了
- routers：路由器，由Router函数构造
- link：连接，分为ext_link（外部连接）和int_link（内部连接）。外部连接是router连接controller的，内部连接是routers之间的连接。分别由函数Extlink和Intlink构建
函数返回一个topology对象，其属性包括routers以及extlink和inlink，都是对象数组。此MakeTopology函数的主要任务是构建路由器以及各种节点与路由器之间、路由器与路由器之间的连线。
3、增加routing-algorithm
/gem5/configs/network/Network.py
这里是输出的参数选择，在“--routing-algotithm”中增加自己的算法
/gem5/src/men/ruby/network/garnet2.0/RoutingUnit.cc/hh
这个文件具体定义routing-algorithm
函数outportCompute是选择算法的函数，默认是使用路由表
在switch中选择routing_algorithm，使用对应的lookupxxxxx函数
接下来就看看lookupxxx函数，比如lookupRoutingTable函数
- 读取之前配置的routingtable，找到所有可能的输出链路候选
- 遍历所以的链接，选择权重最小的链路
- 如果权重最小链路只有一个则选择他，有多个则随机选择
可以按照这个来写自己的routing_algorithm，注意是输入和输出。
参考：
http://synergy.ece.gatech.edu/tools/garnet/
http://www.gem5.org/Garnet2.0
Extending Gem5-Garnet for Efficient and Accurate Trace-driven NoC Simulation