GemFI的安装及实验
一、GemFI的安装
1、预装软件
sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install flex
sudo apt-get install bison
sudo apt-get install libncurses5-dev
sudo apt-get install python-docutils
sudo apt-get install scons
sudo apt-get install swig
sudo apt-get install m4
sudo apt-get install python-dev
sudo apt-get install zlib1g
sudo apt-get install zlib1g-dev
sudo apt-get install protobuf-compiler
sudo apt-get install libprotobuf-dev
2、安装dmtcp-2.2.1和protobuf-2.5.0
在网上下载dmtcp-2.2.1和protobuf-2.5.0两个安装包，并将其放到自己的目录下，例如：/home/cyh/cyh/gemfi，然后根据一般软件的安装方法安装即可。（在这里我使用的是Ubuntu 12.04）
3、安装GemFI
1、修改文件gemfi-x86/configs/common/SysPaths.py第53行，修改为自己路径。例如：
path = [ ‘/dist/m5/system’, ‘/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/dist’ ]
2、修改后在终端进入gemfi-x86文件夹，运行如下指令：
scons build/X86/gem5.opt
第一次安装需要等待20-30分钟左右，安装成功后会显示：
scons: done building targets.
3、编译m5term用于连接进入模拟系统。进入gemfi-x86文件夹下util子目录term，运行如下指令：
make
sudo make install
4、运行例子程序。
从终端进入到gemfi-x86目录：
cd /home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86
执行下面的指令：
dmtcp_checkpoint build/X86/gem5.opt configs/example/fs.py --kernel=x86_64-vmlinux-2.6.28.4-smp -b mybench_hello
当看到“hello world”的输出时证明GemFI的安装成功了。
二、使用GemFI进行故障注入实验
1、修改hello.c文件
添加故障注入的库文件和语句
hello.c所在的目录下：
/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/tests/test-progs/hello/src
hello.c原内容如下：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello world!\n");
return 0;
}将hello.c修改为如下内容：
#include <m5op.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int id=0;
fi_activate_inst(id, START);
printf("hello world!\n");
fi_activate_inst(id, STOP);
return 0;
}fi_activate_inst(id, START)是用于启动故障注入，fi_activate_inst(id, STOP)是用于关闭故障注入。编译所需的头文件以及库文件在gemfi-x86/util/fi目录下。
2、使用gcc编译hello.c文件
在/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/tests/test-progs/hello/src的目录下，执行下列命令：
gcc -static -o2 -L/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/util/fi -lm5 -I/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/util/fi -o hello hello.c /home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/util/fi/m5op_x86.S
执行结束后在该目录下可以产生hello的可执行文件
注意：
-I:显示指定头文件的所在地，告诉gcc去哪里找头文件。
-L：告诉gcc去哪里找库文件。
通常情况下，gcc默认会在程序当前目录、/lib、/usr/lib和/usr/local/lib下找对应的库。
3、将hello文件mount进磁盘中
执行下列指令：
cd /home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86
sudo mount -o,loop,offset=32256 ./dist/disk /x86root.img /mnt
cd /mnt
sudo cp /home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/tests/test-progs/hello/src/hello ./ 4、修改configs内的一些文件
这里主要修改/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/configs/common这个目录下的SysPaths.py和Benchmarks.py两个文件。
将SysPaths.py文件的第53行修改为：
path = [ ‘/dist/m5/system’, ‘/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/dist’ ]
在Benchmarks.py文件中添加benchmark，例如：
‘test_hello’: [SysConfig(‘test_hello.rcS’)],
在这里需要写自己的xxx.rcS文件，下面是我的test_hello.rcS的具体内容
# !/bin/sh/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/configs/boot
cd test
/sbin/m5 dumpresetstats
echo ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"
echo "Running test now ..."
./hello
echo "Finish test :D"
echo ">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"
/sbin/m5 exit注意：这里的hello文件就是本文中上面所述通过gcc编译生成的可执行文件，并且该文件已经mount进磁盘中。
注意：这里我们写的xxx.rcS需要放到/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/configs/boot这个目录下。
5、重新编译。
scons -c
scons build/X86/gem5.opt
6、运行。
dmtcp_checkpoint build/X86/gem5.opt -r -d ./fi_output/hello --debug-flags=FaultInjection configs/example/fs.py --kernel=x86_64-vmlinux-2.6.28.4-smp --caches -b test_hello注意：
-r -d，指定文件的输出目录。
–debug-flags=FaultInjection，指定故障注入。
configs/example/fs.py，指定全系统模式。
7、查看输出文件。
程序运行结束后，查看/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/fi_output该目录下的输出文件。
system.pc.com_1.terminal文件的部分内容：
mounting filesystems...
loading script...
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Running test now ...
hello world!
Finish test :D
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>simout文件的部分内容：
CORE:system.cpu
Pipeline Stage NonProtected Protected NOP Other object file
Fetch 1396 0 0 0
Decode 2467 0 0 0
IEW 1820 0 0 0
MEM 505 0 0 0
Ticks : 13825453785113500
4962489605500: system.fi_system: ~===Fault Injection Deactivation Instruction===
Exiting @ tick 4963195465500 because m5_exit instruction encountered8、生成故障注入文件。
执行下列命令：
cd /home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/util/create_exp
./generator -f 1396 -d 2467 -e 1820 -l 505注意：这里的“-f 1396 -d 2467 -e 1820 -l 505”指的是上面我们得到的取指、译码、执行、访存的指令条数。通过上面的命令，我们可以得到四个txt文件。
上述命令的输出内容：
Fetch Instructions: 1396
Decode Instructions 2467
Execute Instructions 1820
LoadStore Instructions 505
Probability for Fetch PC fault: 0.225598
Probability for Decode fault: 0.398675
Probability for Execute fault: 0.294118
Probability for Load/Store fault: 0.081610
Total Number Of Experiments : 1780
Total Number Of Upper Bounded Experiments : 1782
Fetch faults: 402
Reg faults: 0
PC faults: 0
Decode faults: 710
Execute faults: 524
Load/Store faults: 146在create_exp目录下将会生成Fetch.txt,Decode.txt,IEW.txt,LDS.txt四个文件。
9、单点故障注入。
这里我们用Decode作为示例。
在/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86/fi_input/hello该目录下创建input文件：
touch input
将上面生成的Decode.txt文件的最后一行拷贝到input文件中。
执行下列命令：
echo -n "RegisterDecodingInjectedFault Inst:7 Flip:30 all all 1 0 Src0:0" > input
接下来执行下列命令：
dmtcp_checkpoint build/X86/gem5.opt -r -d ./fi_output/hello1/ --debug-flags=FaultInjection configs/example/fs.py --kernel=x86_64-vmlinux-2.6.28.4-smp --caches --switch-on-fault=1 --repeat-switch=1 --checkpoint-on-fault 1 -b test_hello --fi-in fi_input/hello/input
执行结束后我们就可以通过fi_output/hello1该目录下的system.pc.com_1.terminal和simout文件来观察执行的结果。
注意：在执行结束后，/home/cyh/cyh/gemfi/gemfi-x86目录下会产生下列的这样一些文件：“ckpt_gem5.opt_2da1a61fd716c21e-40000-56efc871_files”，“decode_ckpt.dmtcp”，“dmtcp_restart_script.sh”，“dmtcp_restart_script_2da1a61fd716c21e-40000-56efc870.sh”。当我们做完实验可以将这些文件删除，因为它们占的空间比较大。
Good Luck Fern!