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MutekH quick start guide for SoCLib platform

Dans le cadre du projet SoCLib/ANR seules ces deux types de configuration sont documentées. D'autres configurations sont possibles dont, par exemple, celle adaptée aux cartes mères de PC/x86. Elles ne sont pas documentées ici, mais sont présentent dans le dépot svn de MutekH.

MutekH est compilable sur plusieurs processeurs de la bibliothèque SoCLib comme le Mips et le PowerPC. Il est également compilable sur intel X86 en natif ou en émulation dans un processus Unix.

Les configurations de MutekH

MutekH est entièrement configurable pour s'adapter à la fois au matériel sur lequel il s'exécute mais aussi aux besoins de l'application. Il existe une centaine de paramètres permettant de définir une configuraion. Chaque paramètre peut prendre plusieurs valeurs. Les paramètres ne sont pas indépandants les uns vis à vis des autres, deux paramètres peuvent s'exclure ou dépendre l'un de l'autre. MutekH facilite la définition d'une configuration en vérifiant les règles de dépendances et la cohérences des valeurs.

Dans ce document nous allons voir deux configurations.

  1. Une configuration pour une plateforme x86 émulée dans un processus unix.



    L'intérêt de cette plateforme est qu'elle permet de mettre au point une application en bénéficiant des performances de la machine hôte. Elle permet également d'exécuter une application sans que l'installation de SoCLib ne soit nécessaire. L'inconvénient est que le seul périphérique disponible est le terminal.



    Les premières applications de ce document utilisent cette configuration. Au delà de son aspect jouet, cette configuration est utile à chaque fois que l'on s'intéresse à la mise au point d'un algorithme et que l'on a pas besoin de coprocesseurs, ni d'interruption.
  1. Une configuration pour un cluster à 4 processeurs (Mips ou PowerPC) autour d'un NoC/VCI. Cette configuration permet de créer une application pour un simulateur de SoC en systemC/SoCLib.



Premiers pas sur une plateforme émulée

Pour ce premier essai seules les sources de MutekH sont nécessaires.

Récuperation des sources

svn co -r 661 https://www-asim.lip6.fr/svn/mutekh/trunk/mutekh

crée un répertoire mutekh contenant les sources et les documentations de MutekH. L'organisation des sources suit celle des bibliothèques. 

mutekh
|-- arch            code dépendant des plateformes
|-- cpu             code dépendant des processeurs
|-- doc             documentation
|-- drivers         pilotes des périphériques
|-- examples        Test and example programs
|-- gpct            API de gestion des ensembles
|-- hexo            API d'Hexo
|-- libc            API standard C
|-- libnetwork      API de la pile de protocole réseau
|-- libpthread      API des threads Posix
|-- libsrl          
|-- libunix         API des appels système Unix
|-- libvfs          API Virtual File System
|-- mutek           
|-- scripts         
`-- tools

Ecriture du premier programme

Le programme de test va être placé dans un sous-répertoire du répertoire de mutekh.

Note: Cet exemple est disponible directement dans le sous repertoire examples/hello.

  1. Création du répertoire de test, dans le répertoire mutekh 
    mkdir hello
cd hello
  2. Ecriture du programme suivant dans le fichier hello.c 
    #include <pthread.h>

pthread_mutex_t m;
pthread_t a, b;

void *f(void *param)
{
  while (1)
    { 
      pthread_mutex_lock(&m);
      printf("(%i) %s", cpu_id(), param);
      pthread_mutex_unlock(&m);
      pthread_yield();
    }
}
int main()
{
  pthread_mutex_init(&m, NULL);
  pthread_create(&a, NULL, f, "Hello ");
  pthread_create(&b, NULL, f, "World\n");
}
  3. Ecriture d'un Makefile 
    objs = hello.o

Configuration de MutekH

Tapez le fichier de configuration suivant dans le fichier hello/config_emu Nous verrons plus loin la signification des configurations. Disons rapidement que cette configuration indique:

  • la licence de l'application (et la vérification que les composants sont compatibles avec ce choix),
  • que la plateforme cible s'exécute dans un processus Unix sur une plateforme X86
  • que l'application utilise les Pthreads.
  • que les affichages se font sur le terminal.
  • que l'on déclare un nouveau module nommé "hello".

Le code source de MutekH est découpé en modules. Nous devons declarer un noveau module que nous appelerons "hello" pour que notre application soit compilée en même temps que le reste du système. Le chemin de ce module doit être spécifié, dans notre cas ce chemin est identique à celui du fichier de configuration que nous écrivons. 

# Application license
  CONFIG_LICENSE_APP_LGPL

# Platform types
  CONFIG_ARCH_EMU

# Processor types
  CONFIG_CPU_X86_EMU

# Mutek features
  CONFIG_PTHREAD
  CONFIG_MUTEK_CONSOLE

# Device drivers
  CONFIG_DRIVER_CHAR_EMUTTY

# Code compilation options
  CONFIG_COMPILE_DEBUG

# New source code module to be compiled
  CONFIG_MODULES hello:%CONFIGPATH

4. Compilation de l'application et de MutekH

La compilation se fait depuis le répertoire de MutekH en tapant: 

make CONF=hello/config_emu

Le Makefile compile les sources du système et de l'application en tenant compte du fichier de configuration. Le résultat de cette compilation est: 

kernel-emu-x86-emu.out

5. Exécution

L'exécution du programmme kernel-emu-x86-emu.out rend normalement: 

(0) Hello (0) World
(0) Hello (0) World
(0) Hello (0) World
(0) Hello (0) World
...

Plus loin sur une plateforme SoCLib

Récupération des sources de SoCLib

renvoie au site de soclib à la page d'installation

Description de la plafeforme SoCLib

Pour ce premier contact avec MutekH, nous avons préparé un plateforme à 4 processeurs. Cette plateforme se trouve dans les sources de SoCLib dans le répertoire soclib/soclib/platform/topcells/caba-vgmn-mutekh_tutorial-mipsel_mipseb_ppc405/.

Configuration de MutekH

Note: Cet exemple est disponible directement dans le sous repertoire examples/hello.

La configuration de MutekH pour une plateforme simulé de 4 processeurs va etre placé dans le fichier hello/config_mips: 

# Application license
  CONFIG_LICENSE_APP_LGPL

# Platform types
  CONFIG_ARCH_SOCLIB

# Processor types, Mips little endian with multiprocessor support up to 4 cpus
  CONFIG_CPU_MIPS
  CONFIG_CPU_MIPS_VERSION 32
  CONFIG_CPU_ENDIAN_LITTLE
  CONFIG_SMP
  CONFIG_CPU_MAXCOUNT 4

# Mutek features
  CONFIG_PTHREAD
  CONFIG_MUTEK_CONSOLE

# Device drivers
  CONFIG_DRIVER_CHAR_SOCLIBTTY
  CONFIG_DRIVER_ICU_SOCLIB

# New source code module to be compiled
  CONFIG_MODULES hello:%CONFIGPATH

On note que la définition des processeurs changent. On indique qu'il s'agit de 4 mips de type bigendian. Le systeme peut donner des informations sur les options en tapant la commande: 

make CONF=hello/config_mips showconfig TOKEN=CONFIG_SMP

L'ensemble des configurations possibles (une centaine) peut être obtenu par la commande ci-après: 

make CONF=hello/config_mips listconfig

Le résultat: 

    Configuration token name                 Declare location 
===============================================================================

    CONFIG_ARCH_EMU                          (arch/emu/emu.config:2)
    CONFIG_ARCH_IBMPC                        (arch/ibmpc/ibmpc.config:2)
    CONFIG_ARCH_SIMPLE                       (arch/simple/simple.config:2)
 +  CONFIG_ARCH_SOCLIB                       (arch/soclib/soclib.config:2)
    CONFIG_CLUSTER                           (arch/arch.config:8)
 m  CONFIG_CPU_MAXCOUNT                      (cpu/cpu.config:2)
 +  CONFIG_CPU_MIPS                          (cpu/mips/mips.config:2)
    CONFIG_CPU_MIPS_ABI_EABI                 (cpu/mips/mips.config:40)
    CONFIG_CPU_MIPS_ABI_N32                  (cpu/mips/mips.config:34)
 +  CONFIG_CPU_MIPS_ABI_O32                  (cpu/mips/mips.config:22)
    CONFIG_CPU_MIPS_ABI_O64                  (cpu/mips/mips.config:28)
 v  CONFIG_CPU_MIPS_VERSION                  (cpu/mips/mips.config:16)
    ...
    (+) defined, (p) provided, (m) mandatory, (v) value.

Compilation de l'application et de MutekH

La plateforme mutek_basic s'adapte automatique à la configuration des sources de MutekH (type de cpu, ...). il faut donc ajouter un lien symbolique dans le repertoire de la plateforme soclib mutek_basic vers les sources de MutekH. 

cd ~/soclib/soclib/platform/topcells/caba-vgmn-mutekh_tutorial-mipsel_mipseb_ppc405
ln -s ~/mutekh

Par ailleurs, Mutekh doit connaitre les adresses liées au matériel de la plateforme, Il faut donc ajouter des liens symboliques dans le repertoire de mutekh vers la description des adresses de la plateforme: 

cd ~/mutekh
ln -s ~/soclib/soclib/platform/topcells/caba-vgmn-mutekh_tutorial-mipsel_mipseb_ppc405/soclib_addresses.h
ln -s ~/soclib/soclib/platform/topcells/caba-vgmn-mutekh_tutorial-mipsel_mipseb_ppc405/soclib_addresses.ldscript.m4

On commence par compiler le système MutekH avant de compiler la plateforme. La compilation de MutekH impose que les cross tools suivants soient disponibles:

  • mipsel-unknown-elf-gcc
  • mipsel-unknown-elf-ld
  • ... 
make CONF=hello/config_mips

Lancer la compilation de la plateforme: 

cd soclib/soclib/platform/topcells/caba-vgmn-mutekh_tutorial-mipsel_mipseb_ppc405
make

Exécution

./system.x mutekh/kernel-soclib-mips.out

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