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1、FLASHSIM模拟仿真器 安装使用简析,SSD开发基础之,PPT讲述流程,Flashsim的设计简述,FTL的相关简介,Flashsim的设计概述,Flashsim 是一款对SSD盘仿真模拟，对其中的一些算法（如FTL，DFTL算法）进行性能评估的基于disksim，运行在linux下的仿真软件。 FLASH simulation 硬件模拟图：,Flashsim的设计简述,上图中的各部件的简述： SSD：提供一个SSD类，向用户提供SSD接口。对于外界的访问，返回该访问的时间。 RAM：SSD中的缓冲区模型，该模型模拟controller向BUS总线发送数据的缓冲区，运行中RAM类还需要计算
2、其自身的读写时间。 Controller：接收来至SSD的访问请求，调用FTL算法完成访问操作。发送虚拟的访问数据至RAM中。 Bus：包含了许多Channel通道，通过控制器仲裁数据访问经过哪个channel。 Channel：访问芯片的通道，在模拟器中负责安排对SSD盘操作的事物顺序，和记录各个操作的时间。一次只能执行一个操作。 Package：共享一个channel的一组flash芯片虚拟封装包。简化channel下的编址。 Die：一个die就是一个flash芯片，die与channel相连。内部被分为若干plane。 Plane：由一些block构成。每个plane都含有一个page
3、大小的regist，为与总线交换的数据和plane内部的合并操作提供缓存。该层的操作时间为合并时间 + 寄存器时延。 Block：每个block被划分为不同的页，块是擦除操作的最小单位（因为按页擦除的花费太高）。Block的寿命主要受擦除操作的影响，擦除操作只能限定一定的次数内。该层操作时间为擦除所用时间。 Page：定义为ssd读写操作的最小单位，有三种状态（I，V，F）。该层的操作时间为读写时间。,Flashsim的设计概述,Flashsim软件构造结构图：,左图，是用C+语言为硬件描述的各个部件类,Flashsim的设计简述,软件结构块分析,Flashsim的设计简述,Algorithm
4、_1 描述,该算法，主要是将外界的请求访问操作，在FTL算法下划分为一系列的对ssd的子操作单元，经过channel通道的安排执行这些操作单元，这部分的操作时间，主要是channel的处理时延 + package中的处理时延,Flashsim的设计简述,Algorithm_2 描述,Package中的操作有：die内的块合并，plane内的块合并，block内的擦除， block的磨损情况记录，page内的读写。这些操作的用各自的操作时间代替。其中，擦除操作还要记录擦除的次数。,Flashsim安装,OS：uBuntu 10.04（最好） GCC：2.95 bison & flex-old d
5、isksim-3.0 flashsim(src),Flashsim安装,一、Gcc 2.95 安装方法 sudo apt-get install build-essential 安装GCC 2.95 下载网址：http:/old- 将下列5个文件依次下载： cpp-2.95_2.95.4-24_i386.deb； gcc-2.95_2.95.4-24_i386.deb； g+-2.95_2.95.4-24_i386.deb； libstdc+2.10-glibc2.2_2.95.4-24_i386.deb ； libstdc+2.10-dev_2.95.4-24_i386.deb 在存放上述文
6、件的文件夹中按照上面所下载的顺序一次安装，安装的命令是 sudo dpkg -force-depends -i xxx.deb,然后更改系统中gcc的软链接（命令如下）： sudo ln -fs /usr/bin/gcc-2.95 /usr/bin/gcc 查看gcc版本: gcc v 如果版本是gcc 2.95 安装成功。,Flashsim安装,二、bison & flex-old安装方法安装bison sudo apt-get install bison 安装 flex-old sudo apt-get install flex-old检测bison 和 flex-old 的版本flex：
7、词法分析程序自动构造工具 Bison：语法分析程序自动构造工具,Flashsim安装,三、编译disksim源程序Disksim3.0下载地址： http:/www.pdl.cmu.edu/DiskSim/disksim3.0.shtml解压后名为disksim-3.0,编译指令： x13x13-desktop:/home/flashsim/disksim-3.0 #进入disksim-3.0文件夹 x13x13-desktop:/home/flashsim/disksim-3.0 / make # 运行makefile 文件如没有提示编译错误，则可以进入/disksim-3.0/valid目
8、录下，运行runvalid文件。若能准确运行，说明disksim-3.0的编译是正确的,Flashsim安装,四、编译flashsim源程序Flashsim simulation就是在disksim中的src文件中添加关于flash仿真部分，所以就是对disksim-3.0/src进行改动，然后编译disksimFlashsim下载地址http:/csl.cse.psu.edu/?q=node/322依次下载Src.release.tar.gz 解压后放到disksim-3.0文件下，并命名为src替换原来的src文件夹将网页上的patch文件拷贝到src文件夹中（名称如下），并在当前文件夹路
9、径下执行命令sudo apt-get install patch patch -p1 -i flashsim-2010324.patch 此过程为对src文件的打补丁操作，注意不要随意改动（src文件夹下的代码文件）patch通过之后，退回到disksim-3.0目录下，再次编译,如果你的flashsim安装过程中，patch时出错，可根据提示信息手动修改。如我本人在10.04下出现的错误是： Patching file dftl.c Patchjng file disksim_logorg,c Patching file fast.c Patching file flash.c Patchi
10、ng file pagemap.c Patching file syssim_driver.c Hunk #1 FAILED at 129. Hunk #2 FAILED at 139. saving rejects to file syssim_driver.c,rej上述代码是在 syssim_driver,c打补丁时出错，观察flashsim-20100324.patch发现是增加6个变量没有成功，所以手动修改，make disksim3.0成功。,Flashsim的基本操作,Flashsim的测试命令格式disksim parmeter overrides disksim : 可执行文
11、件的执行名。 parfile: 参数文件命。 outfile: 输出文件名。 tracetype：输入测试数据的格式 tracetype: 输入的测试数据文件 synthgen:测试数据由模拟器生成 Parameter overrides:命令行中修改参数文件中的配置参数。,Flashsim的基本操作,Disksim建立硬盘仿真的拓扑结构,DRIVERS: 访问驱动位于存储系统的最上层，主要声明I/O访问特性，比如，多个访问排队操作，按照某些算法下一个I/O访问等。CTLR：存储系统的控制器，参数中含有控制器的控制级别，处理时延，块传输时延等。BUS：传输总线，声明总线是单一传输还是可以并行传
12、输。标明总线的仲裁策略和仲裁时延，R/W 块时延等。DEVICE：存储介质，要模拟SSD盘时，设备应选为flash NAND介质。参数标明该盘的块数目，FTL算法类型等参数。,Flashsim的基本操作,Flashsim模拟FTL的两个重要的文件,Parfile文件，在该文件中设置你所要仿真的ssd盘的所有参数。FTL算法，ssd的block数量，etra block数量，ssd盘的接口，总线，控制器参数，和访问调度策略都是在该文件中声明。,FTL算法程序，以.c和.h的形式存放在 disksim/src/ 文件夹下，其中.c文件是开发者自己的FTL的具体实现，.h文件是开发者为自己编写的FT
13、L算法所声明的函数库头文件，这写头文件在disksim_iodriver.c ssd_interface.c disksim_main.c 和disksim_simpleflash.c中以选择的形式，供disksim执行模拟仿真。,Flashsim的基本操作,参数文件的配置结构,Flashsim的基本操作,Parv文件的简单介绍：GLOBAL BLOCK：主要是设置模拟器运行时的时间参数，为计算操作时间，和合成测试量做准备。 STATS BLOCK：主要是设置要打印输出的一些参数。这些参数包括存储设备各部件的运行参数等。 I/O 不见参数设置块：设置DRIVERS，DEVICES，BUS，CO
14、NTROLS等模拟参数。 COMPONENT INSTANTIATION：对上面的各个部件参数块实例化。 TOPOLOGY & LOGORG：主要声明模拟的存储系统的拓扑结构图。声明各个部件的结合特性。 SYNTHETIC BLOCK:合成测试数据参数设置块。 Process-Flow：声明处理器数量和 处理事物开销。,Flashsim的基本操作,Trace文件格式分析：,访问操作相对于仿真器启动到来时间 (Request arrival time ),存储设备数，单个设备（为0）(device number),访问块的起始地址（Block number）,访问块的大小 （Request si
15、ze）,访问操作标志 0为write，1 为read（Request flags）,Flashsim的基本操作,开发FTL流程,相关连接,Flashsim: A Simulator for NAND Flash-based Solid-State Drives youngjae Kim, Brendan Tauras, Aayush Gupta, Dragos Mihai Nistor, Bhu Urgaonkar. The DiskSim Simulation Environment Version 3.0 Reference Manual John S.Bucy, Gregory R.Ganger,
