我正在使用 Marss 循环精确模拟器，它使用 QEMU。它是一个完整的系统模拟器，提供用户和内核统计信息。 但是，即使我只获取用户统计信息，不同运行之间的统计信息也会有很大差异。我在火星网站上问过这个问题，但没有得到好的答案。 我想知道它是否与qemu有关。或者任何可以使模拟具有确定性的 qemu 选项/变体。 我尝试使用 -icount auto ，但仍然存在一些变化。 对于简单标量 eio 文件，我从未观察到任何变化。 我将不胜感激。
【问题讨论】：
标签： c++ simulator qemu deterministic
我没有使用 MARSS/QEMU，但我熟悉这个问题，熟悉一般的模拟器和 SimpleScalar。
通常很难使完整的系统模拟器具有确定性。例如。如果您的程序打印一天中的时间，并且一天中的时间发生变化，则将遵循不同的代码路径。更一般地说，如果你正在做一个完整的系统模拟，并且时间 ls，那么操作系统和用户代码的确切交错将根据磁盘磁头的位置、磁盘缓存中有多少数据等而有所不同。更不用说什么系统上正在运行其他进程。
SimpleScalar eio（和工业模拟器）通过记录外部 I/O 事件的跟踪来提供确定性，以便以与之前运行完全相同的指令数应用于模拟。基本上，您只是在录制时进行完整的系统模拟
您需要为 MARSS/QEMU 寻找类似的选项。不幸的是，我没有找到这样的。
缺少这些...
但是我可以听到你说“我的程序不读取一天中的时间。它不应该每次都以完全相同的方式运行吗？”也许是这样......但是（1）许多Linux图书馆在道德上相当于阅读时间。并且 (2) 还有其他进程在运行用户代码。
所以你需要控制运行。不要一直启动您的虚拟机（不是硬件虚拟机，我的意思是您在模拟器上运行的操作系统）。停止单用户。编辑 /etc/rc 以停止尽可能多的进程运行。完整的系统模拟与在真机上进行基准测试没有什么不同。在真实机器上，我们甚至可以在每次运行基准测试时重新启动机器。禁用（虚拟）网络。等等。
如果可以，不要在真正的操作系统上运行，而是在最小的监视器上运行。
但是，最好找到 I/O 跟踪重放工具。有时这些隐藏在调试器选项下。
这是 2008 年关于 qemu 中 I/O 重放补丁的参考。
http://wiki.qemu.org/Features/FaultTolerance - 重放 I/O 以提高可靠性/容错能力。
QEMU 用户空间模拟可能更具可重复性。我不知道它是否与 MARSS 一起使用
顺便说一句：再现性问题不仅仅与模拟器有关。它也与可靠性和调试有关。
您也许可以找到一个通用的 Linux 重放工具，您可以使用它来使您的系统在 QEMU/MARSS 之上的重现性更高。
在 MARSS 中，您可以使用 ptlcall 检查点工具在您的基准测试（假设您正在运行 SPEC 等）完成大量初始 I/O 之后，以及在下一个 I.O.许多基准测试会执行大量初始 I/O，然后在用户代码中运行一段时间，然后执行一些最终 I/O。通过使用这些检查点，您可以避免随时间变化的系统调用。
类似的 Simpoints，http://www.marss86.org/~marss86/index.php/Simpoints
顺便说一句，我刚刚想起另一种程序可能是非确定性的（除了偶然地依赖于时间或多处理器交互）：它们可能显式地和内在地依赖于时间。
例如Livermore Loops 基准测试的 langer98 版本乘以循环花费的时间，如果花费的时间不足，则会增加循环计数。您可以在此处记录外部交互，例如时间和系统调用，并且该程序可能会变得可重现 - 但您不会准确衡量它将在您的更新、更快的计算机上执行的操作。
反过来：假设你有一个编译器优化开关，形式为“应用这个非常昂贵的优化不超过 2 小时，然后停止......”
【讨论】：
QEMU 内置确定性记录和回放
QEMU 2.9.0 现在通过保存外部输入具有确定性记录和回放功能，但它暂时被破坏了：How to use QEMU's deterministic record and replay feature for a Linux kernel boot?
主要文件有：
【讨论】：