gem5线程相关的类—SimpleThread类，ThreadState类（src/cpu/thread_state.*）

一、总体功能

1.ThreadState类：保存CPU模型中需要使用的线程状态；包括进程指针、内存对象指针、状态指针等；

2.SimpleThread：兼具ThreadState和ThreadContext类型接口功能，提供了functional simulation全系统模拟时，所有可能状态；

二、类

1.类ThreadState

（1）成员变量

• Counter numInst：提交的指令数目；
• Stats::Scalar numInsts ：提交指令数的统计量；
• Counter numOp：提交的操作数（包括微操作）
• Stats::Scalar numOps：提交操作的统计量
• Stats::Scalar numMemRefs：内存引用统计量
• Counter numLoad：模拟的load操作；
• Counter startNumLoad： 线程运行之前，已经模拟的load操作数；
• ThreadContext::Status _status：线程状态；  
• BaseCPU *baseCpu：指向CPU对象的指针；
• int _contextId：system wide HW context id（CPU id）
• ThreadID _threadId：Index of hardware thread context on the CPU that this represents，表示CPU硬件线程ID；
• Tick lastActivate：该线程上一次active tick；
• Tick lastSuspend：该线程上一次suspend tick；
• FunctionProfile *profile：
• ProfileNode *profileNode  
• Addr profilePC  
• EndQuiesceEvent *quiesceEvent   
• TheISA::Kernel::Statistics *kernelStats   
• Process *process：指向进程对象的指针；
• PortProxy *physProxy：functional访问物理地址时，端口代理；
• FSTranslatingPortProxy *virtProxy：翻译端口代理对象指针，访问虚拟地址时使用；
• SETranslatingPortProxy *proxy：SE模式下，翻译端口代理；
• Counter funcExeInst：已经执行的指令数；
• unsigned storeCondFailures：Count failed store conditionals so we can warn of apparent application deadlock situations（记录存储conditionals失败的次数，从而在应用发生明显死锁的情况下给出警告）
• typedef ThreadContext::Status Status：线程状态

（2）成员函数

成员函数比较简单，使用时，直接查看源文件即可^_^

2.类SimpleThread

（1）数据成员

• typedef TheISA::MachInst MachInst
• typedef TheISA::MiscReg MiscReg   
• typedef TheISA::FloatReg FloatReg  
• typedef TheISA::FloatRegBits FloatRegBits  
• typedef TheISA::CCReg CCReg
• typedef ThreadContext::Status Status：线程状态  
• union floatRegs：浮点寄存器文件
  ① FloatReg f[TheISA::NumFloatRegs]：浮点寄存器文件
  ②FloatRegBits i[TheISA::NumFloatRegs]
• TheISA::CCReg ccRegs[TheISA::NumCCRegs]：Conditionals Code Register   
• TheISA::ISA *const isa：表明当前ISA  
• TheISA::PCState _pcState：PC寄存器状态对象；   
• bool predicate：指令已经被执行？或者断言错误？  
• System *system：系统对象指针；
• ProxyThreadContext<SimpleThread> *tc：ThreadContext类型对象代理，可调用SimpleThread对象接口；
• TheISA::TLB *itb：指令页表缓存对象指针；
• TheISA::TLB *dtb：数据页表缓存对象指针
• TheISA::Decoder decoder：译码器对象指针；

（2）函数成员

• 构造函数
  ①fs模式下：SimpleThread(BaseCPU *_cpu, int _thread_num, System *_system,TheISA::TLB *_itb, TheISA::TLB *_dtb, TheISA::ISA *_isa,bool use_kernel_stats = true)
  ②se模式下：SimpleThread(BaseCPU *_cpu, int _thread_num, System *_system,Process *_process, TheISA::TLB *_itb, TheISA::TLB *_dtb,TheISA::ISA *_isa)
• virtual void takeOverFrom(ThreadContext *oldContext)  
• void regStats(const std::string &name)   
• void copyState(ThreadContext *oldContext)  
• void serialize(std::ostream &os)  
• void unserialize(Checkpoint *cp, const std::string &section)  
• void startup() 
• ThreadContext *getTC()  
• void demapPage(Addr vaddr, uint64_t asn)  
• void demapInstPage(Addr vaddr, uint64_t asn)  
• void demapDataPage(Addr vaddr, uint64_t asn)   
• void dumpFuncProfile()  
• Fault hwrei()  
• bool simPalCheck(int palFunc)  
• bool simPalCheck(int palFunc)  
• TheISA::TLB *getITBPtr()  
• TheISA::TLB *getDTBPtr()  
• CheckerCPU *getCheckerCpuPtr()  
• TheISA::Decoder *getDecoderPtr()  
• System *getSystemPtr()  
• Status status()  
• void setStatus(Status newStatus)  
• void activate(Cycles delay = Cycles(1))   
• void suspend()  
• void halt()  
• virtual bool misspeculating()  
• void copyArchRegs(ThreadContext *tc)  
• void clearArchRegs()  
• uint64_t readIntReg(int reg_idx)    
• FloatReg readFloatReg(int reg_idx)  
• FloatRegBits readFloatRegBits(int reg_idx)   
• CCReg readCCReg(int reg_idx)   
• void setIntReg(int reg_idx, uint64_t val)  
• void setFloatReg(int reg_idx, FloatReg val)   
• void setFloatRegBits(int reg_idx, FloatRegBits val)  
• void setCCReg(int reg_idx, CCReg val)  
• TheISA::PCState  pcState()   
• void pcState(const TheISA::PCState &val)  
• void pcStateNoRecord(const TheISA::PCState &val)   
• Addr instAddr()    
• Addr nextInstAddr()   
• MicroPC microPC()  
• bool readPredicate()    
• void setPredicate(bool val)  
• MiscReg readMiscRegNoEffect(int misc_reg, ThreadID tid = 0)   
• MiscReg readMiscReg(int misc_reg, ThreadID tid = 0)    
• void setMiscRegNoEffect(int misc_reg, const MiscReg &val, ThreadID tid = 0)  
• void setMiscReg(int misc_reg, const MiscReg &val, ThreadID tid = 0)  
• int flattenIntIndex(int reg)  
• int  flattenFloatIndex(int reg)   
• int flattenCCIndex(int reg)  
• int flattenMiscIndex(int reg)  
• unsigned readStCondFailures() 
• void setStCondFailures(unsigned sc_failures)    
• void syscall(int64_t callnum)  
• uint64_t readIntRegFlat(int idx)  
• void setIntRegFlat(int idx, uint64_t val)     
• FloatReg readFloatRegFlat(int idx)  
• void setFloatRegFlat(int idx, FloatReg val)  
• FloatRegBits readFloatRegBitsFlat(int idx)  
• void setFloatRegBitsFlat(int idx, FloatRegBits val)   
• CCReg readCCRegFlat(int idx)   
• void setCCRegFlat(int idx, CCReg val)  
• CCReg readCCRegFlat(int idx)  
• void setCCRegFlat(int idx, CCReg val)

ThreadContext/simple thread/thread state/thread proxy等类之间的关系如下：

thread类相关继承、聚合关系.vsd
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