ppcsimの使い方

ppcsimについて

ppcsimはPowerPCの命令コードをソフトウェア的に解釈して動作をシミュレートするソフトウェアシミュレータです。Power-Xプロジェクトの先行実験検証用(本当は単なるお勉強用)に作成しました。本当は本物PPCが使えれば良いのですが、Power-Xプロジェクト自体が現実のものになるのかどうか不明であるため、労力はかかるけど設備投資は不要なソフトシミュレータで、GNUツールのレベル検証であるかとか、性能見積もりであるだとかを行ってみようとTANEが勝手に行った実験の産物の一つです。
2000/5/13に、首謀者である SYSTEMAXのKOJIさんの所から、バーチャルPowerXが出ました！！グラフィックが使用できるのがppcsimとの大きな違いです！しかも動作が速いです！必要悪だと思ってWinマシンをゲットして使うしかっ！！

インストール

パスの通ったディレクトリにppcsim.xとppcsim.hlpをコピーします。

実行方法

コマンドシェル型のユーザインターフェースとなっています。

    > ppcsim

と実行する事でプロンプトが表示され、コマンド受け付け状態となります。実際には、アセンブル＆リンクされた実行ファイルをシミュレータ内のメモリにロードし、 g(GO)コマンドでプログラムの先頭から実行を開始します。
昔のPC-8801やPC-9801のN8x-BASICで、MONコマンドを使用した事のある方なら、そのまんまのイメージを思い浮かべられるのではないかと思います(^^;

実際には、非常に実行時間がかかるので、インタラクティブに操作する事は稀であると思います。また、プログラムローダが貧弱であるため、初期化操作の為に多くのコマンドを入力する必要があり、非常に面倒です。そのため、一連の操作をバッチファイルの様に列記して実行する事が可能となっています。

    > ppcsim foo.ppc

の様に実行する事でファイル内(この場合はfoo.ppc)に書かれたコマンド列を順に実行します。全てのコマンドを実行し終えるとppcsimの実行は終了します。

実行例

サンプルを実行してみます。サンプルアーカイブ(ppgccsmpl.lzh)を展開し、

  ppcsim count.ppc

と実行すると、count.binの命令列がシミュレーター上で実行されます。
Cライブラリの都合で、stdinというファイルが存在していないと実行結果がうまく保存されません。
実際に自前のプログラムをコンパイルする場合は、クロスコンパイラの使い方も同時に参照して、思考錯誤してみて下さい(ぉぃぉぃ;;;;

実行時間について

X68kXVI+Xellent30で実行した場合の平均的な実行時間は、だいたい

X68k上で１秒 ~= シミュレータ上で2時間

といった感じです(^^;
参考までに、今までに実験したライブラリやモジュールのシミュレータ実行時間は

IJG djpeg(JPEGデコーダ) :  2時間(256*256*24bitのデータ)
IJG djpeg -gif          : 12時間(256*256*24bitのデータ)
zlib minigzip -d        :  2時間(18KBくらいでほとんど圧縮の効いていないと思われるデータ)
libpng-1.0.3 load_png
  (自前ロードルーチン)  : 5時間(256*256*24bitのデータ)
libpng-1.0.6 load_png
  (自前ロードルーチン)  :3.5時間(256*256*24bitのデータ)

という感じになっています。いずれも、2時間 ~= 1秒換算でX68kのモジュールは実行終了します。

制限事項

完全にPowerPCの動作をシミュレートできている訳ではありません。

未実装だとまずいかも知れない未実装命令がある。
実装されていても結果が正しくない場合がある。
例外モデルのシミュレートができてない。
キャッシュモデルのシミュレートができていない。
MMUモデルのシミュレートができていない。
IO操作ができない。
メモリサイズはシミュレータを動作させるマシンの物理メモリサイズに依存する。
システムコールが埋め込みになっている。

その他

かなり説明が雑で判りにくい(つーか判らない)所もあると思いますが、実験風味ただよっているという所で勘弁願えたらなと思います(ダメ？(^^;)。暇をみて詳しい解説を加えていきたいですね。
プログラムとは全然関係無いのですが、emulationは競争するという意味がある様ですが、最新のプロセッサに実行速度の点でかなうハズがありませんので、ppcsimはエミュレータではなくシミュレータという事で。

履歴

  2000/03/27 : 「実行時間について」を追加した。
  2000/03/27 : 履歴を追加した。

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X68k上で１秒 ~= シミュレータ上で2時間