ubuntu18.04安装并测试gem5模拟器

GEM5是一款十分强大的模拟器,支持主流的X86、MIPS、ARM、RISC-V等多种架构的行为仿真模拟。

GEM5是M5和GEMS的结合,使用Python和C++编写(其中C++占越85%),提供大量标准化接口的同时保留了较好的灵活性。

因为研究需要,需要在Linux平台上使用GEM5模拟器,但我又无法忍受双系统切换的麻烦以及虚拟器无比卡慢的运行环境,选择尝试在Windows推出的WSL(Windows Support Linux) 平台上安装GEM5。GEM5可是个不折不扣的吃性能大户,WSL是为数不多不会带来计算性能损失的“双系统”运行环境,所以我选择WSL。

本文介绍GEM5在Ubuntu18.04下的编译安装过程。

开发环境

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安装依赖:

sudo apt install build-essential git m4 scons zlib1g zlib1g-dev libprotobuf-dev protobuf-compiler libprotoc-dev libgoogle-perftools-dev python-dev python

依赖简单介绍如下:

SCons:gem5使用SCons作为它的构建环境。SCons类似于make,它将Python脚本用于构建过程的所有方面。这使得构建系统非常灵活(尽管速度较慢)。

protobuf 2.1+:协议缓冲区是一种语言无关、平台无关的可扩展机制,用于序列化结构化数据。在gem5中,protobuf库用于跟踪生成和回放。如果您没有计划将protobuf用于跟踪生成和回放,那么它就不是必需的包。

Boost:Boost库是一组通用c++库。如果需要使用SystemC实现的程序,那么它是一个必要的依赖项。这个库所占空间较大。

获取GEM5源码:

GITHUB被强,所以换GITEE作源:

git clone https://gitee.com/gao_hanyuan/gem5.git

担心版本的问题,避免夜长梦多,直接选择一个TAG版本编译,我选择的是v21.2.1.0

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编译:

不知道处于什么原因,SCONS无法识别anaconda环境的python,在顶层目录直接执行Scons会报告如下错误:Error: Can't find a working Python installation

所以退出anaconda环境,执行

conda deactivate

退出anaconda,之后在GEM5顶层目录直接执行

scons

 进行编译,如下是编译过程:

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如果不加多线程编译,大概编译一个小时左右,编译完成,结果为gem5.debug。

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测试

编写helloworld.c文件,并用arm-linux编译

最好使用静态编译

arm-linux-gnueabi-gcc -static main.c

之后,执行如下命令测试:

./build/ARM/gem5.debug configs/example/se.py -c  ./a.out

可以看到,结果准确输出出来:

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编译X86架构的仿真器

python3 `which scons` build/X86/gem5.opt -j8

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编译RISCV版本的仿真器

python3 `which scons` build/RISCV/gem5.opt -j9

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平头哥芯片开放社区(OCC)

编译MIPS版本的仿真器

python3 `which scons` build/MIPS/gem5.opt -j8

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GEM5只支持小端结构:

SPARC

python3 `which scons` build/SPARC/gem5.opt -j8

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POWER

python3 `which scons` build/POWER/gem5.opt -j8

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GEM5的调试

gdb --args ./build/ARM/gem5.opt configs/example/se.py -c ./a.out

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GEM5支持的架构

支持的架构包括 amdgpu,arm,mips,power,riscv,sparc,x86.

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其它调试调优:

调试指令:

./build/ARM/gem5.debug --debug-flags=Exec configs/example/se.py -c ./a.out

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可以看到,指令的操作类型IntAlu,MemRead,MemWrite被完整记录下来。

参考记录:

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参考资料

gem5: Building gem5

python3 `which scons` build/X86/gem5.opt -j9

结束

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