当前位置: 首页 > article >正文

Gem5系统仿真模拟器之创建gem5——翻译自官网

文章目录

      • 安装并使用gem5 模拟器
        • 支持的操作系统和环境
        • 依赖
        • 在 Ubuntu 22.04 启动(gem5 >= v21.1)
        • Docker
        • 获取代码
        • 用 SCons 构建
        • 用法
        • 首次构建 gem5
          • gem5 二进制类型
          • 调试
          • opt
          • 快速
        • 常见错误
          • 错误的 gcc 版本
          • Python 位于非默认位置
          • 未安装 M4 宏处理器
          • Protobuf 3.12.3 问题

安装并使用gem5 模拟器

在这里插入图片描述
翻译自官网(https://www.gem5.org/documentation/learning_gem5/part1/building/)

支持的操作系统和环境

gem5的设计考虑到了Linux环境。我们定期在 Ubuntu 18.04、Ubuntu 20.04 和 Ubuntu 22.04 上进行测试,以确保 gem5 在这些环境中运行良好。不过,如果安装了正确的依赖项,任何基于Linux的操作系统都能正常运行。我们确保 gem5 可使用 gcc 和 clang 进行编译(有关编译器版本信息,请参阅下面的 “依赖关系”)。
使用 clang 编译器编译时,Mac OS 在安装了所有其他依赖项后应能正常运行。不过,目前我们并未在 Mac OS 上正式测试我们的构建版本。因此,我们无法保证希望在Mac OS上编译和运行gem5的用户能获得与在基于Linux的系统上相同的稳定性。在gem5的后续版本中,我们希望通过改进测试来更有效地支持Mac OS。
从gem5 21.0开始,我们仅支持在Python 3.6以上版本中编译和运行gem5。 gem5 20.0是我们最后一个支持Python 2的gem5版本。
如果无法在合适的操作系统/环境中运行 gem5,我们提供了预先准备好的 Docker 镜像,可用于编译和运行 gem5。有关详细信息,请参阅下面的 Docker 部分。

依赖
  • git : gem5 使用 git 进行版本控制。
  • gcc:使用 gcc 对 gem5 进行编译。必须使用 >=7 版本。我们最多支持gcc 第 12 版。注意:可以使用 GCC 第 9 版,但官方不支持该版本,因为它会增加 gem5 对象文件的大小。
  • Clang:也可使用 Clang。目前,我们支持 Clang 6 至 Clang 14(含)。
  • SCons : gem5 使用 SCons 作为其构建环境。必须使用 SCons 3.0 或更高版本
  • Python 3.6+ : gem5 依赖 Python 开发库。gem5 可在使用 Python 3.6+ 的环境中运行。
  • protobuf 2.1+ (可选): protobuf 库用于跟踪生成和回放。
  • Boost(可选): Boost 库是一套通用 C++ 库。如果希望使用 SystemC 实现,则必须依赖该库。
在 Ubuntu 22.04 启动(gem5 >= v21.1)

如果在 Ubuntu 22.04 或相关 Linux 发行版上编译 gem5,可以使用 APT 安装所有这些依赖项:

sudo apt install build-essential git m4 scons zlib1g zlib1g-dev \
    libprotobuf-dev protobuf-compiler libprotoc-dev libgoogle-perftools-dev \
    python3-dev libboost-all-dev pkg-config
Docker

对于正在努力建立环境以构建和运行 gem5 的用户,我们提供了以下 Docker 映像:

包含所有可选依赖项的Ubuntu 22.04:gcr.io/gem5-test/ubuntu-22.04_all-dependencies:v22-1(源Dockerfile)。

Ubuntu 22.04(包含最少依赖项):gcr.io/gem5-test/ubuntu-22.04_min-dependencies:v22-1(源 Dockerfile)。

Ubuntu 20.04(包含所有可选依赖项):gcr.io/gem5-test/ubuntu-20.04_all-dependencies:v22-1(源 Dockerfile)。

Ubuntu 18.04(包含所有可选依赖项):gcr.io/gem5-test/ubuntu-18.04_all-dependencies:v22-1(源 Dockerfile)。

  • 获得docker镜像

docker pull

例如,Ubuntu 20.04 包含所有可选的依赖项:

docker pull gcr.io/gem5-test/ubuntu-20.04_all-dependencies:v22-1

那么,要在这种环境中工作,我们建议使用以下方法:

docker run -u U I D : UID: UID:GID --volume :/gem5 --rm -it

其中,<gem5 目录> 是文件系统中 gem5 的完整路径, 是拉取的映像(例如,gcr.io/gem5-test/ubuntu-22.04_all-dependencies:v22-1)。

在此环境下,你将能在 /gem5 目录中构建并运行 gem5。

获取代码

git clone https://github.com/gem5/gem5

用 SCons 构建

gem5 的构建系统基于 SCons,这是一个用 Python 实现的开源构建系统。有关 scons 的更多信息,请访问 http://www.scons.org。主 scons 文件名为 SConstruct,位于源代码树的根部。附加的 scons 文件被命名为 SConscript,遍布整个源代码树,通常靠近与之关联的文件。

在 gem5 目录的根目录中,gem5 可以使用 SCons 文件构建:

scons build/{ISA}/gem5.{variant} -j {cpus}

其中 {ISA} 是目标(客户)指令集架构,而 {variant} 则指定编译设置。在大多数情况下,opt 是一个很好的编译目标。-j标志是可选的,允许编译并行化,{cpus}指定线程数。在某些系统上,从头开始的单线程编译可能需要 2 个小时。因此,我们强烈建议尽可能分配更多线程。

有效的 ISA 有

  • ARM
  • NULL
  • MIPS
  • POWER
  • RISC-V
  • SPARC
  • X86

有效的构建变量有

  • debug 关闭优化。这将确保变量不会被优化掉,函数不会被意外内联,控制流不会以令人惊讶的方式运行。这使得该版本更容易在 gdb等工具中使用,但如果不进行优化,该版本会比其他版本慢很多。在使用 gdb 和 valgrind等工具且不希望任何细节被掩盖的情况下,应选择该版本,但在其他情况下,建议使用更优化的版本。
  • opt 开启了优化,但保留了断言和DPRINTF 等调试功能。这样既能保证仿真速度,又能在出错时洞察发生了什么。在大多数情况下,该版本是最佳选择。
  • fast 打开了优化,并编译了调试功能。该版本在性能上全面提升,但却牺牲了运行时的错误检查和调试输出功能。如果你确信一切运行正常,并希望从模拟器中获得最高性能,建议使用该版本。
    下表概述了这些版本。
    在这里插入图片描述
    例如,使用 opt 在 4 个线程上构建 gem5,目标机型为 x86:

scons build/X86/gem5.opt -j 4

此外,用户还可使用 "gprof "和 "pperf "构建选项来启用剖析功能:

  • gprof 允许 gem5 与 gprof 分析工具一起使用。可通过使用 --gprof 标志编译来启用它。例如,scons build/ARM/gem5.debug --gprof.
  • pprof 允许 gem5 与 pprof 分析工具一起使用。可以通过使用 --pprof 标志编译来启用它。例如,scons build/X86/gem5.debug --pprof.
用法

编译完成后,可以使用

./build/{ISA}/gem5.{variant} [gem5 options] {simulation script} [script options]

使用 --help 标志运行将显示所有可用选项:

使用方法
=====
  gem5.opt [gem5 选项] script.py [脚本选项]

gem5 是受版权保护的软件;请使用 --copyright 选项了解详情。

选项
=======
--version 显示程序的版本号并退出
--help、-h 显示帮助信息并退出
--build-info, -B 显示构建信息
-copyright, -C 显示完整的版权信息
--readme, -R 显示自述文件
--outdir=DIR, -d DIR 将输出目录设置为 DIR [默认:m5out]
--redirect-stdout, -r 重定向 stdout(和 stderr,不含 -e)到文件
--redirect-stderr, -e 将 stderr 重定向到文件
--stdout-file=FILE-r重定向的文件名 [默认值:simout]
--stderr-file=FILE-e 重定向的文件名 [默认值:simerr]
--监听器模式={,,自动}
                        端口(如 gdb)监听模式(auto: 如果
                        默认值:auto
--只接收回传连接
                        端口监听器只接受通过
                        环回设备上的连接
--交互式, -i 运行脚本后调用交互式解释器
                        脚本后调用交互式解释器
--pdb 在运行脚本前调用 python 调试器
--path=PATH[:PATH], -p PATH[:PATH]
                        调用
                        脚本
--quiet,-q 降低冗余度
--verbose, -v 增加冗长度

统计选项
------------------
--stats-file=FILE 设置统计输出文件 [默认:
                        stats.txt]
--stats-help 显示可用统计访问者的文档

配置选项
---------------------
--dump-config=FILE转储配置输出文件 [默认值:config.ini]
--json-config=FILE 创建配置的 JSON 输出 [默认值:
                        config.json] --dot-config=FILE
--dot-config=FILE创建配置的 DOT 和 pdf 输出文件
                        [默认值:config.dot]
--dot-dvfs-config=FILE 创建 DVFS 配置的 DOT 和 pdf 输出
                        [默认值:无]

调试选项
-----------------
--debug-break=TICK[,TICK](调试断点
                        在 TICK(s)处创建断点(如果未连接调试器,则杀死进程
                        如果没有连接调试器,则会杀死进程)
--debug-help 打印调试标志帮助
--debug-flags=FLAG[,FLAG](调试标记
                        设置调试输出的标志(-FLAG 关闭一个
                        标志)。
--debug-start=TICK在 TICK 开始调试输出
--debug-end=TICK在TICK处结束调试输出
--debug-file=FILE设置调试输出文件[默认:cout]
--debug-ignore=EXPR忽略 EXPR 模拟对象
--远程 gdb-port=REMOTE_GDB_PORT
                        远程 gdb 基本端口(设为 0 则禁止监听)

帮助选项
------------
--列出所有内置模拟对象及其参数和默认值。
                        值

EXTRAS scons 变量可用于在 gem5 中构建额外的源文件目录,方法是将其设置为以冒号分隔的额外目录路径列表。EXTRAS 是在 gem5 代码基础之上构建的一种便捷方法,不会将你的新源代码与上游源代码混淆。这样,你就可以独立于主代码库管理你的新代码。

首次构建 gem5

让我们从构建一个基本的 x86 系统开始。目前,必须为要模拟的每个 ISA 分别编译 gem5。此外,如果使用 ruby-intro-chapter,还必须为每种高速缓存一致性协议单独编译。

要编译 gem5,我们将使用 SCons。SCons 使用 SConstruct 文件(gem5/SConstruct)来设置一些变量,然后使用每个子目录中的 SConscript 文件来查找和编译所有 gem5 源代码。

首次执行时,SCons 会自动创建一个 gem5/build 目录。在这个目录中,你会找到由 SCons 和编译器等生成的文件。你用来编译 gem5 的每一组选项(ISA 和高速缓存一致性协议)都会有一个单独的目录。

build_opts 目录中有许多默认编译选项。这些文件指定了初始编译 gem5 时传递给 SCons 的参数。我们将使用 X86 默认值,并指定要编译所有的 CPU 型号。你可以查看 build_opts/X86 文件,查看 SCons 选项的默认值。你也可以在命令行中指定这些选项,以覆盖任何默认值。

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

gem5 二进制类型

gem5 中的 SCons 脚本目前有 5 种不同的二进制文件可以为 gem5 构建:调试、选项和快速。这些名称大多不言自明,但下面会详细说明。

调试

不带优化和调试符号。在使用调试器调试时,如果需要查看的变量在 gem5 的 opt 版本中已被优化,则此二进制文件非常有用。与其他二进制文件相比,使用 debug 运行速度较慢。

opt

此二进制文件在构建时开启了大部分优化(如 -O3),但包含调试符号。此二进制文件比 debug 快得多,但仍包含足够的调试信息,能够调试大多数问题。

快速

在生成时进行了所有优化(包括在支持的平台上进行链接时优化),不包含调试符号。fast 是性能最高的二进制文件,比 opt 小得多。不过,只有当你认为代码不太可能存在重大错误时,才适合使用 fast。
传给 SCons 的主要参数是你要编译的内容,即 build/X86/gem5.opt。在本例中,我们要编译 gem5.opt(带有调试符号的优化二进制文件)。我们要在 build/X86 目录中构建 gem5。由于该目录目前不存在,SCons 将在 build_opts 中查找 X86 的默认参数。(注:我在这里使用 -j9 在我的机器上的 8 个内核中的 9 个内核上执行编译。你应该为你的机器选择一个合适的数字,通常是内核+1)。

输出结果应如下所示:
在这里插入图片描述
编译完成后,你就可以在 build/X86/gem5.opt 目录下获得一个可运行的 gem5 可执行文件。编译可能需要很长时间,通常需要 15 分钟或更长时间,尤其是在 AFS 或 NFS 等远程文件系统上编译时。

常见错误
错误的 gcc 版本

在这里插入图片描述
更新环境变量以指向正确的 gcc 版本,或安装更新版本的 gcc。请参阅 "构建要求 "部分。(building-requirements-section)

Python 位于非默认位置

如果您使用的是非默认版本的 Python(例如,默认版本是 2.5,而您使用的是 3.6 版),那么在使用 SCons 生成 gem5 时可能会出现问题。RHEL6 版本的 SCons 使用了 Python 的硬编码位置,导致了这个问题。在这种情况下,gem5 通常能成功编译,但可能无法运行。以下是运行 gem5 时可能看到的一个错误。
在这里插入图片描述
要解决这个问题,可以通过运行 python3 which scons build/X86/gem5.opt 而不是 scons build/X86/gem5.opt 来强制 SCons 使用环境的 Python 版本。

未安装 M4 宏处理器

如果未安装 M4 宏处理器,则会出现类似下面的错误:
在这里插入图片描述
仅安装 M4 宏包可能无法解决这个问题。您可能还需要安装所有 autoconf 工具。在 Ubuntu 上,可以使用以下命令。

sudo apt-get install automake

Protobuf 3.12.3 问题

使用 protobuf 编译 gem5 可能会导致以下错误、
在这里插入图片描述
这里讨论了问题的根本原因: [https://gem5.atlassian.net/browse/GEM5-1032]。
要解决这个问题,您可能需要更新 ProtocolBuffer 的版本、

sudo apt update
sudo apt install libprotobuf-dev protobuf-compiler libgoogle-perftools-dev

之后,在重新编译 gem5 之前,你可能需要清理 gem5 的构建文件夹

python3 which scons --clean --no-cache # cleaning the build folder
python3 which scons build/X86/gem5.opt -j 9 # re-compiling gem5

如果问题仍然存在,你可能需要在重新编译 gem5 之前完全删除 gem5 生成文件夹

rm -rf build/ # completely removing the gem5 build folder
python3 which scons build/X86/gem5.opt -j 9 # re-compiling gem5


http://www.kler.cn/a/137157.html

相关文章:

  • 0.gitlab ubuntu20.04 部署问题解决
  • spring学习(spring-DI(setter注入、构造器注入、自动装配方式))
  • 使用二分查找法找出给定点距离给定点集合距离最近的点
  • 国标GB28181协议平台Liveweb:搭建建筑工地无线视频联网监控系统方案
  • 提炼关键词的力量:AI驱动下的SEO优化策略
  • Hive内部表和外部表的区别
  • MYSQL进阶——存储引擎
  • 【Python入门教程】OpenCV在图片/视频上添加Logo(水印)
  • 云ES容灾方案
  • “茶叶创新:爆改营销策略,三个月狂销2300万“
  • 酒店品牌纷纷冲击中高端,东呈集团能否“快人一步”?
  • “一键导出,高效整理:将之前的部分记录导出!“
  • 如何保障亚马逊多账户的安全,防止关联?
  • 福州大学《嵌入式系统综合设计》实验四:边缘检测
  • Leetcode84(柱状图中最大的矩形)
  • 设计模式-12-策略模式
  • 最新最全系列之Selenium:传入webdriver驱动的新方法 Service()函数;以前的executable_path报警告,即将弃用
  • C/C++杂谈-printf的可变参数机制
  • C# 电脑程序控制电路开关
  • 局域网内Ubuntu上搭建Git服务器
  • 通过css设置元素隐藏和显示
  • UEC++ day6
  • C#使用MaxMind.GeoIP2数据库查询当前ip地址
  • Rockchip Clock
  • 外卖小程序系统:数字化餐饮的编码之道
  • 1. 基础语法