WSL Ubuntu 18.04 编译安装GEM5模拟器

写在前面1. 安装编译所需支持包2. 下载GEM53. 编译安装GEM54. 简单测试

写在前面

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WSL Ubuntu18.04下的编译安装过程。

1. 安装编译所需支持包

安装g++以及扩展库 一般Linux系统会预装g++，如果没装，可通过以下命令安装：sudo apt-get install g++ 扩展库通过以下命令安装：sudo apt-get install build-essential 安装python 和g++一样，一般Linux系统预装python2.7，但还需要再安装一个python的开发库。sudo apt-get install python python-dev 安装Scons：sudo apt-get install scons 安装SWIG：sudo apt-get install swig 安装zlib：sudo apt-get install zlib1g zlib1g-dev 安装m4：sudo apt-get install m4 安装protobuf： 这里需要注意，部分文章有推荐编译安装protobuf，但编译安装耗时较长，而且安装后，可能会出现版本不匹配的错误，幸好Ubuntu是支持快速安装的，于是索性就直接使用apt-get快速安装。sudo apt-get install libprotobuf-dev python-protobuf protobuf-compiler libgoogle-perftools-dev 安装boost库：sudo apt-get install libboost-all-dev

至此，编译GEM5需要的所有支持库已安装完毕，下面就可以开始编译GEM5了！

2. 下载GEM5

GEM5官方提供Google Cloud代码托管下载链接：

git clone https://gem5.googlesource.com/public/gem5

但众所周知，这在国内是无法通过正常方式访问的。官方还提供另一下载方式：

wget http://repo.gem5.org/gem5/archive/tip.tar.bz2

文件大约有37MB，外网访问速度较慢，请耐心等待。同时我也将文件上传到百度云盘，提取码：6ras 下载完成后，使用命令：

tar -xjf tip.tar.bz2

解压压缩包，解压后cd到文件夹内。

接下来就可以开始安装了！

3. 编译安装GEM5

GEM5支持包括X86、ARM、Power在内的多种商用架构，这里以ARM为例，开始我们的GEM5之旅。

进入到文件夹后，输入命令：

scons build/ARM/gem5.opt -j4

开始安装，需要注意，这里 “-j4”是指线程数，建议设置为与当前平台的CPU物理核心数相同。如，我的电脑是四核i7 6700，使用四线程并行加快编译速度。由于每个线程基本上都能够把一颗CPU核心吃满，所以超线程技术多出来的那一倍逻辑核心基本可以不用考虑进去了，以免遇到奇怪的错误。

编译耗时较长，会占用较大内存，内存4G以下机器可能会占用到虚拟内存空间，拖慢进度。编译基本上一个午觉的时间，当控制台上出现以下内容：

...... [ CXX] ARM/mem/ruby/structures/Prefetcher.cc -> .o [ CXX] ARM/mem/ruby/structures/TimerTable.cc -> .o [ CXX] ARM/mem/ruby/structures/BankedArray.cc -> .o [ LINK] -> ARM/mem/ruby/structures/lib.o.partial [ CXX] ARM/base/date.cc -> .o [ LINK] -> ARM/gem5.opt build/ARM/arch/arm/lib.o.partial: In function `ArmSemihosting::callTmpNam(ThreadContext*, bool, std::vector<unsigned long, std::allocator<unsigned long> >&)': /home/zwmdr/gem5-22183ae13998/build/ARM/arch/arm/semihosting.cc:474: warning: the use of `tmpnam' is dangerous, better use `mkstemp' scons: done building targe

即表示安装完成了！

4. 简单测试

安装完成之后，我们运行GEM5自带的测试程序，非常经典的Hello World！在控制台键入：

./build/ARM/gem5.opt ./configs/example/se.py -c ./tests/test-progs/hello/bin/arm/linux/hello

如果你能看到如下信息：

hello gem5 Simulator System. http://gem5.org gem5 is copyrighted software; use the --copyright option for details. gem5 compiled Nov 1 2019 14:26:00 gem5 started Nov 1 2019 15:37:59 gem5 executing on ZWMDR, pid 8516 command line: ./build/ARM/gem5.opt ./configs/example/se.py -c ./tests/test-progs/hello/bin/arm/linux/hello Global frequency set at 1000000000000 ticks per second warn: DRAM device capacity (8192 Mbytes) does not match the address range assigned (512 Mbytes) 0: system.remote_gdb: listening for remote gdb on port 7000 **** REAL SIMULATION **** info: Entering event queue @ 0. Starting simulation... Hello world! Exiting @ tick 2924500 because exiting with last active thread context Simulated exit code not 0! Exit code is 13

就说明安装成功啦！