gem5 - 如何使用 se.py 在 gem5 系统调用仿真模式下编译和运行可执行文件？

Question

有许多可能的错误和解决方法分散在不同的地方，谁能提供至少一个详细的工作设置，以及确切的 gem5 和编译器版本，希望在 Ubuntu 上？

Answer 1

最小的 Ubuntu 设置
首先要注意一件事:动态链接的可执行文件首先运行动态加载程序，这意味着除了静态 ELF 的 pre main 内容之外，还有更多的启动指令。因此，如果您有一个小的用户空间测试，并且这个时间差恰好发生在“5 秒到 50 秒”的范围内，那么当您使用该测试用例迭代模拟器/测试用例补丁时，它可能会破坏您的生产力。例如，我观察到了一个 C++ hello world 调试版本，其中 DerivO3CPU 在 6 秒内运行一个静态可执行文件，在 150 秒内运行一个动态可执行文件!
截至 gem5 8162e0da0285d346046151b2a45ceeb1baf63b8f 2018 年 10 月，适用于所有 x86、arm 和 aarch64 的 C hello world 仅适用于 Ubuntu 16.04 和 18.04。 x86 以前可以工作，但该提交完成了一些必需的 arm 更改，以制作 glibc int 代码 run before main 好好工作。
鉴于 gem5 版本和其中一个 Ubuntu 版本，您可以运行以下 C 程序:
主文件

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    size_t i;
    for (i = 0; i < (size_t)argc; ++i)
        printf("%s\n", argv[i]);
    return 0;
}

简单来说:

sudo apt-get install gcc
gcc -O0 -ggdb3 -std=c99 -static -o x86.out main.c
build/X86/gem5.opt \
  configs/example/se.py \
  -c x86.out \
  -o 'asdf qwer' \
;

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf
arm-linux-gnueabihf-gcc -O0 -ggdb3 -std=c99 -static -o arm.out main.c
build/ARM/gem5.opt \
  configs/example/se.py \
  -c arm.out \
  -o 'asdf qwer' \
;

sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu
aarch64-linux-gnu-gcc -O0 -ggdb3 -std=c99 -static -o aarch64.out main.c
build/ARM/gem5.opt \
    configs/example/se.py \
    -c aarch64.out \
    -o 'asdf qwer' \
;

并在所有情况下产生正确的输出:

asdf
qwer

-static在 ARM 上需要，如以下所述: How to run a dynamically linked executable syscall emulation mode se.py in gem5?尽管不再需要它，但它仍然需要更少的 CLI 选项并且更易于使用。
Ubuntu 交叉编译器安装也提到: How to compile and run an executable in gem5 syscall emulation mode with se.py?
在 tests/test-progs 下还有一些 gem5 树内用户示例，其中一些具有适当的交叉编译支持。 .
如果有人在较新的 gem5 修订版或 Ubuntu 版本中发现这样的最小 C 程序无法在前面提到的拱门之一中正确执行的设置，请发送一封电子邮件，详细描述您的系统设置到邮件列表并抄送我。
缺少系统调用
当然，当您尝试运行更复杂的用户态程序时，您将不可避免地遇到未实现的系统调用，因为其中有很多。
请不要将这些报告为错误，除非它们出现在最小 C 示例的 glibc 设置代码中，因为我们已经在源代码本身上有一个缺失的系统调用列表。
相反，不要被推迟，并尝试一个补丁!
许多系统调用实现起来很简单，例如参见 8162e0da0285d346046151b2a45ceeb1baf63b8f .
此外，或者，您可以使用 ignoreFunc 将系统调用标记为忽略。 ，如果您认为跳过它们不会显着影响执行，请参见例如: https://github.com/gem5/gem5/blob/8162e0da0285d346046151b2a45ceeb1baf63b8f/src/arch/arm/linux/process.cc#L161
只有这样，如果您尝试过补丁，但失败了，请开始在邮件列表中 ping 人并寻求有关如何使补丁工作的指导。
有关的:

gem5 syscall emulation OpenBLAS cblas_dgemm fails with "fatal: syscall mbind (#237) unimplemented"

gem5 syscall emulation arm C hello world fails with "fatal: syscall gettid (#224) unimplemented"

多线程
TODO 这是一个已知的主要痛点。我不知道状态是什么，但我听说它是​​片状的。
使 ARM 正常工作的最新修复
随着事情不可避免地再次出现问题，您可以从我们所做的以下修复中获得一些灵感，并可能自己修补问题:

FATAL: kernel too old :How to solve "FATAL: kernel too old" when running gem5 in syscall emulation SE mode?修正者:260b0fc5381a47c681e7ead8e4f13aad45069665

openat未实现。 Ubuntu 18.04上的glibc ARM启动代码开始使用它，打破了hello world。修正者:8162e0da0285d346046151b2a45ceeb1baf63b8f

panic: Attempted to execute unimplemented instruction 'mrs' .修正者:6efe7e1abf9d289859eb23b52b3a319f15f2736a .通过手动解码，执行的指令是mrs x0, midr_el1 .

crosstool-NG
使用 crosstool-NG 启用 ulibc 而不是 glibc 有时可以作为 glibc init 代码的解决方法，因为 ulibc 比 glibc 更小，练习更少的代码。这并不理想，但如果您真的无法修补 gem5，它可能会起作用。描述于: How to solve "FATAL: kernel too old" when running gem5 in syscall emulation SE mode?
如果您还需要从头开始生成完整的系统镜像，另一种可能性是使用 Buildroot 构建的交叉编译器， see this example .
还有一些树内脚本可以在以下编译器中构建: util/build_cross_gcc 但我只会使用 crosstool-NG，它将交叉编译器的维护与其他项目排除在外。