Ubuntu22.04环境下配置GEM5

在Ubuntu 22.04上安装gem5模拟器的详细教程

全过程大概两个小时

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所以说gem5到底是什么？？？

Gem5是一款模块化的离散事件驱动全系统模拟器，它结合了M5和GEMS中最优秀的部分，M5提供了高度可配置的模拟框架，支持多种ISAs和CPU模型；GEMS补充了M5的特性，提供了详细而灵活的内存系统，包括多种cache 一致性协议和互连模型，是一款高度可配置、集成多种ISA，多种CPU模型的体系结构模拟器。
gem5模拟器目前支持多种ISAs，包括Alpha、ARM、MIPS、Power、SPARC和x86。模拟器的模块性允许这些不同的ISAs插入到通用CPU模型和内存系统中，而不需要为每一种ISAs设置一种专用的CPU模型和存储模型，这使得模拟器模块化程度较高且易于在不同CPU之间切换。
M5是由Michigan大学开发的一款开源的多处理机模拟器，受到了业内的广泛关注，很多高水平论文都采用M5作为研究工具。另一方面，Wisconsin推出的GEMS能够对储存层次进行详细而灵活的模拟，包括对多种不同的cache一致性协议和互联模型的支持。目前的GEM5是M5和GEMS的一个紧耦合版本。

简单来说：gem5是一款广泛使用的计算机体系结构模拟器，支持多种架构的仿真。我们的硬件实验课要用到，没了😎
在这篇教程中，我将向大家展示如何在Ubuntu 22.04上安装和配置gem5模拟器，包括X86和MIPS架构。教程的每一步我都会配有安装过程的终端的截图，供大家参考。
由于我也是第一次安装这个，有很多指令和程序都不太理解，需要解释的地方就直接问ChatGPT了。
本人的环境是Ubuntu 22.04，内存开的比较大，有100G，建议把内存开的大一些，不然后续安装的时候可能会因为内存不够而编译中断。

前提条件

在开始安装之前，确保你的系统已经更新到最新版本。你可以使用以下命令来更新系统：

sudo apt update
sudo apt upgrade

步骤1：安装必要的依赖项

首先，我们需要安装一些编译和运行gem5所需的依赖库。运行以下命令来安装这些依赖项：

sudo apt install -y build-essential python3 scons swig zlib1g-dev m4 \
libprotobuf-dev protobuf-compiler libgoogle-perftools-dev python3-six \
python3-dev pkg-config libpng-dev libdrm-dev libelf-dev

上面这些都是啥呢，我问了ChatGPT，它的回答如下

基本编译工具

1. build-essential
   • 描述：包含了一组基本的编译工具，例如 gcc、g++ 和 make 等。
   • 作用：用于编译源代码，几乎是所有编译工作所需的基本工具包。

Python相关

2. python3
   • 描述：Python编程语言的第三个版本。
   • 作用：gem5的构建和脚本执行需要Python。
3. python3-dev
   • 描述：Python开发工具包，包括头文件等开发相关文件。
   • 作用：用于编译需要Python开发文件的程序和模块。
4. python3-pip
   • 描述：Python的包管理工具。
   • 作用：用于安装和管理Python包，例如 protobuf 和 six。
5. python3-six
   • 描述：一个帮助在Python 2和Python 3之间编写兼容代码的工具包。
   • 作用：gem5依赖于该包来确保代码在不同Python版本中的兼容性。

构建工具

6. scons
   • 描述：一种软件构建工具，类似于 make。
   • 作用：用于构建gem5，gem5的构建系统基于SCons。
7. swig
   • 描述：用于生成C/C++与其他编程语言（如Python）之间接口的工具。
   • 作用：gem5使用SWIG生成Python接口。
     压缩库
8. zlib1g-dev
   • 描述：zlib库的开发文件
   • 作用：提供压缩和解压缩功能，gem5中可能需要处理压缩数据。

编译工具

9. m4
   • 描述：一种宏处理器。
   • 作用：在构建过程中处理宏。

序列化库

10. libprotobuf-dev
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