本仓库为计算机系统综合实验代码, 因为今年实验刚刚改版, 没有前人的代码可以参考, 因此本仓库本意是为了方便后来的学弟学妹们参考学习.

请后来的学弟学妹们参考学习, 动手实践出来效果, 不要直接提交报告 :)

本仓库每个Exp目录对应一个实验. 每个目录中都有一个脚本, 运行即可按照实验要求完成实验.

# 运行实验3
bash Exp3/script.sh
# 运行实验4
bash Exp4/script.sh

本仓库提供了一系列脚本来简化使用. 首先运行下面的命令下载本仓库:

git clone https://github.com/jackwang0108/ComputerSystemDesignExp.git

本项目依赖Gem5和Gem5-Assignment-Template, 并且以子模块的形式加入到本仓库. 因此运行下面的命令初始化他们

cd <path-to-project>
git submodule --init
git submodule update --recursive

如果因为网络问题导致初始化失败, 则可以使用下面的命令为Git设置代理. 注意将[代理端口]替换为你的代理软件监听的端口

git config --global https.proxy http://127.0.0.1:[代理端口]
git config --global https.proxy https://127.0.0.1:[代理端口]

如果你没有代理软件而且不知道如何设置代理端口, 可以参考我的另外一个仓库: InitUbuntu.

InitUbuntu中提供了一系列脚本帮助你自动初始化一个崭新安装的Ubuntu, 即便在你没有代理的情况下. 其中包括了两个代理软件: clash 和 qv2ray

InitUbuntu使用截图:

Gem5是一个广泛使用的计算机系统模拟器, 用于研究和开发计算机体系结构, 微处理器设计, 内存系统, 缓存系统和其他相关领域. Gem5可以模拟多种处理器架构, 包括x86, ARM, RISC-V等.

在计算机系统综合实验中, 我们会使用Gem5模拟一个计算机系统, 并运行工作负载(通常是一个C/C++程序), 来探究不同的系统架构对计算机系统性能的影响.为此, 我们需要首先编译, 安装Gem5.

第一次实验, 即实验一(Exp1)的目标就是编译, 安装 Gem5. 你当然可以跟随实验课堂上的教学一步一步安装Gem5, 也可以跟随这里的指导一步步安装.

注意: Gem5编译过程会使用到Python, 而Anaconda管理的Python和系统中的Python会发生冲突, 因此在安装前请确保运行conda deactivate退出所有Conda Python环境.

我提供了一个脚本一键化编译, 安装Gem5:

bash Exp1/install.sh

编译过程大概30分钟左右. 编译结束后.

首先下载系统依赖和Python依赖

# 安装系统依赖
sudo apt install build-essential git m4 scons zlib1g zlib1g-dev libprotobuf-dev protobuf-compiler libprotoc-dev libgoogle-perftools-dev python3-dev python-is-python3 libboost-all-dev pkg-config
# 安装Python依赖
python -m pip install -r "${dir}"/gem5/requirements.txt

然后修改编译目标. 将<path-to-project>/gem5/build_opts/RISCV文件中下述行

PROTOCOL = 'MI_example'

修改为

PROTOCOL = 'MESI_Two_Level'

然后利用scons进行编译, 编译过程大概30分钟左右

scons build/RISCV/gem5.opt -j "$(nproc)"

编译完成后, 将编译得到的gem5可执行文件路径添加到PATH环境变量中. 注意替换<path-to-project>为实际路径, config替换为你的Shell的配置文件

config=~/.zshrc
gem5_path=<path-to-project>/gem5/build/RISCV/
echo 'export PATH="${PATH}":'"${gem5_path}" >>"${config}"

安装完Gem5后, 重新加载Shell配置文件即可使用

source ~/.zshrc
# 或者
source ~/.bashrc

运行gem5.opt即可运行Gem5