如何在 gem5 中运行动态链接的可执行系统调用仿真模式 se.py？

Question

后如何解决：运行gem5在系统调用仿真SE模式时，“致命的内核太旧”？我设法在某些条件下运行了一个静态链接的 hello world。

但是，如果我尝试针对 stdlib 运行一个 ARM 动态链接的：

./out/common/gem5/build/ARM/gem5.opt ./gem5/gem5/configs/example/se.py -c ./a.out

它失败了：

fatal: Unable to open dynamic executable's interpreter.

如何让它找到解释器？希望不要在我的主机根目录上复制我的交叉工具链的解释器。

对于 x86_64，如果我使用我的本机编译器，它就可以工作，并且正如预期的strace那样，它使用本机解释器，但如果我使用交叉编译器，它就不起作用。

当前的常见问题解答说不能使用动态可执行文件：http : //gem5.org/Frequently_Asked_Questions但我不相信它，然后这些演示文稿提到了它：

• http://www.gem5.org/wiki/images/0/0c/2015_ws_08_dynamic-linker.pdf
• http://research.cs.wisc.edu/multifacet/papers/learning_gem5_tutorial.pdf

但不是如何实际使用它。

QEMU 用户模式有这个-L选项。

在 gem5 49f96e7b77925837aa5bc84d4c3453ab5f07408e 中测试

https://www.mail-archive.com/gem5-users@gem5.org/msg15582.html

Answer 1

2019 年 11 月添加了对动态链接的支持

在：https : //gem5-review.googlesource.com/c/public/gem5/+/23066

那时它确实可以正常工作，但后来它在某个时候坏了，需要修复.....

• 手臂 32 位https://gem5.atlassian.net/browse/GEM5-461
• 手臂 64 位https://gem5.atlassian.net/browse/GEM5-828

如果您有要使用的根文件系统，例如由 Buildroot 生成的文件系统，您可以执行以下操作：

./build/ARM/gem5.opt configs/example/se.py \
  --redirects /lib=/path/to/build/target/lib \
  --redirects /lib64=/path/to/build/target/lib64 \
  --redirects /usr/lib=/path/to/build/target/usr/lib \
  --redirects /usr/lib64=/path/to/build/target/usr/lib64 \
  --interp-dir /path/to/build/target \
  --cmd /path/to/build/target/bin/hello

或者，如果您正在使用 Ubuntu 交叉编译器工具链，例如在 Ubuntu 18.04 中：

sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
aarch64-linux-gnu-gcc -o hello.out hello.c
./build/ARM/gem5.opt configs/example/se.py \
  --interp-dir /usr/aarch64-linux-gnu \
  --redirects /lib=/usr/aarch64-linux-gnu/lib \
  --cmd hello.out

您还必须单独添加可能包含动态库的任何路径--redirect。这些对于 C 可执行文件来说已经足够了。

--interp-dir根据表示加载器路径的 ELF 元数据，设置将搜索动态加载器的根目录。例如，buildroot ELF 文件将该路径设置为/lib/ld-linux-aarch64.so.1，并且加载程序是存在于/path/to/build/target/lib/ld-linux-aarch64.so.1. 正如 Brandon 所提到的，这条路径可以通过以下方式找到：

 readelf -a $bin_name | grep interp

系统调用仿真动态链接的主要困难在于我们想要以某种方式：

• 链接器文件访问以转到魔术目录以在那里查找库
• 从主应用程序访问其他文件以转到正常路径，例如读取当前工作目录中的输入文件

并且很难检测我们是否在加载器中，特别是因为这可能通过dlopen程序中间发生。

该--redirects选项是一个简单的解决方案。

例如/lib=/path/to/build/target/lib，如果来宾访问 C 标准库/lib/libc.so.6，那么 gem5 会看到它在里面/lib，并将路径重定向到/path/to/build/target/lib/libc.so.6。

一个小小的缺点是实际上访问/lib主机目录中的文件变得不可能，但这并不常见，因此它在大多数情况下都有效。

如果你错过 any --redirect，动态链接器可能会抱怨没有找到带有类型消息的库：

hello.out: error while loading shared libraries: libstdc++.so.6: cannot open shared object file: No such file or directory

如果发生这种情况，您必须libstdc++.so.6在目标文件系统/工具链中找到库并添加缺少的--redirect.

后来它在https://gem5.atlassian.net/browse/GEM5-430 上崩溃了，但又被修复了。

动态链接的缺点

一旦我使用动态链接工作，我注意到它实际上有以下缺点，根据应用程序的不同，这些缺点可能很大，也可能不大：

• 动态链接器必须运行一些指令，如果你有一个非常小的用户态测试可执行文件，并且在像 O3 这样的低 CPU 上运行，那么这个启动可以控制运行时，所以要注意这一点

• ExecAll不显示 stdlib 函数的符号名称，您只需从一些随机最近的符号（例如@__end__+274873692728. 也许这些方法会起作用：Debugging shared libraries with gdbserver but not sure

• 第一次动态跳转到 stdlib 函数需要通过动态链接机制，如果您试图控制微平台，这可能会产生问题。

  我实际上已经遇到过一次：程序的动态版本正在做一些额外的事情，并且加上一个 gem5 错误破坏了我的实验，并花费了我几个小时的调试时间。

像 Python 和 Java 这样的解释器

Python 和 Java 只是可执行文件，以及执行可执行文件参数的脚本。

所以理论上，你可以在系统调用仿真模式下运行它们，例如：

build/ARM/gem5.opt configs/example/se.py --cmd /usr/bin/python --options='hello.py arg1 arg2'

然而实际上，鉴于截至 2019 年 11 月的 gem5 的当前状态，像解释器这样极其复杂的可执行文件可能具有尚未实现的系统调用，另请参阅：何时在 gem5 中的用户态程序中使用完整系统 FS 与系统调用仿真 SE？

一般来说，实现/忽略不需要的调用并不难，所以试一试。相关主题：

• Java：在 gem5（或任何非 C 语言）中运行 Java 程序
• Python：3.6.8 aarch64 失败并显示“致命：未使用系统调用#278（#278）未实现。”，测试设置

旧答案

有人告诉我，从 49f96e7b77925837aa5bc84d4c3453ab5f07408e（2018 年 5 月）开始，没有方便/经过良好测试的方法可以在系统调用仿真中运行动态链接的交叉拱形可执行文件：https : //www.mail-archive.com/gem5-users@gem5-users /msg15585.html

然而，我怀疑修补 gem5 以支持它并不是很难。QEMU 用户模式已经支持这一点，您只需要使用-L.