riscv-gnu-toolchain是riscv的gcc交叉编译工具链
github地址为:https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain
gcc交叉编译工具链环境分为下载和编译两步,但是由于外网的原因,许多人在第一步中就被劝退,体验不是很好。下面分两步来介绍:
riscv-gnu-toolchain工具链由以下几个子模块组成:
这些子模块包括:
其中的 riscv-qemu 属于运行的环境,不算是工具链的组成部分,可以先不管。
如果有不错的外网环境的话,可以直接下载:
git clone [email protected]:riscv/riscv-gnu-toolchain.git
cd riscv-gnu-toolchain
# 下载子模块
git submodule update --init --recursive
但我觉得就算是外网环境,下的也挺慢的。工具链的下载问题可以通过国内的码云(Gitee)镜像来解决,细节可以参考我的另一篇博客:利用码云镜像快速拉取riscv-gnu-toolchain工具链
先下载一下依赖库:
sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev libexpat-dev
再设置环境变量路径
比如在/etc/profile文件里,增加
export RISCV=".your.path./riscv-gnu-toolchain"
export PATH=$PATH:$RISCV/bin
使环境变量生效:
(注意使用此方法环境变量的生效期只为当前终端,关闭当前终端或另开一个终端都需要重新source一遍。但是机器重启后该环境变量则不需要每次使其设定生效。)
source /etc/profile
最后编译riscv-gnu-toolchain
riscv-gnu-toolchain 工具链分elf-gcc,linux-gnu-gcc两个版本,以及他们对应的32位和64位版本。两个的主要区别在于:
个人认为从名字上便可以区分两者的使用场景,如果是编译简单,较小的elf程序,使用elf-gcc版本即可,如果编译比较大的程序或者需要动态库(比如编译linux,或opencv库等),推荐使用linux-gnu-gcc版本。
# 需要进入root权限:
sudo su
# 最后在source一下,使$RISCV环境变量生效
source /etc/profile
# 创建一个build文件夹安装,更干净一些
mkdir build
cd build
# 默认生成64位的编译工具:riscv64-unknown-elf-***
../configure --prefix=$RISCV
make -j4
# 安装至设定的$RISCV路径
make install
# 生成32位的编译工具:riscv32-unknown-elf-***
../configure --prefix=$RISCV --with-arch=rv32gc --with-abi=ilp32d
make -j4
make install
# 编译linux-gnu-gcc版本(默认64位):riscv64-unknown-linux-gnu-***
../configure --prefix=$RISCV
make linux -j4
make install
编译成功后可以使用对应的gcc工具验证
riscv64-unknown-elf-gcc helloworld.c -o helloworld
如果你成功编译安装,但是系统提示找不到riscv64-unknown-elf-gcc,可能是因为重新开了新的终端。可以使用前source一下环境变量,使得$RISCV环境变量生效。或者重启之后,一劳永逸。
source /etc/profile
riscv64-unknown-elf-gcc helloworld.c -o helloworld
得到了RISC-V的二进制elf文件后,需要依赖指令模拟器才能在X86架构的主机上运行RISC-V的elf文件,比如Spike, qemu, gem5等。下面介绍两种常用的运行环境(Spike+PK 和 qemu),可自行选择。
Spike github地址:https://github.com/riscv/riscv-isa-sim
PK github地址:https://github.com/riscv/riscv-pk
Spike是专门的RISC-V指令模拟器,支持RISC-V各种模块的指令(如A,F,D,V等),而且也有debug模式。
RISC-V Proxy Kernel(riscv-pk)是RISC-V的一个轻量级应用程序执行环境,可以托管静态链接的RISC-V ELF二进制文件。
可以把spike理解为模拟硬件,pk理解为操作系统,两个配合来加载运行RISC-V ELF二进制文件。
下载与编译:
spike
apt-get install device-tree-compiler
git clone [email protected]:riscv/riscv-isa-sim.git
cd riscv-isa-sim
mkdir build
cd build
../configure --prefix=$RISCV
make
[sudo] make install
pk
git clone [email protected]:riscv/riscv-pk.git
cd riscv-pk
mkdir build
cd build
../configure --prefix=$RISCV --host=riscv64-unknown-elf
make
make install
测试:
spike pk helloworld
需要注意的是,PK是不能够加载动态链接的RISCV ELF文件的(正好对应elf-gcc版本只支持静态链接编译)。而linux-gnu-gcc版本的riscv工具链默认是动态链接,直接使用spike + pk无法正常执行。
调整方式只需要手动指定静态链接即可(加上-static参数):
qemu是一个通用的、开源的机器仿真器和虚拟机。qemu支持各种架构的指令模拟,如arm,aarch64,以及RISC-V。具体的架构选择需要在编译的时候通过config文件指定。
qemu官网:https://www.qemu.org
下载与编译:
git clone https://git.qemu.org/git/qemu.git
cd qemu
git submodule init
git submodule update --recursive
或者直接下载zip包
wget https://download.qemu.org/qemu-5.2.0.tar.xz
tar xvJf qemu-5.2.0.tar.xz
riscv的qemu有两种:
这里运行简单ELF程序我们直接用用户模式:
cd qemu
./configure --target-list=riscv64-linux-user
make -j4
测试:
./riscv64-linux-user/qemu-riscv64 helloworld