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QEMU/RISCV64 VIRT板级支持包说明

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1. 简介

RISC-V是一种开放和免费的指令集体系结构(ISA)。本工程是在QEMU的RISCV64 VIRT版本上进行的一份移植。本工程支持玄铁团队联合中科院软件所共同推出的全球首款rv64ilp32产品级开源工具链。

2. 编译说明

首先可以下载交叉编译工具链,建议采用sifive的工具链进行编译。

https://www.sifive.com/software

选择对应的平台即可。

这里推荐在Ubuntu上进行开发工作。

解压工具链到指定的目录。

export RTT_EXEC_PATH=~/gcc/bin

进入到rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv目录进行输入

scons

可以看到正常生成rtthread.elf与rtthread.bin文件。

或者通过 scons --exec-path="GCC工具链路径" 命令，在指定工具链位置的同时直接编译。

3. 执行

本工程提供了riscv64的两种可配置运行模式,默认运行在M-Mode下。

M-Mode

首先安装qemu-system-riscv64。

sudo apt install qemu-system-misc

直接输入

./qemu-nographic.sh

可以看到程序运行

heap: [0x80035804 - 0x86435804]

 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.0.4 build May 21 2021
 2006 - 2021 Copyright by rt-thread team
Hello RISC-V!
msh />

S-Mode

如果运行在S-Mode下，那么需要通过menuconfig选择配置

scons --menuconfig

选择如下：

RISCV qemu virt64 configs  ---> 
    [*] RT-Thread run in riscv smode

保存后，重新scons编译即可。

要让rt-thread运行在S-Mode，首先需要启动opensbi,然后通过opensbi启动rt-thread。

自行编译的qemu或者下载的高版本的qemu内置opensbi，执行./qemu-nographic-smode.sh即可正常运行。

通过sudo apt install qemu-system-misc安装的qemu版本较低，可自行编译opensbi。

git clone git@github.com:riscv/opensbi.git
cd opensbi
make PLATFORM=generic CROSS_COMPILE=~/gcc/bin/riscv64-unknown-elf-

最后生成的/build/platform/generic/firmware/fw_jump.elf则是需要的文件。

输入以下的命令即可运行:

qemu-system-riscv64 -nographic -machine virt -m 256M -kernel rtthread.bin -bios ~/opensbi/build/platform/generic/firmware/fw_jump.elf

可以看到如下的结果

OpenSBI v0.9
   ____                    _____ ____ _____
  / __ \                  / ____|  _ \_   _|
 | |  | |_ __   ___ _ __ | (___ | |_) || |
 | |  | | '_ \ / _ \ '_ \ \___ \|  _ < | |
 | |__| | |_) |  __/ | | |____) | |_) || |_
  \____/| .__/ \___|_| |_|_____/|____/_____|
        | |
        |_|

Platform Name             : riscv-virtio,qemu
Platform Features         : timer,mfdeleg
.
.
.
Boot HART ISA             : rv64imafdcsu
Boot HART Features        : scounteren,mcounteren
Boot HART PMP Count       : 16
Boot HART PMP Granularity : 4
Boot HART PMP Address Bits: 54
Boot HART MHPM Count      : 0
Boot HART MHPM Count      : 0
Boot HART MIDELEG         : 0x0000000000000222
Boot HART MEDELEG         : 0x000000000000b109
heap: [0x80235a58 - 0x86635a58]

 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.0.4 build May 21 2021
 2006 - 2021 Copyright by rt-thread team
Hello RISC-V!
msh />

4. 支持情况

驱动	支持情况	备注
UART	支持	UART0
PLIC	支持	-
CLIC	支持	-

5.如何使用rv64ilp32工具链

工具链地址：https://github.com/ruyisdk/riscv-gnu-toolchain-rv64ilp32/tags
使用方法：
- 配置工具链路径
- 修改ABI参数为：-mabi=ilp32d
- 使用menuconfig使能下述选项:
```
RT_USING_RV64ILP32
```
- 使用menuconfig失能下述选项:
```
RT_USING_POSIX_PIPE
RT_USING_POSIX_FS
RT_USING_DFS
```
使用传统64位工具链与使用新32位工具链编译相同工程的固件大小对比：

传统64位工具链固件大小：

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
            SRAM:      225856 B        16 MB      1.35%
riscv64-unknown-elf-objcopy -O binary rtthread.elf rtthread.bin
riscv64-unknown-elf-size rtthread.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
 150907    3664   71268  225839   3722f rtthread.elf

新32位工具链固件大小：

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
            SRAM:      209376 B        16 MB      1.25%
riscv64-unknown-elf-objcopy -O binary rtthread.elf rtthread.bin
riscv64-unknown-elf-size rtthread.elf
   text    data     bss     dec     hex filename
 138739    1356   69276  209371   331db rtthread.elf

6. 联系人信息

维护人：bernard

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