RT-Thread BSP qemu-virt64-riscv的编译环境搭建

　　交叉编译工具链
　　再次运行 scons 后，发现提示找不到 gcc 交叉编译工具链， riscv64-unknown-linux-musl-gcc： not found
　　下载工具链：可以使用 get_toolchain.py 下载，不过这个脚本默认没有在 RT-Thread 工程里面，需要手动创建一个
　　备注：可以在 RT-Thread userapps 仓库中 copy 一份出来
　　在 rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv 目录下，新建一个 tools 目录，然后进入这个 rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv/tools 目录，创建 get_toolchain.py
　　#！/usr/bin/env python
　　# -*- coding： utf-8 -*-
　　#
　　# Copyright （c） 2022， RT-Thread Development Team
　　#
　　# SPDX-License-Identifier： GPL-2.0
　　#
　　# Change Logs：
　　# Date Author Notes
　　# 2022-02-1 Bernard The first version
　　#
　　import os
　　import sys
　　import platform
　　from ci import CI
　　toolchains_config = {
　　‘arm’：
　　{
　　‘Linux’： ‘arm-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2’，
　　‘Windows’： ‘arm-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32_latest.zip’
　　}，
　　‘aarch64’：
　　{
　　‘Linux’ ： ‘aarch64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2’，
　　‘Windows’ ： ‘aarch64-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32_latest.zip’
　　}，
　　‘riscv64’：
　　{
　　‘Linux’： ‘riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu_latest.tar.bz2’，
　　‘Windows’： ‘riscv64-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32_latest.zip’
　　}
　　}
　　if __name__ == ‘__main__’：
　　# download toolchain
　　if len（sys.argv） 》 1：
　　target = sys.argv［1］
　　else：
　　target = ‘arm’
　　ci = CI（）
　　toolchain_path = os.path.join（os.path.abspath（‘。’）， ‘gnu_gcc’）
　　platform = platform.system（）
　　try：
　　zfile = toolchains_config［target］［platform］
　　URL =  + zfile
　　except：
　　print（‘not found target’）
　　exit（0）
　　ci.downloadFile（zfile， URL）
　　ci.extractZipFile（zfile， toolchain_path）
　　ci.delFile（zfile）
　　在 rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv/tools 目录下，创建一个 ci.py 脚本，因为 get_toolchain.py 依赖这个ci.py 脚本
　　#！/usr/bin/env python
　　# -*- coding： utf-8 -*-
　　#
　　# Copyright （c） 2022， RT-Thread Development Team
　　#
　　# SPDX-License-Identifier： GPL-2.0
　　#
　　# Change Logs：
　　# Date Author Notes
　　# 2022-02-1 Bernard The first version
　　#
　　import os
　　import sys
　　import shutil
　　import platform
　　import requests
　　import time
　　import zipfile
　　class CI：
　　def downloadFile（self， name， url）：
　　headers = {‘Proxy-Connection’：‘keep-alive’}
　　r = requests.get（url， stream=True， headers=headers）
　　length = float（r.headers［‘content-length’］）
　　f = open（name， ‘wb’）
　　count = 0
　　count_tmp = 0
　　time1 = time.time（）
　　for chunk in r.iter_content（chunk_size = 512）：
　　if chunk：
　　f.write（chunk）
　　count += len（chunk）
　　if time.time（） - time1 》 2：
　　p = count / length * 100
　　speed = （count - count_tmp） / 1024 / 1024 / 2
　　count_tmp = count
　　print（name + ‘： ’ + ‘{：.2f}’.format（p） + ‘%’）
　　time1 = time.time（）
　　print（name + ‘： 100%’）
　　f.close（）
　　def extractZipFile（self， zfile， folder）：
　　# self.delTree（folder）
　　if not os.path.exists（folder）：
　　os.makedirs（folder）
　　if platform.system（） == ‘Windows’：
　　zip_file = zipfile.ZipFile（zfile）
　　zip_list = zip_file.namelist（）
　　for item in zip_list：
　　print（item）
　　zip_file.extract（item， folder）
　　zip_file.close（）
　　elif platform.system（） == ‘Linux’：
　　if zfile.endswith（‘tar.gz’）：
　　os.system（‘tar zxvf %s -C %s’ % （zfile， folder））
　　elif zfile.endswith（‘tar.bz2’）：
　　os.system（‘tar jxvf %s -C %s’ % （zfile， folder））
　　elif zfile.endswith（‘.zip’）：
　　os.system（‘unzip %s -d %s’ % （zfile， folder））
　　return
　　def zipFolder（self， folder， zfile）：
　　zip_filename = os.path.join（folder）
　　zip = zipfile.ZipFile（zfile， ‘w’， compression=zipfile.ZIP_BZIP2）
　　pre_len = len（os.path.dirname（folder））
　　for parent， dirnames， filenames in os.walk（folder）：
　　for filename in filenames：
　　pathfile = os.path.join（parent， filename）
　　arcname = pathfile［pre_len：］.strip（os.path.sep）
　　zip.write（pathfile， arcname）
　　zip.close（）
　　return
　　def touchDir（self， d）：
　　if not os.path.exists（d）：
　　os.makedirs（d）
　　def gitUpdate（self， url， folder， branch = ‘master’）：
　　cwd = os.getcwd（）
　　if os.path.exists（folder）：
　　os.chdir（folder）
　　os.system（‘git pull origin’）
　　if branch ！= ‘master’：
　　os.system（‘git checkout -b %s origin/%s’ % （branch， branch））
　　os.system（‘git submodule init’）
　　os.system（‘git submodule update’）
　　else：
　　os.system（‘git clone %s %s’ % （url， folder））
　　os.chdir（folder）
　　os.system（‘git submodule init’）
　　os.system（‘git submodule update’）
　　os.chdir（cwd）
　　def installEnv（self， folder）：
　　env_path = folder
　　cwd = os.getcwd（）
　　os.chdir（env_path）
　　self.touchDir（os.path.join（env_path， ‘local_pkgs’））
　　self.touchDir（os.path.join（env_path， ‘packages’））
　　self.touchDir（os.path.join（env_path， ‘tools’））
　　self.gitUpdate（ ‘tools/script’）
　　self.gitUpdate（ ‘packages/packages’）
　　kconfig = open（os.path.join（env_path， ‘packages’， ‘Kconfig’）， ‘w’）
　　kconfig.write（‘source “$PKGS_DIR/packages/Kconfig”’）
　　kconfig.close（）
　　os.chdir（cwd）
　　return
　　def pkgsUpdate（self， env_folder）：
　　self.touchDir（env_folder）
　　self.installEnv（env_folder）
　　os.environ［‘PKGS_DIR’］ = env_folder
　　os.system（‘python %s package --update’ % （os.path.join（env_folder， ‘tools’， ‘script’， ‘env.py’）））
　　return
　　def delTree（self， folder）：
　　if os.path.exists（folder）：
　　shutil.rmtree（folder）
　　def delFile（self， file）：
　　if os.path.exists（file）：
　　os.remove（file）
　　def appendFile（self， srcFile， otherFile）：
　　f = open（otherFile， ‘r’）
　　s = f.read（）
　　f.close（）
　　f = open（srcFile， ‘a’）
　　f.write（s）
　　f.close（）
　　def copyTree（self， srcTree， dstTree）：
　　if os.path.exists（dstTree）：
　　shutil.rmtree（dstTree）
　　shutil.copytree（srcTree， dstTree）
　　def run（self， cmds）：
　　cwd = os.getcwd（）
　　cmds = cmds.split（‘\\n’）
　　for item in cmds：
　　item = item.lstrip（）
　　if item == ‘’：
　　continue
　　if item［0］ == ‘-’：
　　os.system（item［1：］.lstrip（））
　　# keep current directory
　　os.chdir（cwd）
　　return
　　if __name__ == ‘__main__’：
　　ci = CI（）
　　env_folder = os.path.abspath（os.path.join（‘。’， ‘env_test’））
　　# ci.pkgsUpdate（env_folder）
　　cmds = ‘’‘
　　# test
　　- dir
　　- dir tools
　　’‘’
　　ci.run（cmds）
　　下载gcc 交叉编译工具链： qemu-virt64-riscv 是 riscv64 平台
　　$ python3 get_toolchain.py riscv64 就可以下载 riscv64 的 gcc 交叉编译工具链了
　　在 rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv 目录下创建 一个设置环境变量的 shell 脚本，如 smart_env.sh
　　#！/bin/bash
　　# usage：
　　# source smart-env.sh ［arch］
　　# example： source smart-env.sh # arm
　　# example： source smart-env.sh aarch64 # aarch64
　　# supported arch list
　　supported_arch=“arm aarch64 riscv64 i386”
　　def_arch=“unknown”
　　# find arch in arch list
　　if ［ -z $1 ］
　　then
　　def_arch=“arm” # default arch is arm
　　else
　　for arch in $supported_arch
　　do
　　if ［ $arch = $1 ］
　　then
　　def_arch=$arch
　　break
　　fi
　　done
　　fi
　　# set env
　　case $def_arch in
　　“arm”）
　　export RTT_CC=gcc
　　export RTT_EXEC_PATH=$（pwd）/tools/gnu_gcc/arm-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
　　export RTT_CC_PREFIX=arm-linux-musleabi-
　　;;
　　“aarch64”）
　　export RTT_CC=gcc
　　export RTT_EXEC_PATH=$（pwd）/tools/gnu_gcc/aarch64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
　　export RTT_CC_PREFIX=aarch64-linux-musleabi-
　　;;
　　“riscv64”）
　　export RTT_CC=gcc
　　export RTT_EXEC_PATH=$（pwd）/tools/gnu_gcc/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
　　export RTT_CC_PREFIX=riscv64-unknown-linux-musl-
　　;;
　　“i386”）
　　export RTT_CC=gcc
　　export RTT_EXEC_PATH=$（pwd）/tools/gnu_gcc/i386-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
　　export RTT_CC_PREFIX=i386-unknown-linux-musl-
　　;;
　　*） echo “unknown arch！”
　　return 1
　　esac
　　# export RTT_EXEC_PATH
　　export PATH=$PATH：$RTT_EXEC_PATH
　　echo “Arch =》 ${def_arch}”
　　echo “CC =》 ${RTT_CC}”
　　echo “PREFIX =》 ${RTT_CC_PREFIX}”
　　echo “EXEC_PATH =》 ${RTT_EXEC_PATH}”
　　设置 smart_env.sh 的执行权限 $ chmod +x smart_env.sh
　　下载 gcc 交叉编译工具链后， 在 rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv 运行
　　$ source smart_env.sh riscv64，即可设置 qemu-virt64-riscv 的 gcc 交叉编译工具链
　　编译 qemu-virt64-aarch64
　　配置好 gcc 交叉编译工具链后，就可以 scons 编译了
　　运行 qemu 无法启动
　　qemu-virt64-riscv 目录下有个 qemu-nographic.sh，可以在 Linux shell 里面直接运行

　　当前 qemu 启动失败，报如下的错误
　　zhangsz@zhangsz：~/rtt/smart/rtt_qemu_aarch64/qemu-virt64-riscv$ 。/qemu-nographic.sh
　　qemu-system-riscv64： warning： No -bios option specified. Not loading a firmware.
　　qemu-system-riscv64： warning： This default will change in a future QEMU release. Please use the -bios option to avoid breakages when this happens.
　　qemu-system-riscv64： warning： See QEMU‘s deprecation documentation for details.
　　QEMU： Terminated
　　退出 qemu 的方法： CTRL + a 组合按一下，松开按键，再 按一下 x 键即可退出 qemu
　　qemu 更新解决启动问题
　　经过验证，确认 ubuntu 20.04 默认安装的 qemu 版本比较的老，需要更新最新的 qemu 版本，直接使用 sudo apt install qemu-system-riscv64 无法更新，只能手动更新。
　　解决方法：下载 qemu 的代码，手动编译更新 qemu，使用新版本的 qemu-system-riscv64
　　qemu 下载地址：可以再 github 上下载，注意拉取更新 git 子仓库
　　下载 qemu ： $ git clone https://github.com/qemu/qemu.git
　　qemu 编译依赖： $ sudo apt-get install git libglib2.0-dev libfdt-dev libpixman-1-dev zlib1g-dev ninja-build
　　qemu git 子仓库 ： $ git submodule update --init --force --recursive
　　编译 qemu 的方法
　　进入 qemu 目录
　　$ mkdir build
　　$ cd build
　　$ 。。/configure
　　$ make -j8

　　编译完 qemu 后，会在 生成目录，如 build 目录下，生成新版本的 qemu 系列工具，就是有点耗时。
　　zhangsz@zhangsz：~/rtt/qemu/build$ 。/qemu-system-riscv64 --version
　　QEMU emulator version 7.2.90 （v8.0.0-rc0-27-g74c581b645-dirty）
　　Copyright （c） 2003-2022 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers

　　把 qemu 新版本 qemu-system-riscv64 的执行路径，替换 qemu-virt64-riscv 中 qemu 的执行脚本中的 qemu-system-riscv64 即可。
　　我当前可以运行的脚本，把 qemu-system-riscv64 替换为 /home/zhangsz/rtt/qemu/build/qemu-system-riscv64，由于提示 网络设备部分参数不支持，我暂时先把网络设备部分去掉了
　　if ［ ！ -f “sd.bin” ］; then
　　dd if=/dev/zero of=sd.bin bs=1024 count=65536
　　fi
　　/home/zhangsz/rtt/qemu/build/qemu-system-riscv64 -nographic -machine virt -m 256M -kernel rtthread.bin \\
　　-drive if=none，file=sd.bin，format=raw，id=blk0 -device virtio-blk-device，drive=blk0，bus=virtio-mmio-bus.0 \\
　　-device virtio-serial-device -chardev socket，host=127.0.0.1，port=4321，server=on，wait=off，telnet=on，id=console0 -device virtserialport，chardev=console0

　　运行 qemu 效果
　　zhangsz@zhangsz：~/rtt/smart/rtt_qemu_aarch64/qemu-virt64-riscv$ 。/qemu-nographic.sh
　　OpenSBI v1.2
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　　| | | | ’_ \\ / _ \\ ‘_ \\ \\___ \\| _ 《 | |
　　| |__| | |_） | __/ | | |____） | |_） || |_
　　\\____/| .__/ \\___|_| |_|_____/|____/_____|
　　| |
　　|_|
　　Platform Name ： riscv-virtio，qemu
　　Platform Features ： medeleg
　　Platform HART Count ： 1
　　Platform IPI Device ： aclint-mswi
　　Platform Timer Device ： aclint-mtimer @ 10000000Hz
　　Platform Console Device ： uart8250
　　Platform HSM Device ： ---
　　Platform PMU Device ： ---
　　Platform Reboot Device ： sifive_test
　　Platform Shutdown Device ： sifive_test
　　Firmware Base ： 0x80000000
　　Firmware Size ： 212 KB
　　Runtime SBI Version ： 1.0
　　Domain0 Name ： root
　　Domain0 Boot HART ： 0
　　Domain0 HARTs ： 0*
　　Domain0 Region00 ： 0x0000000002000000-0x000000000200ffff （I）
　　Domain0 Region01 ： 0x0000000080000000-0x000000008003ffff （）
　　Domain0 Region02 ： 0x0000000000000000-0xffffffffffffffff （R，W，X）
　　Domain0 Next Address ： 0x0000000080200000
　　Domain0 Next Arg1 ： 0x000000008fe00000
　　Domain0 Next Mode ： S-mode
　　Domain0 SysReset ： yes
　　Boot HART ID ： 0
　　Boot HART Domain ： root
　　Boot HART Priv Version ： v1.12
　　Boot HART Base ISA ： rv64imafdch
　　Boot HART ISA Extensions ： time，sstc
　　Boot HART PMP Count ： 16
　　Boot HART PMP Granularity ： 4
　　Boot HART PMP Address Bits： 54
　　Boot HART MHPM Count ： 16
　　Boot HART MIDELEG ： 0x0000000000001666
　　Boot HART MEDELEG ： 0x0000000000f0b509
　　heap： ［0x802bbcb8 - 0x842bbcb8］
　　\\ | /
　　- RT - Thread Smart Operating System
　　/ | \\ 5.0.0 build Mar 19 2023 16:40:43
　　2006 - 2022 Copyright by RT-Thread team
　　lwIP-2.0.3 initialized！
　　［I/sal.skt］ Socket Abstraction Layer initialize success.
　　［I/utest］ utest is initialize success.
　　［I/utest］ total utest testcase num： （0）
　　file system initialization done！
　　Hello RISC-V

　　qemu 支持 elm fat 文件系统
　　运行 qemu 后，发现 ls 提示找不到文件，查看代码，发现没有 mnt 文件挂载的操作，所以从其他的bsp 中，如 qemu-virt64-aarch64 copy 过来一份 mnt.c，重新编译。
　　第一次运行 qemu 会生成 sd.bin，这个 sd.bin 为 RAW 格式的，可以使用 Linux shell 命令：mkfs.fat sd.bin，格式化为 fat 格式，这样就可以正常的在RT-Thread 中挂载了
　　就可以支持 elm fat 格式的文件系统了。
　　小结
　　由于 ubuntu 20.04 默认安装的 qemu qemu-system-riscv64 版本较低，所以需要手动更新 qemu-system-riscv64 版本到最新，可以通过 qemu git 仓库手动编译
　　当前 RT-Thread master 分支的 qemu-virt64-riscv 跑的是 RT-Thread，而不是 RT-Thread Smart，切换为 RT-Thread Smart，当前只需要配置使用 RT-Thread Smart 配置选项即可！

　　后面尝试 把 RT-Thread 提供的 userapps 编译后，放到 qemu 中 RT-Smart 的文件系统中，运行用户态程序。



原作者：张世争