前言
最近需要使用 RT-Thread smart 开发调试一些软件功能，由于软件功能平台无关，使用实际硬件操作，会耗费较多的时间在程序烧写环节。
打算使用 BSP qemu-virt64-aarch64 搭建一个 RT-Thread smart 的开发调试环境，可以开发验证一些平台无关的软件功能，但是当前的 RT-Thread smart 开放出来的 userapps 不支持 aarch64 平台。
所以选择 qemu-virt64-riscv 平台进行编译环境的搭建，搭建的流程跟 qemu-virt64-aarch64 基本一致。
环境搭建
Win10 64位
VMware Worksta
tion Pro
VS Code （ssh 远程）
ubuntu 20.04
RT-Thread master 最新分支： BSP qemu-virt64-riscv
下载 RT-Thread
这里使用 gitee 的 RT-Thread 仓库，先通过 fork 的方式，把 RT-Thread fork 到自己的账号下
ubuntu 中安装好 git qemu，通过 git 克隆一份 RT-Thread 最新代码
建议手动搭建一个 qemu-virt64-riscv 的独立工程，修改一下构建与配置脚本的路径即可。
scons 构建
进入 rt-thread/bsp/qemu-virt64-riscv，直接 scons编译，如果第一次，可能提示 scons 找不到，找不到就安装一下 scons
$ scons
Command ‘scons’ not found， but can be installed with：
sudo apt install scons
安装 scons 的方法： $ sudo apt install scons
运行 $ scons --menuconfig，进入Kconfig 图形配置界面，初步运行，会克隆 Linux 下的 RT-Thread env 工具 与 packages 软件包
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
____ _____ ____ _____
/ __ \\ / ____| _ \\_ _|
| | | |_ __ ___ _ __ | （___ | |_） || |
| | | | ’_ \\ / _ \\ ‘_ \\ \\___ \\| _ 《 | |
| |__| | |_） | __/ | | |____） | |_） || |_
\\____/| .__/ \\___|_| |_|_____/|____/_____|
| |
|_|
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
