RISCV编译环境搭建：riscv-gnu-toolchain和riscv-tools

2022/07/31更新
修改内容：

1. 增补riscv-tool-chain开源工具链内容，主要是部分riscv-打头的内容不再独立更新，直接follow其他上游仓库；
2. 修改部分步骤与建议

参考版块：
https://blog.csdn.net/weiqi7777/article/details/88045720 #链接库说明
https://blog.csdn.net/ACHENJIE/article/details/108450912 #另一篇指导

1. 编译环境搭建以及说明

   操作系统：win10 pro 1909
   虚拟机：VMmare Workstation Pro 15.x
   编译环境：Ubuntu 18.04.5
   CPU：i7-8750h(虚拟机分配4核8线程，基频2.2GHz，睿频3.9GHz)
   RAM：16GB（虚拟机分配8GB）
   

• 建议有条件可以直接装Linux系统，虚拟机有很大的性能损失。如果使用虚拟机，建议分配足够多的RAM内存

• 推荐搭建科学合理的上网方式，在git clone tool-gnu-chain这个库的时候，有几个submodule如果网络状态不好，下载速度会以kb状态，并以fatal error收尾（在尝试过6个上网工具之后的感受）

• 编译riscv-gnu-toolchain和riscv-tools的顺序不能变，否则会在之后报错

2. 需要的Git库

• Git库所需要的各种前述依赖（此处更新命令）

sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl python3 libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev libexpat-dev`

• 建议在自己制定路径下新建文件夹进行下载和配置，例如：

mkdir /home/{你的用户名}/data/tools/RISCV

• 下载riscv-tools（此处按照GitHub增补库）

git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-tools.git

  或者可以尝试 优先建议国内先git clone库，进入库文件夹之后执行recursive命令（二者等效）；可以同时开多个terminal下载各个库
下列子库均包含在顶层.gitmodules文件中

git clone https://https://github.com/riscv/riscv-tools.git
cd riscv-tools
git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-openocd.git
git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-isa-sim.git
git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-opcodes.git
git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-pk.git
git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-tests.git

• 下载riscv-gnu-toolchain（主要内容）

git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain

  同样可以先git clone库，再执行recursive的命令

git clone https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain
cd riscv-gnu-toolchain
git clone --recursive https://github.com/riscv-collab/riscv-binutils-gdb.git	#binutils与gdb在同一仓库地址
git clone --recursive https://github.com/riscv-collab/riscv-gcc.git
git clone --recursive https://sourceware.org/git/glibc.git 						#原链接git://sourceware.org/git/glibc.git; 修改为https协议便于下载，下同
git clone --recursive https://github.com/riscv-collab/riscv-dejagnu.git
git clone --recursive https://sourceware.org/git/newlib-cygwin.git				#原链接git://sourceware.org/git/newlib-cygwin.git
git clone --recursive https://git.qemu.org/git/qemu.git
git clone --recursive git://git.musl-libc.org/musl								#修改https也不一定有用，建议直接转到链接下载最新的压缩包
git clone --recursive https://github.com/riscv-software-src/riscv-isa-sim.git
git clone --recursive https://github.com/riscv-software-src/riscv-pk.git

  riscv-binutils-gdb实际上是两个文件夹内容，所以下载完成之后，需要进行分割 当前状态不需要手动分隔；该步骤已经更新入后续makefile

  提醒一下，如果是第一种直接–recursive的方式，binutils，gdb和riscv-gcc大概率会在第一次失败，等待reschedule之后会成功。

  建议在拥有良好网络状态的环境下使用第一种方式，并且最后git clone校验表明所有submodule均已成功下载，否则，删除没有成功的文件夹，用第二种方式逐条下载。

  请务必保证每个submodule均已成功下载并且所在文件夹内拥有充足内容。整个riscv-gnu-toolchain大概有6.65GB（官方声称）左右

3. 编译步骤

• export路径
  在bashrc中定义路径和export之后bin文件，方便以后直接使用tab补全riscv64工具链

vim ~/.bashrc

  进入bashrc后在尾部添加

export RISCV="/home/{你的用户名}/data/tools/RISCV/riscv" #参考链接中此处有误
export PATH=$PATH:$RISCV/bin #该路径下为链接工具

  保存退出后，执行source实时生效

source ~/.bashrc

  可以在shell中敲入

echo $RISCV

  确认路径是否正确

• 编译riscv-gnu-toolchain
  这一步是最头疼的地方，一方面是整个编译时间非常的长，在我前述配置环境下大概要1个小时多；另一方面，如果当前文件夹中任何一个submodule没有clone --recuresive完整的话，中途就会报错，再次编译只能重头开始。

  如果你中途报错了，不要犹豫，定位子模块文件夹之后重新git clone，make clean之后重新开始。

cd riscv-gnu-toolchain
./configure --prefix=$RISCV --enable-multilib
make #注意是make而不是make linux（参考一个版主的讲解）

  我在这里使用了enable-multilib的选项，主要是因为需要32和64位两种环境。一般情况下，建议你在riscv-gnu-toolchain网站中确认自己需要的编译库

https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain

  注：make编译得到是我们最常用的unknown-elf-gcc等工具链，而make linux则是unknown-linux-gnu-gcc

  多嘴一句，目前RISC-V主流还在32bit的环境下，64bit实用上确实是少之又少。

  整个make大概需要一个小时，完成后，riscv-gnu-toolchain文件占用13GB左右空间。

  事实上，到这一步结束，riscv-unknown-elf工具链已经创建成功，接下来步骤是创建相关仿真工具，如果没有需求可以不用继续。

• 编译riscv-tools

cd riscv-tools
./build.sh

  一般教程上是这样的流程，但是因为我在之前make gnu-toolchain中开启了–enable-multilib的选项，所以在这里使用build.sh进行构建时会在编译benchmark/dhrystone这个file的时候出现ld链接重复的问题，如果你在riscv-gnu-toolchain中了其他选项，有可能不会出错。当然为了绕开这个东西，我选择执行另一个

./build-spike-pk.sh

  其实最主要使用的也就是spike和pk这个仿真工具。

  至此，在没有error的情况下，整个编译过程就结束了。

4. Hello World

• 用任意你喜欢的方式创建hello.c文件

#include <stdio.h>

int main(void)
{
        printf("Hello RISC-V!\n");
        return 0;
}

• 编译

riscv64-unknown-elf-gcc -march=rv32imac -mabi=ilp32 -o hello hello.c

  需要注意的时，rv工具链编译出来的文件，linux系统是无法使用./hello来执行的。需要用spike进行仿真，但是spike需要配置text段，这个之后我找到正确的方法再更新。

  我这里使用的gem5进行验证，没有出现问题。

5. 可能出现和存在的问题

• riscv-tools

gcc: error: unrecognized argument in option ‘-mcmodel=medany’ gcc: note: valid arguments to ‘-mcmodel=’ are: 32 kernel large medium small; did you mean ‘medium’?
make: *** [file.o] Error 1

  这个就是没有成功编译完成riscv-gnu-toolchain

• 路径中不要有中文字符
  这个我没有碰到过，所以不在这里细讲