RSIC-V工具链介绍及其安装教程

前言

（1）此系列文章是跟着汪辰老师的RISC-V课程所记录的学习笔记。

（2）该课程相关代码gitee链接；

（3）PLCT实验室实习生长期招聘：招聘信息链接

（4）在配置RSIC-V工具链的时候，踩了很多坑，虽然网上也有同类型的文章，并且riscv-gnu-toolchain仓库的readme已经进行了讲解。但是我还是斗胆写一个小白能够看懂的RSIC-V工具链配置教程。

（5）强调两点：

<1>因为RSIC-V是比较前沿的产物，所以对汉语的支持并不高，因此建议在Linux环境中尽量使用英文路径处理RSIC-V相关文件。

<2>Windows和Linux的换行符是不一样的，可能因为换行符的不一致，导致编译过程产生很多奇奇怪怪的bug。所以千万不要像我一样，先在Windows中做完一些操作，然后再传递给Linux。

为什么需要交叉编译工具链

（1）在我们刚学习编程语言的时候，都是直接拿一个编译器，写入如下代码。然后点击编译器的执行按钮就可以了。我们会发现，这个过程中，编译此c文件，执行这个c文件的机器都是同一台电脑。这个被称之为本地编译。

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("hello world\r\n");
	return 0;
}

（2）但是，在嵌入式开发过程中。我们都是在电脑端写好一个程序，之后利用编译器编译程序，之后再将可执行程序烧录进入开发板中。我们能够发现，程序的编译是在电脑端，最终的可执行文件是在开发板中。这种称之为交叉编译 。

（3）一般来说，我们的电脑都是X86架构的，当我们需要编译RSIC-V的程序时候，肯定是不能使用本地编译工具 ，因此，我们这个时候就需要使用到交叉编译工具链了。

如何让Linux拥有魔法

（1）因为RSIC-V很多操作是在外网，而且开发过程肯定要在Linux中开发。所以，我这里建议让Linux也拥有访问世界的能力。

（2）需要注意的一点是，你按如下博客进行操作，需要Windows有魔法，否则无力回天呀。

（3）Ubuntu虚拟机共享主机VPN（适用于NAT或桥接）

如何安装交叉编译工具链

方法1

（1）如果是Ubuntu 20.04 环境下，可以直接执行如下指令安装官方提供的 GNU工具链和 QEMU 模拟器。

（2）这里需要注意一点的是，此时安装的gcc-riscv64-unknown-elf工具链似乎还不能编译c库函数。所以要执行第三条指令，使用gcc-riscv64-linux-gnu工具链。

（3）可能会有人要问了，这两条工具链有什么区别呢？

<1>riscv32-unknown-elf-gcc，riscv64-unknown-elf-gcc：使用的riscv-newlib库(面向嵌入式的C库)，而且只支持静态链接，不支持动态链接。

<2>riscv32-unknown-linux-gnu-gcc，riscv64-unknown-linux-gnu-gcc：使用的是glibc标准库，支持动态链接。

shell 复制代码

sudo apt update
sudo apt install build-essential gcc make perl dkms git gcc-riscv64-unknown-elf gdb-multiarch qemu-system-misc
sudo apt install gcc-riscv64-linux-gnu

方法2

安装工具链

（1）我们直接拉取官方仓库的工具链
再次强调，进行如下操作不能有任何非英文的路径！！！

shell 复制代码

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

（2）拉取完仓库之后，需要安装依赖文件。不同的Linux发行版执行的操作是不一样的，这个需要自己根据版本执行对应的命令。

shell 复制代码

# Ubuntu 
sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl python3 python3-pip libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev libexpat-dev ninja-build git cmake libglib2.0-dev
# Fedora/CentOS/RHEL
sudo yum install autoconf automake python3 libmpc-devel mpfr-devel gmp-devel gawk  bison flex texinfo patchutils gcc gcc-c++ zlib-devel expat-devel
# Arch Linux 
sudo pacman -Syyu autoconf automake curl python3 libmpc mpfr gmp gawk base-devel bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib expat
#  OS X
brew install python3 gawk gnu-sed gmp mpfr libmpc isl zlib expat texinfo flock

（3）执行完上述两步骤之后，我们要根据需求安装gcc编译器。如果是想搞RISC-V的嵌入式开发，安装Newlib 库，只要执行一个make即可。如果是进行大型RSIC-V项目开发，使用Linux cross-compiler，那么编译时候输入make linux。

shell 复制代码

cd riscv-gnu-toolchain/
mkdir build
cd build/
# 下面部分，需要你看需求来执行
# --------------------------------------------------------
# 如果只要进行64位的RISC-V的嵌入式系统开发，执行如下命令
../configure --prefix=/opt/riscv
# 这里的N是数字，表示多少核同时编译，N越大编译速度越快。
# 如果超出了虚拟机所分配的最大内核数量，将只会依据最大内核数量编译
sudo make -JN
# --------------------------------------------------------
# 如果还要进行32位的RISC-V的嵌入式系统开发，执行如下命令。
# 这个既可以进行64位开发，也可进行32位开发
../configure --prefix=/opt/riscv --enable-multilib
# 这里的N是数字，表示多少核同时编译，N越大编译速度越快。
# 如果超出了虚拟机所分配的最大内核数量，将只会依据最大内核数量编译
sudo make -JN
# --------------------------------------------------------
# 如果只要64位大型RSIC-V项目开发，执行如下命令
../configure --prefix=/opt/riscv
# 这里的N是数字，表示多少核同时编译，N越大编译速度越快。
# 如果超出了虚拟机所分配的最大内核数量，将只会依据最大内核数量编译
sudo make Linux -JN
# --------------------------------------------------------
# 如果还要进行32位大型RSIC-V项目开发，执行如下命令
# 这个既可以进行64位开发，也可进行32位开发
../configure --prefix=/opt/riscv --enable-multilib
# 这里的N是数字，表示多少核同时编译，N越大编译速度越快。
# 如果超出了虚拟机所分配的最大内核数量，将只会依据最大内核数量编译
sudo make Linux -JN

修改 ubunu 的环境变量

（1）安装完交叉工具链之后，我们还需要设置他的环境变量才可以执行交叉工具链。

（2）添加ubunu 的环境变量的方法有两种：

<1>直接在命令行输入如下指令，即可添加环境变量。缺点是，当你关闭当前的终端，重新打开终端的时候，又需要再次输入如下命令。因此，如下方法是临时添加环境变量的方式。

shell 复制代码

export PATH=$PATH:/opt/riscv/bin

<2>修改 .bashrc 文件：进入vim ---> 按下Shift+g跳转到最后一行 ---> 输入o，进入编辑模式 ---> 输入添加环境变量的指令 ---> 按下Esc键 ---> 按下':'键，输入wq ---> 更新.bashrc 文件

shell 复制代码

vim ~/.bashrc
# 进入vim，按下Shift+g跳转到最后一行，输入o，进入编辑模式。
# 最后一行写入下面这个命令
export PATH=$PATH:/opt/riscv/bin
# 修改完 .bashrc 文件之后，输入下面这一句更新一下.bashrc 文件
source ~/.bashrc

虚拟机的内核数量相关信息

如何查看并且设置虚拟机内核数量

（1）关闭虚拟机--->编辑虚拟机--->设置内核数量

虚拟机内核数量一般设置多大

（1）一般来说，虚拟机的内核数量最多为实际电脑的内核数量的一半。

（2）我们可以按照如下方式查看实际电脑内核数量

执行RSIC-V架构的C程序

编译

（1）根据需求按照下图编译工程

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("hello world\r\n");
	return 0;
}

执行

参考文章

（1）RISC-V GNU编译环境搭建与运行实践;

（2）Ubuntu虚拟机共享主机VPN（适用于NAT或桥接）