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

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

编译环境搭建以及说明

操作系统：什么系统都可以
虚拟机：VMmare Workstation Pro 17.50.x (版本不限)
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：32GB（虚拟机分配10GB，3G以上均可）
梯子：这里由于有些地方无法访问github，这里最好在 Linux 系统中搭建梯子，这样以确保成功下载

• 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

riscv-tools 环境安装

• 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}/RISCV

• 下载riscv-tools（此处按照 GitHub 增补库，一次性库补全）：

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

​ 如果上述命令中间存在失败的过程，我们就需要删除已经下载好的文件，重新下载安装，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

​ 首先我们下载 riscv-tools 包：

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

​ 然后查看我们 riscv-tools 包中需要补充的子模块：

cat riscv-tools/.gitmodules

​ 图中子库均包含在顶层 .gitmodules 文件中，可以用下面命令进行安装：

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

riscv-gnu-toolchain 环境安装

• 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 

​ 查看所需要的库：

cat riscv-gnu-toolchain/.gitmodules

​ 图中子库均包含在顶层 .gitmodules 文件中，可以用下面命令进行安装（已更新到最新版链接）：

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，只是分支不同
git clone --recursive -b binutils-2_42-branch https://sourceware.org/git/binutils-gdb.git binutils
git clone --recursive -b gdb-14-branch https://sourceware.org/git/binutils-gdb.git gdb
# git clone --recursive https://github.com/riscv-collab/riscv-gcc.git 
git clone --recursive -b releases/gcc-13 https://gcc.gnu.org/git/gcc.git gcc
git clone --recursive https://sourceware.org/git/glibc.git glibc						#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 -b master https://git.savannah.gnu.org/git/dejagnu.git dejagnu
git clone --recursive -b master https://sourceware.org/git/newlib-cygwin.git newlib		#原链接git://sourceware.org/git/newlib-cygwin.git
# git clone --recursive https://git.qemu.org/git/qemu.git 
git clone --recursive https://gitlab.com/qemu-project/qemu.git qemu
# 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 -b master https://git.musl-libc.org/git/musl musl
git clone --recursive -b master https://github.com/riscv-software-src/riscv-isa-sim.git spike
git clone --recursive -b master https://github.com/riscv-software-src/riscv-pk.git pk
git clone --recursive -b release/17.x https://github.com/llvm/llvm-project.git llvm

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，这里我们采用分支的方式已经完成了分割

​ 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

​ 这里的 binutils、qemu、musl、llvm 比较容易下载失败，如果下载失败后，需要删除文件夹，重新下载即可

​ 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
sudo vim ~/.bashrc

进入bashrc后在尾部添加

export RISCV="/home/{你的用户名}/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，确认路径是否正确

echo $RISCV

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

​ 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，但是虽然少，还是不能忽略

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

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

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，这个就要修改路径下所有带有中文字符的文件夹名称了

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参考资料

参考版块：

riscv各种版本gcc工具链编译与安装 #链接库说明

GCC RISCV环境搭建 #另一篇指导