Running 64-bit RISC-V Linux on QEMU

皋陶

Note: This has been tested on Ubuntu 18.04.

Prerequisites

1. sudo apt install autoconf automake autotools-dev curl libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev \
   
2.                  gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc \
   
3.                  zlib1g-dev libexpat-dev git

复制代码

Getting the sources

首先，创建一个工作文件夹，将所有资源全部下载到该文件夹下；

1. mkdir riscv64-linux
   
2. cd riscv64-linux

复制代码

然后就开始下载所需要的资源，分别包含了下面5部分：

• RISC-V newlib and Linux toolchain
• QEMU
• Linux
• BBL (Berkeley Boot Loader)
• Busybear Linux (RISC-V root filesystem image)
  
  

1. git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain
   
2. git clone https://github.com/qemu/qemu
   
3. git clone https://github.com/torvalds/linux
   
4. git clone https://github.com/riscv/riscv-pk
   
5. git clone https://github.com/michaeljclark/busybear-linux

复制代码

Note: 本人试过，最难的是第一个riscv-gnu-toolchain，各种submodules. 尝试过用Gitee，但是有的模块没有成功，主要可能因为跟网速有关（有兴趣可以尝试一下，说不定你就成功了，哈哈）。我最后是在公司服务器上用上述源地址clone成功的。

Buildingbuild toolchain

1. cd riscv-gnu-toolchain
   
2. ./configure --prefix=/opt/riscv64                 // pick an install path, e.g. /opt/riscv64
   
3. make newlib -j $(nproc)
   
4. make linux -j $(nproc)

复制代码

1. //导出环境变量（也可以在/etc/profile末尾添加下面两行，这样重启后不会丢失）
   
2. export PATH="$PATH:/opt/riscv64/bin"  
   
3. export RISCV="/opt/riscv64"

复制代码

build QEMU with the RISC-V target

1. cd qemu
   
2. git checkout v3.0.0
   
3. ./configure --target-list=riscv64-softmmu
   
4. make -j $(nproc)
   
5. sudo make install

复制代码

Note:

• configure时可能会报错，错误原因如果是: glib-2.40 gthread-2.0 is required to compile QEMU，可以参考此文解决configure QEMU时遇到缺少库和工具的问题。
• make如果遇到卡到一个config_all_devices的地方，可以选择耐心等待（由于它还是在clone，失败后会Retry），也可中止后重新make，直到make没有error.
  
  

build Linux for the RISC-V target

1. cd linux
   
2. git checkout v4.19-rc3
   
3. cp ../busybear-linux/conf/linux.config .config
   
4. make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu- olddefconfig

复制代码

1. # enter kernel configuration
   
2. make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu- nconfig

复制代码

确认下面三个选项被选上。

• ARCH_RV64I （Platform type->Base ISA）
• CMODEL_MEDANY (Platform type->Kernel Code Model)
• CONFIG_SIFIVE_PLIC (Device Drivers)
  
  

1. # After accepting changes in the configuration, compile the kernel
   
2. make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu- vmlinux -j $(nproc)

复制代码

build BBL

1. cd riscv-pk
   
2. mkdir build && cd build
   
3. ../configure --enable-logo --host=riscv64-unknown-elf --with-payload=../../linux/vmlinux
   
4. make -j $(nproc)

复制代码

build Busybear Linux

1. cd busybear-linux
   
2. make -j $(nproc)

复制代码

Note:

• make时会先Download些资源，在自己电脑上一直download失败，最后还是在公司服务器上成功。download完之后会自动配置。如果最后出现下图，即生成busybear.bin意味着成功。
  
  
  
  
• 自己虽然貌似从服务器download成功，但配置最后会报错，问题还是缺少资源。发现busybear下的src文件夹下的riscv-pk是空文件夹。**解决方法是：**将之前编译过的riscv-pk文件夹(与busybear-linux同级目录)复制到src文件夹下，然后再重新编译，成功生成busybear.bin文件。
  
  

Running

Go back to your main working directory(riscv64-linux) and run:

1. sudo qemu-system-riscv64 -nographic -machine virt \
   
2.      -kernel riscv-pk/build/bbl -append "root=/dev/vda ro console=ttyS0" \
   
3.      -drive file=busybear-linux/busybear.bin,format=raw,id=hd0 \
   
4.      -device virtio-blk-device,drive=hd0

复制代码

执行后，出现下面景象（kernel起来之后会要求输入用户名和密码），恭喜你，基本成功了。

username------root

password------busybear

补充： busybear起来之后，如果遇到ntpd的问题，可暂时将/etc/inittab中下面这一行注掉：

1. ::respawn:/usr/sbin/ntpd -n

复制代码

本篇完，感谢关注：RISC-V单片机中文网