# 开搞: 实验环境搭建 说了这么多，现在该动手了。Make your hands dirty! 如果你使用windows系统，推荐在windows subsystem for linux（WSL) 下进行开发。 方便起见，可以先在终端里设置一个叫做**RISCV**的环境变量(在bash命令里可以通过**$RISCV**使用)，作为你安装所有和riscv有关的软件的路径。在`/etc/profile`里面写一行`export RISCV=/your/path/to/riscv`之类的东西就行。后面安装的各个项目最好也放在上面的的路径里面。 最小的软件开发环境需要：能够编译程序，能够运行程序。开发操作系统这样的系统软件也不例外。 ## 编译器 问题在于：我们使用的计算机都是基于x86架构的。如何把程序编译到riscv64架构的汇编？这需要我们使用“目标语言为riscv64机器码的编译器”，在我们的电脑上进行**交叉编译**。 放心，这里不需要你自己写编译器。我们使用现有的riscv-gcc编译器即可。从 clone下来，然后在x86架构上编译riscv-gcc编译器为可执行的x86程序，就可以运行它，来把你的程序源代码编译成riscv架构的可执行文件了。这有点像绕口令，但只要有一点编译原理的基础就可以理解。不过，这个riscv-gcc仓库很大，而且自己编译工具链总是一件麻烦的事。 其实，没必要那么麻烦，我们大可以使用别人已经编译好的编译器的可执行文件，也就是所谓的**预编译（prebuilt）**工具链，下载下来，放在你喜欢的地方（比如之前定义的**$RISCV**），配好路径（把编译器的位置加到系统的**PATH**环境变量里），就能在终端使用了。我们推荐使用sifive公司提供的预编译工具链，进入 ，找到 “Prebuilt RISC‑V GCC Toolchain and Emulator”，下载“GNU Embedded Toolchain ”中适合你的操作系统的版本即可。(注意，如果你是wsl, 需要下载适合ubuntu版本的编译器) 配置好后，在终端输入`riscv64-unknown-elf-gcc -v`查看安装的gcc版本, 如果输出一大堆东西且最后一行有`gcc version 某个数字.某个数字.某个数字`，说明gcc配置成功，否则需要检查一下哪里做错了，比如环境变量**PATH**配置是否正确。一般需要把一个形如`..../bin`的目录加到**PATH**里。 ## 模拟器 如何运行riscv64的代码？我们当然可以给大家每个人发一块riscv64架构处理器的开发板，再给大家一人一根JTAG线，让大家把程序烧写到上面去跑，然后各凭本事debug（手动狗头），但还是使用**模拟器（emulator）**更方便一些。模拟器也就是在x86架构的计算机上，通过软件模拟一个riscv64架构的硬件平台，从而能够运行riscv64的目标代码。 我们选择的是QEMU模拟器。它的优点在于，内置了一套OpenSBI固件的实现，可以简化我们的代码，也为了和rcore tutorial保持一致。 下面我们从[rCore tutorial](https://rcore-os.github.io/rCore_tutorial_doc/chapter2/part5.html)抄写了一段qemu安装的教程。 ### 安装模拟器 Qemu 如果你在使用 Linux (Ubuntu) ，需要到 Qemu 官方网站下载源码并自行编译，因为 Ubuntu 自带的软件包管理器 `apt` 中的 Qemu 的版本过低无法使用。参考命令如下： ```bash $ wget https://download.qemu.org/qemu-4.1.1.tar.xz $ tar xvJf qemu-4.1.1.tar.xz $ cd qemu-4.1.1 $ ./configure --target-list=riscv32-softmmu,riscv64-softmmu $ make -j $ export PATH=$PWD/riscv32-softmmu:$PWD/riscv64-softmmu:$PATH ``` 可查看[更详细的安装和使用命令](https://github.com/riscv/riscv-qemu/wiki)。 如果你在使用 macOS，只需要 Homebrew 一个命令即可： ```bash $ brew install qemu ``` 最后确认一下 Qemu 已经安装好，且版本在 4.1.0 以上： ```bash $ qemu-system-riscv64 --version QEMU emulator version 4.1.1 Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers ``` ### 使用 OpenSBI 新版 Qemu 中内置了 [OpenSBI](https://github.com/riscv/opensbi) 固件（firmware），它主要负责在操作系统运行前的硬件初始化和加载操作系统的功能。我们使用以下命令尝试运行一下： ```bash $ qemu-system-riscv64 \ --machine virt \ --nographic \ --bios default OpenSBI v0.4 (Jul 2 2019 11:53:53) ____ _____ ____ _____ / __ \ / ____| _ \_ _| | | | |_ __ ___ _ __ | (___ | |_) || | | | | | '_ \ / _ \ '_ \ \___ \| _ < | | | |__| | |_) | __/ | | |____) | |_) || |_ \____/| .__/ \___|_| |_|_____/|____/_____| | | |_| Platform Name : QEMU Virt Machine Platform HART Features : RV64ACDFIMSU Platform Max HARTs : 8 Current Hart : 0 Firmware Base : 0x80000000 Firmware Size : 112 KB Runtime SBI Version : 0.1 PMP0: 0x0000000080000000-0x000000008001ffff (A) PMP1: 0x0000000000000000-0xffffffffffffffff (A,R,W,X) ``` 可以看到我们已经在 `qemu-system-riscv64` 模拟的 `virt machine` 硬件上将 `OpenSBI` 这个固件 跑起来了。Qemu 可以使用 `Ctrl+a` 再按下 `x` 退出（注意要松开`Ctrl`再单独按`x`）。 如果无法正常使用 Qemu，可以尝试下面这个命令。 ```bash $ sudo sysctl vm.overcommit_memory=1 ``` > **扩展** > > 如果对 `OpenSBI` 的内部实现感兴趣，可以看看[RISCV OpenSBI Deep\_Dive 介绍文档](https://content.riscv.org/wp-content/uploads/2019/06/13.30-RISCV_OpenSBI_Deep_Dive_v5.pdf)。 --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://1790865014.gitbook.io/ucore-step-by-step/intro/3_startdash.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.