同じ内容をZennのスクラップにも書いたんですが、こっちにも一応書いとく
本の記述に従い環境構築をしてみた
※手元の環境はUbuntu 20.04.6 LTS (WSL2)
しかし、5. ブートの説明通りにrun.sh
を記述し実行したところ、以下のようなエラーが出た
1
2
3
4
|
❯ ./run.sh
+ QEMU=qemu-system-riscv32
+ qemu-system-riscv32 -machine virt -bios default -nographic -serial mon:stdio --no-reboot
qemu-system-riscv32: Unable to load the RISC-V firmware "opensbi-riscv32-virt-fw_jump.bin"
|
パッと見た感じ、QEMUが-bios default
で呼び出すファームウェアが、本の執筆当時とは変わっていそう(?)
そこで、run.sh
を以下のように変更した
1
2
3
4
5
6
7
8
|
#!/bin/bash
set -xue
# QEMUの実行バイナリへのパス
QEMU=qemu-system-riscv32
# QEMUを起動
$QEMU -machine virt -bios opensbi-riscv32-generic-fw_dynamic.bin -nographic -serial mon:stdio --no-reboot
|
すると、エラー自体は出なくなったが、QEMUを起動しても何も表示されない
1
2
3
4
5
6
|
❯ ./run.sh
+ QEMU=qemu-system-riscv32
+ qemu-system-riscv32 -machine virt -bios opensbi-riscv32-generic-fw_dynamic.bin -nographic -serial mon:stdio --no-reboot
|
そこで、以下の手順を試した
- aptで入れたQEMU関係のパッケージを全てアンインストール
- riscv-gnu-toolchainをソースコードからビルドする
- QEMUをソースコードからビルドする
aptで入れたQEMU関係のパッケージを全てアンインストール
1
|
sudo apt-get remove --purge "qemu-*"
|
ビルドに必要なパッケージをインストールしておく。
1
|
sudo apt install -y texinfo bison flex libgmp-dev
|
環境によっては、上記以外にも足りないパッケージがあるかもしれないので、ビルド実行後にエラーが出たら適宜インストールしてから再実行する。
以下のコマンドを実行し、ソースコードからriscv-gnu-toolchainをビルドする。
1
2
3
4
5
|
cd ~
git clone --depth=1 https://github.com/riscv-collab/riscv-gnu-toolchain.git
cd riscv-gnu-toolchain/
./configure --prefix=/opt/riscv32 --with-arch=rv32i --with-abi=ilp32
sudo make
|
QEMUをソースコードからビルドする
この本が書かれたのが2023年の8月頃なので、当時の安定リリースであるQEMUのv8.0系をソースコードからビルドし、インストールする。
ビルドに必要なパッケージをインストールしておく。
1
|
sudo apt install -y pkg-config ninja-build libglib2.0 libpixman-1-dev
|
環境によっては、上記以外にも足りないパッケージがあるかもしれないので、ビルド実行後にエラーが出たら適宜インストールしてから再実行する。
以下のコマンドを実行する。
1
2
3
4
5
6
|
mkdir ~/qemu && cd ~/qemu
git clone --depth=1 --branch stable-8.0 https://github.com/qemu/qemu.git
sudo mkdir /opt/qemu-system-riscv32
sudo ./configure --target-list=riscv32-softmmu --prefix=/opt/qemu-system-riscv32/
sudo make -j $(nproc)
sudo make install
|
ビルドが完了すると、上の--prefix
で指定したパスにqemu-system-riscv32
という実行バイナリが生成されているはず。そのディレクトリに対してPATHを通す。
すなわち.bashrc
に以下を追加する。
1
|
export PATH="$PATH:/opt/qemu-system-riscv32/bin"
|
動作確認
本の記述通りにrun.sh
を記述し、実行した。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
|
❯ ./run.sh
+ QEMU=qemu-system-riscv32
+ qemu-system-riscv32 -machine virt -bios default -nographic -serial mon:stdio --no-reboot
OpenSBI v1.2
____ _____ ____ _____
/ __ \ / ____| _ \_ _|
| | | |_ __ ___ _ __ | (___ | |_) || |
| | | | '_ \ / _ \ '_ \ \___ \| _ < | |
| |__| | |_) | __/ | | |____) | |_) || |_
\____/| .__/ \___|_| |_|_____/|____/_____|
| |
|_|
Platform Name : riscv-virtio,qemu
Platform Features : medeleg
Platform HART Count : 1
Platform IPI Device : aclint-mswi
Platform Timer Device : aclint-mtimer @ 10000000Hz
Platform Console Device : uart8250
Platform HSM Device : ---
Platform PMU Device : ---
Platform Reboot Device : sifive_test
Platform Shutdown Device : sifive_test
Firmware Base : 0x80000000
Firmware Size : 208 KB
Runtime SBI Version : 1.0
Domain0 Name : root
Domain0 Boot HART : 0
Domain0 HARTs : 0*
Domain0 Region00 : 0x02000000-0x0200ffff (I)
Domain0 Region01 : 0x80000000-0x8003ffff ()
Domain0 Region02 : 0x00000000-0xffffffff (R,W,X)
Domain0 Next Address : 0x00000000
Domain0 Next Arg1 : 0x87e00000
Domain0 Next Mode : S-mode
Domain0 SysReset : yes
Boot HART ID : 0
Boot HART Domain : root
Boot HART Priv Version : v1.12
Boot HART Base ISA : rv32imafdch
Boot HART ISA Extensions : time,sstc
Boot HART PMP Count : 16
Boot HART PMP Granularity : 4
Boot HART PMP Address Bits: 32
Boot HART MHPM Count : 16
Boot HART MIDELEG : 0x00001666
Boot HART MEDELEG : 0x00f0b509
|
ひとまず正しく動いてそう
ldがriscv32向けのelfを吐けない
本の5.ブートの通りにkernel.c
, kernel.ld
を作成し、run.sh
でビルドしようとすると、以下のエラーが出た
1
2
3
4
5
6
7
8
|
❯ ./run.sh
+ QEMU=qemu-system-riscv32
+ CC=clang
+ CFLAGS='-std=c11 -O2 -g3 -Wall -Wextra --target=riscv32 -ffreestanding -nostdlib'
+ clang -std=c11 -O2 -g3 -Wall -Wextra --target=riscv32 -ffreestanding -nostdlib -Wl,-Tkernel.ld -Wl,-Map=kernel.map -o kernel.elf kernel.c
/usr/bin/ld: unrecognised emulation mode: elf32lriscv
Supported emulations: elf_x86_64 elf32_x86_64 elf_i386 elf_iamcu elf_l1om elf_k1om i386pep i386pe
clang: error: ld command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)
|
手元の環境のClangはリンカとしてldを呼んでいるが、ldのターゲットにriscv32がない模様
一旦以下のようにld.lld
を別途呼び出すようにしたら、ビルドできるようになった
(Clangが呼び出すリンカを変更できないか探ったが、よく分からなかった)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
|
#!/bin/bash
set -xue
# QEMUの実行バイナリへのパス
QEMU=qemu-system-riscv32
CC=clang
LINKER=ld.lld
# コンパイルオプション
CFLAGS="-c -std=c11 -O2 -g3 -Wall -Wextra --target=riscv32 -ffreestanding -nostdlib -mno-relax"
# カーネルをビルド
$CC $CFLAGS -o kernel.o kernel.c
$LINKER -m elf32lriscv -L/lib -Tkernel.ld -Map=kernel.map kernel.o -o kernel.elf
# QEMUを起動
$QEMU -machine virt -bios default -nographic -serial mon:stdio --no-reboot -kernel kernel.elf
|
参考にさせていただいたサイト