全球首发！openKylin社区完成对RV64G架构支持

fenshezhuiyi2 2023年12月27日评论已关闭阅读 7,429 次

openKylin社区继与深度数智联合发布默认搭载openKylin 1.0操作系统的全球首款RISC-V笔记本电脑DC-ROMA后，近日，联合苏州睿芯公司，openKylin平台正式部署上线对RV64G架构支持，后续RV64G非压缩指令集爱好者可以通过社区平台开发编译并部署自己的代码。

RISC-V是一个自由的指令集，硬件厂商可以基于国际基金会认可的标准，自主扩展，目前市场上很多厂商是基于RV64GC来生产产品，但是也有厂商基于RV64G来生产产品，为配合国内厂商的市场需求，openKylin社区率先推出对RV64G架构支持。

一、RV64G架构简介

相比较于目前在嵌入式小型设备上应用更广泛的RV64GC（即大家比较熟悉的riscv64）, RV64G更加聚焦于通用计算场景功能，服务器或者桌面系统。其中：

“RV”代表RISC-V；

“64”代表所支持的指令是64位的（实际上，交叉编译器在生成代码时可能会采用32位指令减小生成的目标代码长度），地址长度和寄存器长度都为64位；
“G”代表通用（General）计算平台。实际上，“G”等效于“IMAFD”，其中“I”代表整数（Integer）计算指令、整数load、整数store以及控制流（如分支跳转）指令，这些指令在任何RISC-V的实现中都是必须的；“M”代表乘法（Multiply），即平台支持乘法和除法运算；“A”代表原子（Atomic）扩展，支持对寄存器进行的原子读、修改和原子写操作，这些操作在多核设计中非常有用；“F”代表单精度浮点（Float）运算支持，“D”代表双精度浮点（Double）运算支持。

RV64G和RV64GC之间的主要区别在于是否包含压缩指令集（C指令集）。RV64GC在RV64G的基础上增加了C指令集，这些指令用于缩小指令长度，降低代码占用空间，RV64G则不包含这些压缩指令，因此RV64G的应用程序可以在RV64GC的硬件上运行，反之则不行。

比较而言，RV64GC比RV64G具有更高的代码密度，程序具有更小的footprint，可以更有效地利用内存空间，这些特点让RV64GC指令在嵌入式应用中更有优势；另一方面，RV64G的硬件实现可能比RV64GC更简单，可采用简化指令译码逻辑，更容易预测指令预取模式，减少内存访问次数、提高指令执行速度，降低功耗，设计人员可以更好的对高性能计算进行优化。

二、开发过程

1.基础工具链改造编译验证。

第一阶段，对基础编译工具进行适配，包括gcc，glibc，binutils源码包的修改编译，技术攻关，以适配RV64G新架构。运行新编译的gcc版本，检查相关输出参数，确认为– -with-arch=rv64imafd表示修改成功。

2.stage0/ bootstroop阶段相关包的编译。

基于第一阶段完成的基础编译工具链，开始bootstroo阶段相关包的编译工作。包括apt，dpkg，llvm，python3，perl，cmake，make，openmpi，netplan.io，openssl，meson等软件包的编译工作。

3.初期上层应用包编译工作。

完成前两步中的软件包编译工作后，需要进一步扩展软件包的数量。在本地编译环境下通过脚本逐层编译更多上层应用包。同时验证使用RV64GC相关依赖包与现有RV64G包混合编译没有问题。

4.Choort平台编译环境调试制作。

使用目前已重新编译的RV64G架构新软件包，来构建OKBS平台的chroot基础环境，调试过程碰到架构符号相关的较多问题，需要多次重构测试，过程中不断尝试修改chroot的系统文件。直到可以正常编译出rv64g.deb格式的二进制文件。制作完成的chroot地址为：

http://api.build.openkylin.top/devel/openkylin/yangtze/rv64g

5.平台架构新增部署，与编译机搭建。

为了与现有RV64GC架构做区分，在OKBS系统上增加RV64G架构相关配置数据。利用之前基于新架构编译完成的软件包，新增创建source.list源，作为编译环境的依赖源。