暇つぶしにSpikeのソースを読もうと思ったのですが、いろいろな解説を見ても、Spikeと関連ツールチェーンをそのままインストールできるものがありませんでした。そこで自力で各リポジトリのREADMEを読み、ほぼ無事にインストールできました。ただ、一つ小さな落とし穴があったので記録しておきます。
ツールチェーン（riscv-gnu-toolchain）のインストール
RISC-Vツールチェーンにはgcc、gdb、objdump/copyや関連する標準ライブラリ実装などが含まれます。最初に入れるのがおすすめです。
リポジトリ：https://github.com/riscv-collab/riscv-gnu-toolchain
clone時は--depth=1を付けると取得サイズを減らせます。以降のリポジトリでも同じオプションをおすすめします。
事前に必要な依存関係はREADMEのPrerequisites節にあります。現時点でのDebian系向けコマンドは次のとおりです。
sudo apt 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 ninja-build
clone後はツールチェーンのInstallation (Newlib)節に従えば大体インストールできますが、落とし穴があります。
この方法でビルドしたgccではriscv-pkをコンパイルできず、extension `zifencei' requiredというエラーになります。デフォルトのビルドオプションでzifencei拡張、つまりFENCE.I命令が有効になっていないためだと推測しています。
次のビルドオプションなら動きます。
./configure --prefix=/opt/riscv --with-arch=rv64gc make
先に/optの下へriscvディレクトリを作り、自分の一般ユーザーが所有者になっていることを確認しておくのがおすすめです。違う場合はchownします。
sudo chown 1000:1000 /opt/riscv
ここではuidとgidをどちらも1000としています。実際の値はidコマンドで確認できます。
インストール後は/opt/riscv/binをPathに追加します。具体的な方法はGoogleやChatGPTで調べてください。以降にインストールするものも、すべて/opt/riscvに入れます。ここまででriscv64-unknown-elf-gccが使えるはずです。
エミュレーター（spike）のインストール
リポジトリ：https://github.com/riscv-software-src/riscv-isa-sim
cloneしてREADMEのBuild Stepsに従えば、そのままインストールできます。こちらに落とし穴はありません。現時点でのコマンドです。
$ sudo apt install device-tree-compiler $ mkdir build $ cd build $ ../configure --prefix=/opt/riscv $ make $ make install
インストールできたら、spikeコマンドが使えるはずです。
代理カーネル（riscv-pk）のインストール
リポジトリ：https://github.com/riscv-software-src/riscv-pk
pkはProxy Kernelの略で、静的リンクされたユーザー空間のRISC-Vプログラムを直接実行するためのものです。動作確認だけのためにOSを丸ごと動かすのは重すぎますからね。
cloneしてREADMEのBuild Stepsに従えばインストールできます。注意点は、ツールチェーンの節で触れたFENCE.I命令だけです。現時点でのコマンドは次のとおりです。
$ mkdir build $ cd build $ ../configure --prefix=/opt/riscv --host=riscv64-unknown-elf $ make $ make install
動作確認
Spikeのサンプルで確認します。hello.cを作り、次の内容を書きます。
#include <stdio.h>
void main()
{
const char *s = "Hello.\n";
while (*s) putchar(*s++);
while(1);
}
このファイルをコンパイルします。
$ riscv64-unknown-elf-gcc -o hello hello.c
Spikeで実行します。
spike pk hello
端末にHello.と表示されるはずです。ctrl+cを何度か押すと終了できます。