RISC-V虚拟机 | 用 C 编写的 RISC-V CPU 和系统软件实现

项目地址

https://github.com/LekKit/RVVM

 

用 C 编写的 RISC-V CPU 和系统软件实现

什么工作

• 通过 RV64 和 RV32 的 RISC-V 合规性/酷刑测试
• OpenSBI、U-Boot、自定义固件正确引导和执行
• 工作 Linux、FreeBSD、OpenBSD 和其他很酷的guest OSes操作系统
• Haiku 操作系统来宾支持 (WIP)
• 跟踪 JIT，多核支持
• 帧缓冲图形、鼠标和键盘、UART 外壳
• NVMe 存储驱动器
• 网络（开发中）

💡告诉我更多…

• 功能齐全的 RV64IMAFDC 指令集
• 多核支持 (SMP)，SV32/SV39/SV48/SV57 MMU
• 使用 x86_64、ARM64、RISC-V、i386、ARM 后端跟踪 RVJIT（比 QEMU 更快，耶！）
• Bootrom、内核映像加载
• 设备树自动生成，传递给固件/内核
• 用于 VM 集成的 RVVM 公共 API
• UART 16550a 兼容文本控制台
• PLIC/ACLINT、定时器、断电/重置
• 通用 PCI Express 总线
• NVMe 存储、图像 TRIM 支持、快速 IO
• 通过 X11/WinAPI/Haiku/SDL 的图形帧缓冲区
• I2C HID（键盘/鼠标），OpenCores I2C 控制器
• 通过 Linux TAP / WIP 用户网络的 OpenCores 以太网
• PS2 Altera（键盘/鼠标），已弃用
• ATA 硬盘驱动器 (PIO / IDE PCI)，已弃用

🛠构建

目前使用 GNU Make（推荐）或 CMake 构建，并且非常便携。

git clone https://github.com/LekKit/RVVM
cd RVVM
make
cd release.linux.x86_64
./rvvm_x86_64 -h

您可以使用 USE 标志配置构建。要交叉编译，将 CC=target-gcc 传递给 make。如果未能检测到特征，则显式传递 ARCH/OS 变量。

例子：

make lib CC=aarch64-linux-android21-clang USE_FB=0
make lib all CC=x86_64-w64-mingw32-gcc USE_NET=1
make CFLAGS=-m32 ARCH=i386 USE_RV64=0 BUILDDIR=build BINARY=rvvm
make CC=mipseb-linux-gnu-gcc USE_JIT=0

或者，您可以使用 CMake：

git clone https://github.com/LekKit/RVVM
cd RVVM
mkdir build
cmake -S. -Bbuild
cmake --build build --target all
cd build
./rvvm -h

🚀运行

./rvvm fw_jump.bin -k u-boot_s.bin -i drive.img -m 2G -smp 2 -res 1280x720 -jitcache 64M

参数说明：

[fw_jump.bin]          Initial M-mode firmware, OpenSBI in this case
-k, -kernel u-boot.bin S-mode kernel payload (Linux Image, U-Boot, etc)
-i, -image drive.img   Attach NVMe storage image (Raw format as of now)
-m, -mem 2G            Memory amount (may be suffixed by k/M/G), default 256M
-s, -smp 2             Amount of cores, single-core machine by default
-res 1280x720          Changes framebuffer & VM window resolution
-jitcache 64M          Raise JIT cache limit (64M recommended for complex guests)
 . . .
-rv32                  Enable 32-bit RISC-V, 64-bit by default
-cmdline, -append ...  Override/append default kernel command line
-nogui, -nojit         Disable GUI (Use only UART), Disable JIT (for debugging)

调用“./rvvm -h”查看扩展帮助。

测试环境

操作系统	JIT	图形用户界面
Linux	支持	X11，SDL
Window	支持	Win32、SDL
MacOS X	支持，需要签署 M1	SDL、XQuartz
FreeBSD	支持	X11，SDL
Haiku OS	支持	俳句，SDL
Serenity	由于 W^X 安全而损坏	SDL
Windows CE	损坏	Win32
Emscripten	-	SDL

⚖️执照

本作品根据GPL 3.0或MPL 2.0获得双重许可。如果您使用此作品，您可以选择其中之一。

如果您希望将此作品用作更大的、不符合 GPL 的项目的组件，只要您遵守 MPL 2.0 许可，您可以以任何形式（静态链接、二进制分发、模块）自由使用。

对于任何形式的软件分发，都应公开对此作品所做的精确更改，以遵守任一许可。

源文件头应该逐渐过渡以反映它们的可重用性。

🎉投稿

	Achievments	Working on
LekKit	RVVM API & codebase infrastructure RV64IMAFDC interpreter, IRQ/MMU/Priv RVJIT Compiler, X86/RISC-V backends NVMe, ACLINT, UART, I2C, graphics Rework of PCIe, Ethernet, PS/2	Networking, Userspace emulation
cerg2010cerg2010	Important fixes, initial RV64 work PLIC, PCI bus, PS2 HID, ATA, Ethernet OC ARM/ARM64 RVJIT backends	Testing, Assistance
Mr0maks	Initial C/M ext interpreter, VM debugger, CSR work, basic UART ARM32 mul/div JIT intrinsics	-
0xCatPKG	Userspace network, new argument parser Extended testing & portability fixes	HD Audio
X547	Haiku GUI, I2C HID, Userland API assistance	Guest Haiku support,

 

🔍TODO

• 稳定的TCP缓冲，更好的网卡
• 挂起/恢复到文件，VM迁移
• 稀疏块图像格式，压缩/去重
• 声音（高清音频或其他）
• Linux 用户空间系统调用仿真，ELF 加载器
• 用于 GPU 直通的 VFIO
• 更多 RVJIT 优化，共享缓存
• FPU JIT、Vector/Bitmanip 扩展（等待 GCC V ext 支持）
• 来自真实板的其他外围设备（SiFive GPIO、闪存）
• _也许是_virtio 设备（不喜欢虚构设备的想法）
• 多很多…
• KVM 管理程序？替代 CPU 引擎？

RISC-V 商标名称是 RISC-V International 的注册商标。

标签：工具分享