RISC-V Frontend Server

About

This repository contains the front-end server library, which facilitates communication between a host machine and a RISC-V target machine. It is usually not meant to be used as a standalone package.

Build Steps

Execute the following commands to install the library, assuming you've declared the RISCV environment variable to point to the RISC-V install path:

$ mkdir build
$ cd build
$ ../configure --prefix=$RISCV
$ make install

以上是原版README。

修改内容

ioctl、mmap、munmap三个系统调用函数是原版的riscv-fesvr不支持的，所以我们对riscv-fesvr的系统调用模块进行了修改。修改的代码集中在fesvr/syscall.cc，共添加了4个函数：

• reg_t syscall_t::sys_ioctl(reg_t fd, reg_t request, reg_t data)，参数和返回值的意义和Linux的ioctl一样。
• reg_t syscall_t::sys_mmap(reg_t addr, reg_t length, reg_t prot, reg_t flags, reg_t fd, reg_t offset)，参数的意义和Linux的mmap一样，但是只实现了addr是NULL的情况。因为ARM端通过mmap映射的是ARM端的内存，RISCV端无法访问。所以本函数将ARM端用mmap映射的所有映射地址用数组存起来，返回值是数组索引，PKE可以用索引作参数调用另一个函数readmmap读取ARM端被映射的内存。
• reg_t syscall_t::sys_munmap(reg_t num, reg_t length)，参数num的意义是之前调用mmap返回的索引，本函数会将数组中对应索引储存的地址解映射。length是解映射的长度，本函数要求这个长度和当时映射的长度相同，否则解映射失败。返回值表示解映射是否成功，小于零为失败。
• reg_t syscall_t::sys_readmmap(reg_t num, reg_t offset, reg_t length, reg_t addr，如前所述，本函数用来读取ARM端被映射的内存。参数num的意义是之前调用mmap返回的索引，offset是读取位置和之前调用mmap映射的区域相比的偏移量，length为读取的长度，addr是指向RISCV端内存的物理地址；返回值表示读取是否成功，小于零为失败。

另外，我们对syscall_t::sys_openat也进行了少量修改，具体是在函数中判断当参数dirfd等于常量RISCV_AT_FDCWD时使用宿主机的open系统调用而不是原来的openat系统调用打开文件。这样做是因为alsa-oss这个库只支持通过open函数访问音频文件。根据linux帮助文档（man openat），当参数dirfd等于常量AT_FDCWD时openat函数和open函数是等价的，所以理论上该修改对程序的运行结果没有影响。

在PYNQ-Z2开发板上使用

直接下载二进制文件

如果PYNQ-Z2上ARM端运行的系统是PYNQ官网获得的PYNQ v2.6启动镜像且没有升级过glibc，建议直接下载本仓库build文件夹下的两个文件：libfesvr.so和riscv-fesvr。将libfesvr.so动态库放在开发板上的/usr/local/lib文件夹下，riscv-fesvr程序放在开发板上的/home/xilinx（~）文件夹下。在开发板上运行pke：

$ sudo riscv-fesvr riscv-pke 用户程序

编译

如果你在开发板上使用的是其他操作系统或者升级过glibc，又或者你喜欢编译，可以自己编译这两个文件。因为本仓库实际编译出来的只有libfesvr.so这个库，riscv-fesvr程序还需要其他的源代码，所以具体的编译步骤是：

1. 下载安装vivado，如果PYNQ-Z2上ARM端运行的系统是PYNQ官网获得的PYNQ v2.6启动镜像且没有升级过glibc，需要下载的vivado是2016.2版本的，其他系统或标准库版本请自行尝试，安装vivado时注意选对安装选项使得arm交叉编译器正确安装。

2. 克隆并进入本仓库，执行下列命令（host后面的arm-linux-gneabihf是交叉编译器的前缀，有的版本下是arm-xilinx-linux-gneabihf。你可以试试arm-linux-gneabihf-g++或arm-xilinx-linux-gnueabihf-g++哪个能正常运行）：

   $ mkdir build
   $ cd build
   $ ../configure --host=arm-linux-gnueabihf
   $ make libfesvr.so

3. 克隆并进入fpga-pynq仓库的usb-device-pynq分支，如果仅需编译riscv-fesvr可以只递归克隆testchipip这一个子仓库，然后创建编译目录：

   $ git clone https://gitee.com/hustos/fpga-pynq -b usb-device-pynq
   $ cd fpga-pynq
   $ git submodule update --init testchipip
   $ mkdir -p common/build

   然后把刚才编译得到的libfesvr.so（在仓库的build文件夹）放入common文件夹build子文件夹中。

4. 修改一些编译配置。编辑common文件夹下的Makefrag文件，第219行指定交叉编译器，和上面一样，改成你有的交叉编译器版本：

   CXX_FPGA      = arm-linux-gnueabihf-g++

   第223行指定riscv-fesvr的源码路径，这里改成你克隆下来的myriscv-fesvr仓库的路径，如：

   		-I /home/xxx/myriscv-fesvr/ \

5. 进入pynq-z2文件夹，运行

   make fesvr-zynq

6. 编译结束后，在common文件夹build子文件夹中找到libfesvr.so和fesvr-zynq。将libfesvr.so动态库放在开发板上的/usr/local/lib文件夹下，fesvr-zynq程序放在开发板上的/home/xilinx（~）文件夹下并改名为riscv-fesvr。在开发板上运行pke：

   sudo riscv-fesvr riscv-pke 用户程序

7. 另外一种自己编译的方法是直接使用开发板上的编译器编译，流程和上面基本一致，需要克隆myriscv-fesvr和fpga-pynq。不同之处在于第2步执行configure程序时不需要加--host参数，第4步CXX_FPGA变量指定为g++就行。以及Makefrag文件第234行的末尾需要加上额外的编译参数-lfesvr，似乎是因为开发板上的g++链接器比较笨，必须把对libfesvr.so的引用放在最后链接器才能找到依赖的函数符号。