Improve c906 qemu support

Author: rcitach

bsp/xuantie/virt64/c906/.config

@@ -0,0 +1,28 @@
+mainmenu "RT-Thread Project Configuration"
+
+RTT_DIR := ../../../..
+PKGS_DIR := packages
+
+source "$(RTT_DIR)/Kconfig"
+osource "$PKGS_DIR/Kconfig"
+rsource "board/Kconfig"
+
+config BOARD_QEMU_VIRT_RV64
+    bool
+    select ARCH_RISCV64
+    select ARCH_USING_RISCV_COMMON64
+    select RT_USING_COMPONENTS_INIT
+    select RT_USING_USER_MAIN
+    select RT_USING_CACHE
+    select ARCH_MM_MMU
+    select ARCH_REMAP_KERNEL
+    default y
+
+config ENABLE_FPU
+    bool "Enable FPU"
+    select ARCH_RISCV_FPU
+    default y
+
+config __STACKSIZE__
+    int "stack size for interrupt"
+    default 8192

bsp/xuantie/virt64/c906/Kconfig

@@ -0,0 +1,78 @@
+# XuanTie - C906  Series
+
+## 一 简介
+
+### 1. 内核
+
+C906 是基于 RISC-V 指令架构的 64 位超高能效处理器，主要面向安防监控、智能音箱、扫码/刷脸支付等领域。  
+
+### 2.特点
+
+•  RV64IMA[FD]C[V] 指令架构；
+
+• 5 级单发按序执行流水线；
+
+• 一级哈佛结构的指令和数据缓存，大小为 8KB/16KB/32KB/64KB 可配置，缓存行为 64B；
+
+• Sv39 内存管理单元，实现虚实地址转换与内存管理；
+
+• 支持 AXI4.0 128 比特 Master 接口；
+
+• 支持核内中断 CLINT 和中断控制器 PLIC；
+
+• 支持 RISC-V Debug 标准。
+
+• 遵循 RISC-V V 矢量扩展标准（revision 0.7.1）；
+
+• 算力可达 4G Flops（@1GHz）；
+
+• 支持矢量执行单元运算宽度 64 位和 128 位硬件可配置；
+
+• 支持 INT8/INT16/INT32/INT64/FP16/FP32/BFP16 矢量运算；  
+
+### 3.BSP支持情况
+
+- 当前BSP支持下述内核：
+
+  ```asciiarmor
+  c906 c906fd c906fdv
+  ```
+
+- 当前BSP默认设置的内核是c906，该架构支持[F] [D]扩展，可以通过menuconfig工具使能[F]扩展或者[F] [D] 扩展。
+
+- 当使用其他内核架构时需要修改，rtconfig.py文件中的`MCPU`字段。
+
+### 4.运行QEMU
+
+- BSP根目录下存在`qemu.bat`脚本，生成可执行文件后可点击该脚本直接启动QEMU.
+
+## 二 工具
+
+- 编译器： https://www.xrvm.cn/community/download?id=4433353576298909696
+- 模拟器： https://www.xrvm.cn/community/download?id=4397435198627713024
+
+注：若上述链接中的编译器与模拟器不能使用，可以使用下述CDK中的编译器与模拟器
+
+- SDK：https://www.xrvm.cn/community/download?id=4397799570420076544
+
+## 三 调试方法
+
+**下述调试方法以E906举例，本BSP操作方式一致**，搭建完成RT-Thread开发环境，在BSP根目录使用env工具在当前目录打开env。
+
+![](figures/1.env.png)
+
+使用前执行一次**menuconfig**命令，更新rtconfig.h配置，然后在当前目录执行**scons -j12**命令编译生成可可执行文件。
+
+<img src="figures/2.scons.png" alt="env" style="zoom: 95%;" />
+
+生成可执行文件，可以直接在命令行启动qemu或者配置vscode脚本借助vscode强大的插件进行图形化调试，qemu的相关命令可以查看玄铁qemu的[用户手册](https://www.xrvm.cn/community/download?id=4397435198627713024)，下述是启动qemu的命令，在powershell或命令行可直接执行下述命令，注意qemu需要导出至环境变量或者使用绝对路径。
+
+```shell
+qemu-system-riscv64 -machine smartl -nographic -kernel rtthread.elf -cpu e906
+```
+
+下述是使用vscode调试的展示。
+
+<img src="figures/3.vscode.png" alt="env" style="zoom: 63%;" />
+
+一起为RISC-V加油！

bsp/xuantie/virt64/c906/README.md

@@ -0,0 +1,15 @@
+# for module compiling
+import os
+Import('RTT_ROOT')
+from building import *
+
+cwd = GetCurrentDir()
+objs = []
+list = os.listdir(cwd)
+
+for d in list:
+    path = os.path.join(cwd, d)
+    if os.path.isfile(os.path.join(path, 'SConscript')):
+        objs = objs + SConscript(os.path.join(d, 'SConscript'))
+
+Return('objs')

bsp/xuantie/virt64/c906/SConscript

@@ -0,0 +1,56 @@
+import os
+import sys
+import rtconfig
+from SCons.Script import *
+from termcolor import colored
+
+if os.getenv('RTT_ROOT'):
+    RTT_ROOT = os.getenv('RTT_ROOT')
+else:
+    RTT_ROOT = os.path.normpath(os.getcwd() + '/../../../..')
+
+sys.path = sys.path + [os.path.join(RTT_ROOT, 'tools')]
+
+try:
+    from building import *
+except:
+    print('Cannot found RT-Thread root directory, please check RTT_ROOT')
+    print(RTT_ROOT)
+    exit(-1)
+
+TARGET = 'rtthread.' + rtconfig.TARGET_EXT
+
+print(colored('RT-Thread root directory: %s' % RTT_ROOT, 'green')) 
+print(colored('Building path: %s' % os.path.abspath('.'), 'green')) 
+print(colored('Building target: %s' % TARGET, 'green'))
+
+DefaultEnvironment(tools=[])
+env = Environment(tools = ['mingw'],
+    AS = rtconfig.AS, ASFLAGS = rtconfig.AFLAGS,
+    CC = rtconfig.CC, CCFLAGS = rtconfig.CFLAGS,
+    CXX = rtconfig.CXX, CXXFLAGS = rtconfig.CXXFLAGS,
+    AR = rtconfig.AR, ARFLAGS = '-rc',
+    LINK = rtconfig.LINK, LINKFLAGS = rtconfig.LFLAGS)
+env.PrependENVPath('PATH', rtconfig.EXEC_PATH)
+env['ASCOM'] = env['ASPPCOM']
+
+Export('RTT_ROOT')
+Export('rtconfig')
+
+
+# prepare building environment
+objs = PrepareBuilding(env, RTT_ROOT, has_libcpu = False)
+
+stack_size = 4096
+
+if GetDepend('RT_USING_SMART'):
+    # use smart link.lds
+    env['LINKFLAGS'] = env['LINKFLAGS'].replace('link.lds', 'link_smart.lds')
+
+stack_lds = open('link_stacksize.lds', 'w')
+if GetDepend('__STACKSIZE__'): stack_size = GetDepend('__STACKSIZE__')
+stack_lds.write('__STACKSIZE__ = %d;\n' % stack_size)
+stack_lds.close()
+
+# make a building
+DoBuilding(TARGET, objs)

bsp/xuantie/virt64/c906/SConstruct

@@ -0,0 +1,10 @@
+from building import *
+import os
+
+cwd     = GetCurrentDir()
+CPPPATH = [cwd]
+src = ['main.c']
+
+group = DefineGroup('Applications', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)
+
+Return('group')

bsp/xuantie/virt64/c906/applications/SConscript

@@ -0,0 +1,70 @@
+#include <rtthread.h>
+
+#define THREAD_PRIORITY         25
+#define THREAD_STACK_SIZE       2048
+#define THREAD_TIMESLICE        5
+
+static rt_thread_t tid1 = RT_NULL;
+
+/* 线程 1 的入口函数 */
+static void thread1_entry(void *parameter)
+{
+    rt_uint32_t count = 0;
+
+    for (count = 0; count < 10 ; count++)
+    {
+        /* 线程 1 采用低优先级运行 */
+        rt_kprintf("thread1 count: %d\n", count);
+        rt_thread_mdelay(500);
+    }
+    rt_kprintf("thread1 exit\n");
+    /* 线程 1 运行结束后也将自动被系统脱离 */
+}
+
+#if defined(RT_VERSION_CHECK) && (RTTHREAD_VERSION >= RT_VERSION_CHECK(5, 0, 1))
+    rt_align(RT_ALIGN_SIZE)
+#else
+    ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
+#endif
+static char thread2_stack[1024];
+static struct rt_thread thread2;
+/* 线程 2 入口 */
+static void thread2_entry(void *param)
+{
+    rt_uint32_t count = 0;
+
+    /* 线程 2 拥有较高的优先级，以抢占线程 1 而获得执行 */
+    for (count = 0; count < 10 ; count++)
+    {
+        /* 线程 2 打印计数值 */
+        rt_kprintf("thread2 count: %d\n", count);
+    }
+    rt_kprintf("thread2 exit\n");
+    /* 线程 2 运行结束后也将自动被系统脱离 */
+}
+
+/* 线程示例 */
+int main(void)
+{
+    /* 创建线程 1，名称是 thread1，入口是 thread1_entry*/
+    tid1 = rt_thread_create("thread1",
+                            thread1_entry, RT_NULL,
+                            THREAD_STACK_SIZE,
+                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
+
+    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
+    if (tid1 != RT_NULL)
+        rt_thread_startup(tid1);
+
+    /* 初始化线程 2，名称是 thread2，入口是 thread2_entry */
+    rt_thread_init(&thread2,
+                   "thread2",
+                   thread2_entry,
+                   RT_NULL,
+                   &thread2_stack[0],
+                   sizeof(thread2_stack),
+                   THREAD_PRIORITY - 1, THREAD_TIMESLICE);
+    rt_thread_startup(&thread2);
+
+    return 0;
+}

bsp/xuantie/virt64/c906/applications/main.c

@@ -0,0 +1,42 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
+ *
+ * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
+ *
+ * Change Logs:
+ * Date           Author       Notes
+ * 2021/08/19     bernard      the first version
+ */
+
+#include <rtthread.h>
+
+#ifdef RT_USING_DFS
+#include <dfs_fs.h>
+#include <rtdbg.h>
+
+int mnt_init(void)
+{
+    if (rt_device_find("virtio-blk0"))
+    {
+        /* mount virtio-blk as root directory */
+        if (dfs_mount("virtio-blk0", "/", "elm", 0, RT_NULL) == 0)
+        {
+            rt_kprintf("file system initialization done!\n");
+        }
+        else
+        {
+            if (dfs_mount("virtio-blk0", "/", "ext", 0, RT_NULL) == 0)
+            {
+                rt_kprintf("file system initialization done!\n");
+            }
+            else
+            {
+                rt_kprintf("file system initialization fail!\n");
+            }
+        }
+    }
+
+    return 0;
+}
+INIT_ENV_EXPORT(mnt_init);
+#endif

bsp/xuantie/virt64/c906/applications/mnt.c

@@ -0,0 +1,15 @@
+menu "RISC-V QEMU virt64 configs"
+
+config BSP_USING_VIRTIO
+    bool "Using VirtIO"
+    default y
+    depends on RT_USING_DEVICE_OPS
+
+config BSP_USING_VIRTIO_BLK
+    bool "Using VirtIO BLK"
+    select RT_USING_VIRTIO
+    select RT_USING_VIRTIO_BLK
+    default y
+    depends on BSP_USING_VIRTIO
+
+endmenu

bsp/xuantie/virt64/c906/board/Kconfig

@@ -0,0 +1,15 @@
+import os
+import rtconfig
+from building import *
+
+cwd = GetCurrentDir()
+
+# add general drivers
+src = ['board.c']
+src += ['drv_uart.c']
+src += ['drv_virtio.c']
+
+path =  [cwd]
+
+group = DefineGroup('Drivers', src, depend = [''], CPPPATH = path)
+Return('group')