< Architectures | RISC-V | 64ILP32
No edit summary |
No edit summary |
||
| (12 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
{{lang|en|zh-cn|page=Architectures/RISC-V/64ILP32}} | {{lang|en|zh-cn|page=Architectures/RISC-V/64ILP32}} | ||
== | == 什么是rv64ilp32? == | ||
AIoT技术进步推动了对微控制器（MCU）和应用处理器（AP）更高计算能力的需求，凸显了32位架构的局限。内存访问和原子操作指令难以满足现代系统要求，催生了向64位架构的转型。此转型面临挑战：32位软件在64位硬件上运行时，指针与寄存器宽度不匹配影响性能。为应对这一问题，阿里巴巴-达摩院-玄铁团队提出了松弛扩展寻址模式（Relaxed-Addressing Mode），并与中科院软件所-PLCT实验室联合发布了业界首款RISC-V新32位产品级开源工具链（rv64ilp32 toolchain），专为固件、RTOS 和 Linux内核等设计，优化了性能与成本。新32位Linux内核在性能上大幅超越传统方案，ebpf性能提升300%，iperf-tcp提升17%。 | |||
Fedora 社区针对 RISC-V 拥有丰富的软件生态，与传统的64位方案相比，新32位构建能够节省39%的内存。这一优势使 Fedora RISC-V 能在嵌入式领域有更广泛的应用。正因为看到了新32位的潜力，在PLCT实验室的协助下，我们尝试了新32位 Fedora Remix移植，目前已可以运行在嘉楠 k230 开发板上： | |||
[[File:K230.jpg|thumb]] | |||
== 快速开始 == | |||
CanMV-K230 Fedora 固件下载地址 | |||
[Release 2024.03.03-128m · ruyisdk/mkimg-k230-rv64ilp32](https://github.com/ruyisdk/mkimg-k230-rv64ilp32/releases/tag/2024.03.03-128m) | |||
其中 | |||
<pre> | <pre> | ||
- rv64-canmv-rv64 (s64lp64+u64lp64) | |||
- rv32-canmv-rv64 (s64lp64+u32ilp32) | |||
- rv32-canmv-rv64ilp32 (s64ilp64 + u32ilp32) | |||
</pre> | </pre> | ||
以下是各个版本的内存开销对比 (相比传统64位 k230，新32位Linux避免39%的内存开销)： | |||
s64lp64 + u64lp64: | |||
<pre> | |||
- free -h | |||
- total used free shared buff/cache available | |||
- Mem: 107Mi 39Mi 15Mi 1.0Mi 52Mi 53Mi | |||
</pre> | |||
s64lp64 + u32ilp32: | |||
<pre> | <pre> | ||
free -h | |||
total used free shared buff/cache available | |||
Mem: 107Mi 33Mi 31Mi 1.0Mi 41Mi 67Mi | |||
</pre> | </pre> | ||
s64ilp32 + u32ilp32: | |||
<pre> | |||
free -h | |||
total used free shared buff/cache available | |||
Mem: 108Mi 28Mi 41Mi 1.0Mi 38Mi 73Mi | |||
</pre> | |||
(used: 39MB -> 33MB -> 28MB, Prevent 39% memory waste in s64ilp32 + u32ilp32 | |||
== 固件烧录 == | |||
首先解压zst文件 | |||
<pre> | |||
zstd -d k230-sdcard-fedora_rv32-canmv-rv64ilp32.img.zst | |||
</pre> | |||
使用 lsblk 查看TF卡设备路径，假设为/dev/sdb，执行以下指令烧录（谨慎） | |||
<pre> | <pre> | ||
wipefs -a /dev/sdb | |||
dd if=k230-sdcard-fedora_rv32-canmv-rv64ilp32.img of=/dev/sdb bs=1M status=progress | |||
sync | |||
eject | |||
</pre> | </pre> | ||
=== | == Linux 内核编译 == | ||
访问 https://github.com/ruyisdk/riscv-gnu-toolchain-rv64ilp32 获取工具链。 | |||
获取 Linux 内核： | |||
<pre> | |||
git clone https://github.com/ruyisdk/k230-rv64ilp32-linux-kernel.git -b k230-6.6-ilp32-128M --depth=1 | |||
cd k230-rv64ilp32-linux-kernel | |||
</pre> | |||
构建传统 s64lp64 Linux 内核： | |||
<pre> | |||
make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=<YOUR PATH>/riscv/bin/riscv64-unknown-elf- k230_evb_linux_enable_vector_defconfig all | |||
</pre> | |||
构建新32位Linux 内核，只需在以上命令附上 64ilp64.config 配置即可，示例如下： | |||
<pre> | |||
make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=<YOUR PATH>/riscv/bin/riscv64-unknown-elf- k230_evb_linux_enable_vector_defconfig 64ilp32.config all | |||
</pre> | |||
Latest revision as of 17:45, 5 March 2024
什么是rv64ilp32?
AIoT技术进步推动了对微控制器（MCU）和应用处理器（AP）更高计算能力的需求，凸显了32位架构的局限。内存访问和原子操作指令难以满足现代系统要求，催生了向64位架构的转型。此转型面临挑战：32位软件在64位硬件上运行时，指针与寄存器宽度不匹配影响性能。为应对这一问题，阿里巴巴-达摩院-玄铁团队提出了松弛扩展寻址模式（Relaxed-Addressing Mode），并与中科院软件所-PLCT实验室联合发布了业界首款RISC-V新32位产品级开源工具链（rv64ilp32 toolchain），专为固件、RTOS 和 Linux内核等设计，优化了性能与成本。新32位Linux内核在性能上大幅超越传统方案，ebpf性能提升300%，iperf-tcp提升17%。 Fedora 社区针对 RISC-V 拥有丰富的软件生态，与传统的64位方案相比，新32位构建能够节省39%的内存。这一优势使 Fedora RISC-V 能在嵌入式领域有更广泛的应用。正因为看到了新32位的潜力，在PLCT实验室的协助下，我们尝试了新32位 Fedora Remix移植，目前已可以运行在嘉楠 k230 开发板上：
快速开始
CanMV-K230 Fedora 固件下载地址
[Release 2024.03.03-128m · ruyisdk/mkimg-k230-rv64ilp32](https://github.com/ruyisdk/mkimg-k230-rv64ilp32/releases/tag/2024.03.03-128m)
其中
- rv64-canmv-rv64 (s64lp64+u64lp64) - rv32-canmv-rv64 (s64lp64+u32ilp32) - rv32-canmv-rv64ilp32 (s64ilp64 + u32ilp32)
以下是各个版本的内存开销对比 (相比传统64位 k230，新32位Linux避免39%的内存开销)： s64lp64 + u64lp64:
- free -h - total used free shared buff/cache available - Mem: 107Mi 39Mi 15Mi 1.0Mi 52Mi 53Mi
s64lp64 + u32ilp32:
free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 107Mi 33Mi 31Mi 1.0Mi 41Mi 67Mi
s64ilp32 + u32ilp32:
free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 108Mi 28Mi 41Mi 1.0Mi 38Mi 73Mi
(used: 39MB -> 33MB -> 28MB, Prevent 39% memory waste in s64ilp32 + u32ilp32
固件烧录
首先解压zst文件
zstd -d k230-sdcard-fedora_rv32-canmv-rv64ilp32.img.zst
使用 lsblk 查看TF卡设备路径，假设为/dev/sdb，执行以下指令烧录（谨慎）
wipefs -a /dev/sdb dd if=k230-sdcard-fedora_rv32-canmv-rv64ilp32.img of=/dev/sdb bs=1M status=progress sync eject
Linux 内核编译
访问 https://github.com/ruyisdk/riscv-gnu-toolchain-rv64ilp32 获取工具链。
获取 Linux 内核：
git clone https://github.com/ruyisdk/k230-rv64ilp32-linux-kernel.git -b k230-6.6-ilp32-128M --depth=1 cd k230-rv64ilp32-linux-kernel
构建传统 s64lp64 Linux 内核：
make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=<YOUR PATH>/riscv/bin/riscv64-unknown-elf- k230_evb_linux_enable_vector_defconfig all
构建新32位Linux 内核，只需在以上命令附上 64ilp64.config 配置即可，示例如下：
make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=<YOUR PATH>/riscv/bin/riscv64-unknown-elf- k230_evb_linux_enable_vector_defconfig 64ilp32.config all