2.1　實驗平臺

2.1.1　QEMU

QEMU Virt實驗平臺（QEMU模擬器中內置的一塊虛擬開發板）模擬的是一款通用的RISC-V開發板，包括內存布局、中斷分配、CPU配置、時鐘配置等信息，這些信息目前都在QEMU的源代碼中實現，具體文件是qemu/hw/riscv/virt.c。QEMU Virt實驗平臺具有如下硬件特性。

● 最多支持8個RV32GC/RV64GC通用處理器內核。

● 支持CLINT。

● 支持平臺級別的中斷控制器。

● 支持NOR Flash存儲器。

● 支持兼容NS16550的串口。

● 支持RTC。

● 支持8個VirtIO-MMIO傳輸設備。

● 支持1個PCIe主機橋接設備。

● 支持fw_cfg，用于從QEMU獲取固件配置信息。

QEMU Virt開發板的地址空間布局如表2.1所示。

表2.1　QEMU Virt開發板的地址空間布局

QEMU Virt模擬的開發板的中斷號分配如表2.2所示。

表2.2　QEMU Virt模擬的開發板的中斷號分配

2.1.2　NEMU

NEMU（NJU Emulator）最早是由南京大學實現的一個用于教學的計算機指令集體系結構（Instruction Set Architecture，ISA）模擬器，香山處理器團隊基于2019版的NEMU進行了增強和維護，以模擬香山處理器前期指令集和體系結構。本章把NEMU簡稱為香山模擬器。NEMU支持x86、RV32和RV64等指令集體系結構。

RV64版本NEMU具有如下硬件特性。

● 支持1個RV64GC通用處理器內核。

● 支持CLINT。

● 支持NOR Flash存儲器。

● 支持兼容NS16550的串口。

● 支持Xilinx UartLite串口控制器。

● 支持RTC。

● 支持單步調試。

RV64版本的NEMU Virt開發板的地址空間布局如表2.3所示。

表2.3　NEMU Virt開發板的地址空間布局

表2.3中的信息都可以在NEMU的Configure菜單中配置。

使用NEMU之前需要自行編譯。

$ sudo apt install libsdl2-dev libreadline-dev
$ git clone https://github.com/runninglinuxkernel/NEMU.git
$ cd NEMU
$ export NEMU_HOME=$(pwd)
$ make riscv64-benos_defconfig
$ make -j$(nproc)
$ sudo cp build/riscv64-nemu-interpreter /usr/local/bin