Cのプログラムを任意のRISC-V拡張に対応させてクロスコンパイルする方法(macOS, Ubuntu 22.04) (20230818改訂)

macOS で表題のことを行うには，brew install riscv64-elf-gcc とします．
Ubuntu で表題のことを行うには，riscv-gnu-toolchainをインストールします．

macOS

brew install riscv64-elf-gcc

すると /opt/homebrew/opt/riscv64-elf-gcc/binに，riscv64-elf-で始まるツールチェーンがインストールされます．2023年8月現在，次のコマンドがインストールされます．

• riscv64-elf-c++
• riscv64-elf-cpp
• riscv64-elf-g++
• riscv64-elf-gcc
• riscv64-elf-gcc-13.2.0
• riscv64-elf-gcc-ar
• riscv64-elf-gcc-nm
• riscv64-elf-gcc-ranlib
• riscv64-elf-gcov
• riscv64-elf-gcov-dump
• riscv64-elf-gcov-tool
• riscv64-elf-lto-dump

またこれにより，riscv64-elf-binutilsもインストールされます．/opt/homebrew/opt/riscv64-elf-binutils/binに，riscv64-elf-で始まるツールチェーンがインストールされます．2023年8月現在，次のコマンドがインストールされます．

• riscv64-elf-addr2line
• riscv64-elf-ar
• riscv64-elf-as
• riscv64-elf-c++filt
• riscv64-elf-elfedit
• riscv64-elf-gprof
• riscv64-elf-ld
• riscv64-elf-ld.bfd
• riscv64-elf-nm
• riscv64-elf-objcopy
• riscv64-elf-objdump
• riscv64-elf-ranlib
• riscv64-elf-readelf
• riscv64-elf-size
• riscv64-elf-strings
• riscv64-elf-strip

Ubuntu 22.04

参考記事: https://msyksphinz.hatenablog.com/entry/2022/05/24/040000

次のようにしました．

sudo apt update
git clone https://github.com/riscv-collab/riscv-gnu-toolchain.git
cd riscv-gnu-toolchain
mkdir build
./configure --prefix=/usr/local/riscv
make -j$(nproc)
make install

すると /usr/local/riscv/bin に次のコマンドがインストールされます．

• riscv64-unknown-elf-addr2line
• riscv64-unknown-elf-ar
• riscv64-unknown-elf-as
• riscv64-unknown-elf-c++
• riscv64-unknown-elf-c++filt
• riscv64-unknown-elf-cpp
• riscv64-unknown-elf-elfedit
• riscv64-unknown-elf-g++
• riscv64-unknown-elf-gcc
• riscv64-unknown-elf-gcc-12.2.0 このコマンドについてはバージョンが上がるとバージョンを表す数字が変わるものと思います．
• riscv64-unknown-elf-gcc-ar
• riscv64-unknown-elf-gcc-nm
• riscv64-unknown-elf-gcc-ranlib
• riscv64-unknown-elf-gcov
• riscv64-unknown-elf-gcov-dump
• riscv64-unknown-elf-gcov-tool
• riscv64-unknown-elf-gdb
• riscv64-unknown-elf-gdb-add-index
• riscv64-unknown-elf-gprof
• riscv64-unknown-elf-ld
• riscv64-unknown-elf-ld.bfd
• riscv64-unknown-elf-lto-dump
• riscv64-unknown-elf-nm
• riscv64-unknown-elf-objcopy
• riscv64-unknown-elf-objdump
• riscv64-unknown-elf-ranlib
• riscv64-unknown-elf-readelf
• riscv64-unknown-elf-run
• riscv64-unknown-elf-size
• riscv64-unknown-elf-strings

使い方

標準状態では RV64G(RV64IMAFD) 向けにクロスコンパイルするものと思います(正確なところはドキュメント等で確認できませんでした)．オプションでいうと，-march=rv64g -mabi=lp64dです．

もし異なる拡張を指定したい場合には，たとえば次のようにします．拡張の組み合わせについては，自由に設定できるわけではなく，下記以外の組み合わせでは，コンパイルできてもリンクしてコードを生成するときにエラーが出ることがありました．

• RV64G -march=rv64g -mabi=lp64d
• RV64GV -march=rv64gv -mabi=lp64d
• RV32I -march=rv32i -mabi=ilp32
• RV32IMAC -march=rv32imac -mabi=ilp32
• RV32IMAFC -march=rv32imafc -mabi=ilp32f

Zで始まる拡張を指定するときには次のようにします．

• RV64GCZifencei -march=rv64gc_zifencei -mabi=lp64d

Auto-vectorizationは働きませんでした．Auto-vectorizationの対応状況がどうなっているのかが，よくわかりません．Clang 16ではAuto-vectorizationできているらしいので，確認してみたいと思っています．