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VSCodeでRISC-Vボードをデバッグその3 - Linuxマシン側の準備（Akaria BSP）

目次: Linux

前回はLinuxマシンだけを使って、OpenOCDとGDBでRISC-Vボードをデバッグする方法を紹介しました。

今回はそのおまけです。VSCodeのデバッグの話を見たい方はその4をご覧ください。

デバッグ対象: Akaria NS31 on Arty 7

デバッグ対象は何でも良いと書きました。その例として、別のソフトウェア、別のボードを使うパターン（Akaria BSP + NS31 on Arty 7）を紹介します。

• CPU回路データ: NSITEXEサイトへのリンクから取得できます。
• FPGAへの書き込み: Vivadoサイトへのリンクから取得できます。書き込むだけならVivado Labソリューションで十分です。
• ツールチェーン: GitHubへのリンクから取得できます。アーカイブへの直接リンクはこちら（riscv64-unknown-elf, Ubuntu 22用）です。
• ソースコード: GitHubへのリンクから取得できます。

FPGAへの書き込み方は以前の日記（2023年4月24日の日記参照）でご紹介しました。そちらをご覧ください。

ツールチェーンのインストールをします。ディレクトリはどこでも良いですが、ここでは~/workで作業しているものとします。

$ cd ~/work
$ wget https://github.com/nsitexe/akaria-riscv-toolchain/releases/download/nsitexe-20231117/riscv64-unknown-elf_ubuntu22.tar.gz
$ tar xf riscv64-unknown-elf_ubuntu22.tar.gz
$ export PATH=~/work/riscv64-unknown-elf/bin:$PATH

$ riscv64-unknown-elf-gdb --version

GNU gdb (GDB) 13.0.50.20220805-git
Copyright (C) 2022 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.

次にAkaria BSPのビルドをします。

$ git clone https://github.com/nsitexe/akaria-bmetal
$ cd akaria-bmetal/
$ rm -r build
$ cmake -B build -G Ninja -DARCH=riscv \
    -DCROSS_COMPILE=riscv64-unknown-elf- \
    -DCC=gcc \
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo \
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=test/sysroot/ \
    -DDEFCONF=riscv_nsitexe_ns31_arty

CMake Warning (dev) at CMakeLists.txt:3 (project):
  cmake_minimum_required() should be called prior to this top-level project()
  call.  Please see the cmake-commands(7) manual for usage documentation of
  both commands.
This warning is for project developers.  Use -Wno-dev to suppress it.

-- The C compiler identification is GNU 13.2.0
-- The CXX compiler identification is GNU 13.2.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/lib/ccache/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/lib/ccache/c++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- The ASM compiler identification is GNU
-- Found assembler: /usr/lib/ccache/cc
---- CC is 'gcc'
---- Compiler is 'riscv64-unknown-elf-gcc'
---- CCASM is 'gcc'
---- Assembler is 'riscv64-unknown-elf-gcc'
---- DEFCONF is 'riscv_nsitexe_ns31_arty'
---- CONF dir is '/home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/config'
---- ARCH dir is '/home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/arch/riscv'
---- SOC dir is '/home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/arch/riscv/nsitexe_ns31'
---- BOARD dir is '/home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/board/riscv/nsitexe_ns31_arty'
---- arch  is riscv
---- march is 'rv32imafc_zicsr_zifencei'
---- mabi  is 'ilp32f'
-- Found Doxygen: /usr/bin/doxygen (found version "1.9.4") found components: doxygen dot
-- Configuring done (0.3s)
-- Generating done (0.0s)
-- Build files have been written to: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/build


$ ninja -C build install

ninja: Entering directory `build'
[46/47] Install the project...
-- Install configuration: "RelWithDebInfo"
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/bin/add_auxdata
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/lib/libbmetal_crt.a
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/include/bmetal
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/include/bmetal/bmetal.h
-- Up-to-date: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/include/bmetal
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/include/bmetal/generated
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/include/bmetal/generated/autoconf.h
-- Installing: /home/katsuhiro/work/akaria-bmetal/test/sysroot/include/bmetal/generated/linker_gen.ld

テストアプリをビルドします。

$ cd ~/work/akaria-bmetal/test
$ make USE_NEWLIB=y

ビルドできました。1つ目の端末にてOpenOCDを起動します。

$ sudo openocd -c 'bindto 0.0.0.0' -f tcl/interface/jlink.cfg -f ./openocd-ns31.cfg

JTAGインタフェース用の設定ファイルtcl/interface/jlink.cfgはその2（2023年12月30日の日記参照）にてご紹介しています。SEGGER J-Link以外のインタフェースをご利用の場合は適宜変更をお願いします。

NS31 on Arty 7用の設定ファイルopenocd-ns31.cfgは以前の日記（2023年4月7日の日記参照）にてご紹介しています。

2つ目の端末にてGDBを使ってロード＆実行します。

$ riscv64-unknown-elf-gdb hello

(gdb) target remote :3333
(gdb) monitor reset halt
(gdb) load
(gdb) continue

UARTから出力されていることを確認します。

$ pyserial-miniterm /dev/ttyUSB1 9600 --raw

--- Miniterm on /dev/ttyUSB1  9600,8,N,1 ---
--- Quit: Ctrl+] | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H ---
hello world!
good bye world!

Zephyr + HiFive1のときとロード＆実行方法は一緒です。最初はとっつきにくいかもしれませんが、OpenOCDとGDBの組み合わせであれば他のソフトウェア、他のボードでもほぼ一緒の使い勝手で便利です。