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RISC-V Linux 内核兴趣小组招募爱好者-ing

Wu Zhangjin 创作于 2022/03/09
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By Falcon of TinyLab.org Mar 09, 2022

背景简介

鉴于 RISC-V 芯片相关技术的蓬勃发展，泰晓科技 Linux 技术社区 计划组建一个开放的 RISC-V Linux 内核兴趣小组，致力于 RISC-V Linux 内核以及周边技术与社区的跟踪、调研、剖析、贡献和分享。

泰晓科技这几年陆陆续续都有一些跟进，但是不够持续和系统，咱们前期的一些分享有：

RISC-V 发展现状

当前整个 RISC-V 国内外的进展非常快，国产 RISC-V 芯片、开发板、工具链、Linux 内核、周边软件以及各个 Linux 发行版的支持都在顺利推进，但是跟其他成熟的处理器架构相比，目前还只能算是一个起步不久的状态，所以恰好有很多坑值得去填。另外，由于足够开放，RISC-V 目前吸引了来自行业的很多研究机构、企业、开发人员的关注和投入，前景也因此很看好。

国产 RISC-V 芯片与开发板方面，前有 k210，D1，新近有香山等等，工具链和 Linux 发行版方面，软件所 PLCT 相关团队正在热火朝天地持续参与和贡献，Linux 内核方面，D1 支持团队目前也做了非常多的工作，泰晓科技技术社区在 RISC-V 操作系统实验与开发环境方面则做了不少的工作。

RISC-V Linux 最新进展

接下来我们打算继续发挥泰晓科技 Linux 技术社区的优势，重点聚焦 Linux 内核以及周边的技术对 RISC-V 架构的支持。

从邮件列表来看，目前 Linux for RISC-V 各项开发工作非常活跃，例如：

  • Add Sstc extension support (KVM related timer support)
  • RISC-V IPI Improvements (Multi-core support)
  • Fixes KASAN and other along the way (KASAN support)
  • RISCV_EFI_BOOT_PROTOCOL support in linux (UEFI boot support)
  • Risc-V Svinval support (for the Svinval v1.0 defined in Privileged specification)
  • riscv: compat: Add COMPAT mode support for rv64
  • Provide a fraemework for RISC-V ISA extensions
  • Improve RISC-V Perf support using SBI PMU and sscofpmf extension (Perf support)
  • riscv: compat: vdso: Add rv32 VDSO base code implementation (VDSO support)
  • RISC-V CPU Idle Support (cpuidle support)
  • KVM RISC-V SBI v0.3 support (KVM & SBI)
  • KVM/riscv fixes for 5.17, take #1 (KVM)
  • Add Sv57 page table support (MM Paging, try from 5-level page table to 3-level page table)
  • Introduce sv48 support without relocatable kernel
  • unified way to use static key and optimize pgtable_l4_enabled
  • riscv: support for Svpbmt and D1 memory types (“Supervisor-mode: page-based memory types” for things like non-cacheable pages or I/O memory pages.)
  • riscv: fix oops caused by irqsoff latency tracer (Ftrace irqsoff tracer)
  • riscv: cpu-hotplug: clear cpu from numa map when teardown (Multi-core support: cpu hotplug)
  • Improve KVM’s interaction with CPU hotplug (KVM and CPU hotplug)
  • riscv: add irq stack support (kernel stack max size)
  • Sparse HART id support (hartid (core id) v.s. NR_CPUS)
  • RISC-V: Prevent sbi_ecall() from being inlined (standard deviate)
  • Public review of Supervisor Binary Interface (SBI) Specification (what SBI is and v1.0-rc2 is in review)
  • riscv: switch to relative extable and other improvements (extable)
  • riscv: Fixes for XIP support (XIP)
  • riscv: bpf: Fix eBPF’s exception tables (eBPF)
  • RISC-V: Use SBI SRST extension when available (SBI)
  • Public review for RISC-V psABI v1.0-rc1 (psABI)
  • riscv: Add vector ISA support (vector ISA)

以上简单遍历了一下 2022 年年初 3 个月的 RISC-V Linux 内核邮件活动，内容涉及到了方方面面，从 Spec, 多核, KVM, XIP, eBPF, Perf, vector ISA, ISA extensions, Paging, KASAN, VDSO, UEFI 等，其中 Spec 方面，可以看到 psABI 和 SBI 刚好都在 v1.0-rc1 的阶段，意味者 v1.0 正式版本快了。

接下来的三个月打算优先聚焦 Linux 内核的 RISC-V 核心架构支持，From Scratch 这种，也就是从 Linux v4.15 开始，初略看了一下，初始支持（含 merge）记录一共 1000 多条：

$ git rev-list --oneline 76d2a0493a17d4c8ecc781366850c3c4f8e1a446..v5.16 --reverse arch/riscv | wc -l
1400

数据不算太多，去掉 merge 记录：

$ git rev-list --oneline 76d2a0493a17d4c8ecc781366850c3c4f8e1a446..v5.16 --reverse arch/riscv | grep -v " Merge " | wc -l
1178

去掉一些驱动、构建等相关的非核心代码：

$ git rev-list --oneline 76d2a0493a17d4c8ecc781366850c3c4f8e1a446..v5.16 --reverse arch/riscv | egrep -v " Merge | Backmerge | dts| kbuild| asm-generic| firmware| include| Documentation| Revert| drivers | config | Rename" | wc -l
1058

这里直接贴出筛选出来最初的支持部分：

$ git rev-list --oneline 76d2a0493a17d4c8ecc781366850c3c4f8e1a446..v5.16 --reverse arch/riscv | egrep -v " Merge | Backmerge | dts| kbuild| asm-generic| firmware| include| Documentation| Revert| drivers | config | Rename"
fab957c11efe RISC-V: Atomic and Locking Code
5d8544e2d007 RISC-V: Generic library routines and assembly
2129a235c098 RISC-V: ELF and module implementation
7db91e57a0ac RISC-V: Task implementation
6d60b6ee0c97 RISC-V: Device, timer, IRQs, and the SBI
07037db5d479 RISC-V: Paging and MMU
e2c0cdfba7f6 RISC-V: User-facing API
fbe934d69eb7 RISC-V: Build Infrastructure
b7e5a591502b RISC-V: Remove __vdso_cmpxchg{32,64} symbol versions
28dfbe6ed483 RISC-V: Add VDSO entries for clock_get/gettimeofday/getcpu
4650d02ad2d9 RISC-V: Remove unused arguments from ATOMIC_OP
8286d51a6c24 RISC-V: Comment on why {,cmp}xchg is ordered how it is
61a60d35b7d1 RISC-V: Remove __smp_bp__{before,after}_atomic
3343eb6806f3 RISC-V: Remove smb_mb__{before,after}_spinlock()
9347ce54cd69 RISC-V: __test_and_op_bit_ord should be strongly ordered
21db403660d1 RISC-V: Add READ_ONCE in arch_spin_is_locked()
c901e45a999a RISC-V: `sfence.vma` orderes the instruction cache
bf7305527343 RISC-V: remove spin_unlock_wait()
...

大体计划

  • 首先结合开放文档与课程学习 RISC-V ISA, SBI, psABI 等 Spec，并输出学习记录
  • 结合 Spec 从引导、中断、时钟、内存、调度、多核、系统调用等逐次展开 RISC-V 架构相关 Linux 内核源码的分析与解读，输出分析报告或者视频讲解，对发现的问题进行修复与改进并提交 PR 给官方社区
  • 然后延申到 Ftrace、Perf、eBPF、KVM、Real Time 等内核关键特性，逐个分析与解读，同样可以输出报告或提交 PR

目前已经组建了 3 人的小组，由于内容较多，而且大家平时工作也比较忙，进度方面可能会比较缓慢，所以计划召集更多爱好者，尤其是正在从事相关工作（例如，正在从事 RISCV 芯片、工具链、OS、驱动、发行版、应用等开发工作）的同学参与进来，可以选择自己感兴趣的子系统或者特性进行剖析，然后以文字或者视频（包括直播）的方式分享给整个开源社区。当然，也欢迎大家对 RISC-V 目前缺失的一些特性做开发并提交进官方。

协作仓库

已创建本次活动的协作专用仓库：RISC-V Linux 内核剖析

建议先参考 refs/README.md 了解一下相关背景资料，之后结合 articles 下的第 1 篇和 plan/README.md 开始认领任务。认领前请先通过后面的联系方式加入协作群组。

实验环境

Linux Lab 对 RISC-V 内核开发与实验提供了完善的支持，推荐大家自行安装 Linux Lab 或者直接使用 Linux Lab Disk（某宝检索“泰晓 Linux”可找到，可申请内置 riscv64/virt 和 riscv32/virt 虚拟开发板）。认领任务并成功输出一篇分析成果后可免费申请 riscv64/virt 和 riscv32/virt 虚拟开发板。

联系我们

直接加微信号 tinylab 并介绍一下自己的技术背景以及希望参与分析的子系统或者特性，如果能提供自己发表过的相关技术文章、视频、代码 Patch、博客网站链接等就更好。

动起来吧，点赞、转发、分享也需要，后续分析成果将直接发布在该专栏等渠道，记得收藏哈。


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