最近想研究一下体系结构，准备基于模拟器来进行性能、面积、功耗的分析，首先想到的是RISC-V官方发布的模拟器Spike，可选的还有TinyEmu、GEM-5、SimpleScalar等，一个个来吧，估计后面的主力还是GEM-5，但那玩意儿太笨重了，慢慢来吧。
【1】VMWare虚拟机（版本16pro），发行版选Ubuntu 22.04 LTS
上述工具基本上都是在Linux下使用的，所以首先选择平台，我用虚拟机VMWare安装了Ubuntu22.04 LTS版，内存选了8GB，硬盘配了80GB，暂时应该是够了。安装虚拟机及操作系统的过程无难点，就不详述了。
【2】安装riscv-gnu-toolchain
Spike安装运行需要很多依赖，包括运行的程序需要用RISC-V的交叉编译链工具，所以先安装riscv-gnu-toolchain比较好。
实在没想到，这一步是最麻烦的。首先按照网上的攻略，采用源码安装的方式：
①更新软件包列表
sudo apt update
②安装编译所需的依赖包
sudo apt install autoconf automake autotools-dev curl python3 libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev libexpat-dev libnewlib-dev device-tree-compiler
③下载riscv-gnu-toolchain源码
mkdir -p ~/riscv-gnu-toolchain
git clone https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git
cd riscv-gnu-toolchain
git submodule update --init --recursive
这里噩梦开始了，首先是git clone这一步，由于国内网络访问github.com网速问题，这一步无法顺利进行，好在可以换个源，于是改成
git clone https://githubfast.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git
下载之后，git submodule update这一步，同样需要自动从网上下载子仓库的代码，包括gcc、gdb、glibc、newlib等等，相关信息可以在代码目录的.gitmodules文件里看到。我尝试更换源，不成功。手动下载子仓库编译不成功。而且即使开VPN，虚拟机也不能享用，几乎要绝望了。后来在GQ同志的帮助下，意外发现WSL下可以享用windows的VPN通道，这下终于柳暗花明，成功把所有的代码都下载成功了，下载后的代码总共有11.37GB。拷贝到虚拟机里去，就可以进行下一步了（我放在了~/packages下并解压）。
【2】编译与安装riscv-gnu-toolchain
在编译之前，创建一个专门的构建目录来避免污染源码目录：
mkdir build
配置
cd build
../configure --prefix=/opt/riscv64
sudo make linux -j$(nproc)
要真按这个编译，后面就发现有问题了，因为make linux这个命令会导致生成的工具链是riscv64-unkown-linux-gnu-gcc，这是用来编译用户程序的，也就是说在某64位RISC-V处理器上运行linux，我有个程序要在这个linux下运行，那么就用riscv64-unkown-linux-gnu-gcc即可，但是后面要用到的pk本质上是个裸机程序，因此只能用riscv64-unknown-elf-gcc来编译，所以这里需要改成下面的命令：
cd build
../configure --prefix=/opt/riscv --with-newlib --without-headers --disable-shared --disable-threads --enable-languages=c,c++
sudo make -j$(nproc)
我的电脑上编译大概两三个小时（i5-7500 CPU @ 3.40GHz ，16GB DDR4 2400，虚拟机配置2核CPU，8GB内存）。
编译完成后，使用make install命令将riscv-gnu-toolchain安装到之前指定的目录：
sudo make install
bin目录加入环境变量$PATH：
在~/.bashrc文件里加入一行：
export PATH="$PATH:/opt/riscv/bin"
更新环境变量：
source ~/.bashrc
【3】编译与安装Spike
上一步下载的riscv-gnu-toolchain里有spike源码，可以用来编译安装：
cd ~/packages/riscv-gnu-toolchain/spike
mkdir build
cd build
../configure --prefix=/opt/riscv
make -j$(nproc)
sudo make install
由于spike安装到了与riscv-gnu-toolchain同一目录，可执行的spike程序位于bin目录下，已在上一步加入$PATH，因此不用更新。
【4】编译与安装pk
riscv-gnu-toolchain包里同样有pk源码，可以用来编译安装：
cd ~/packages/riscv-gnu-toolchain/pk
mkdir build
cd build
../configure --prefix=/opt/riscv --host=riscv64-unknown-elf
make -j$(nproc)
sudo make install
bin目录加入环境变量$PATH：
在~/.bashrc文件里加入一行：
export PATH="$PATH:/opt/riscv/riscv64-unknown-elf/bin"
更新环境变量：
source ~/.bashrc
【5】用hello程序验证
首先编写hello.c程序：
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello, RISC-V!/n");
return 0;
}
编译：
riscv64-unknown-elf-gcc -o hello hello.c
使用spike执行：
spike pk hello
预期结果为：
Hello, RISC-V!
