在上期文章中，向大家介绍了《玄铁团队与PLCT实验室联合发布：新32位产品级开源工具链及Linux内核》，本期为大家带来新32位（RV64ILP32）产品化的最新进展：嘉楠勘智K230D。去年，嘉楠推出 K230，它基于玄铁c908 打造，是世界上第一款带有 VECTOR 1.0 的 RISC-V 64位 AIOT 芯片。今年，嘉楠勘智推出更高集成度的 K230D AIoT 芯片，内存由原来外挂 256MB/512MB 改为内封 128MB。原先基于 LP64 ABI 的软件内存开销过大，不再适合 K230D，而新32位技术可同时提升内存与缓存的效率。PLCT实验室联合玄铁团队，一起为 K230D 打造基于新32位的 RuyiSDK，第一次实现新32位 AIoT 产品的落地。相比原先基于 LP64 ABI 的 SDK，新32位 SDK 内存开销下降 30%，同时链表遍历性能提升 20%，兼顾成本和性能。

达摩院玄铁团队联手嘉楠科技和中科院软件所PLCT实验室，将新32位落地到Banana Pi开源社区的BPI-CANMV-K230D-Zero 开发板，并与PLCT实验室的 RuyiSDK 集成，一起为用户提供便捷的使用体验：

• 升级 Linux 内核至 6.6、升级工具链

• 新增32位根系统 和 LVGL

• 基于 VECTOR 的图形加速

• 支持 Linux + Nuttx 双系统，大小核任意切换

• 支持传统64位和新32位，两种系统配置

内核配置：

默认配置差异仅2行：

CONFIG_ARCH_RV64ILP32=y

CONFIG_32BIT=y

内存对比

下面的视频和图片展示了，传统64位（左）与新32位（右）对比 LVGL 的运行：

相比传统64位，新32位 RuyiSDK 大幅提升内存使用效率，避免了 K230D 产品化中的内存浪费。

性能对比

由于 LP64 的指针数据类型比 ILP32 大一倍，导致 LP64 的缓存利用率偏低。下面，基于 K230D 对比二者的双向链表遍历性能：

双向链表遍历 （链表节点为4000，遍历50000次结果）

结果显示，ILP32 的链表遍历性能显著优于 LP64。

相关资料：

K230D RuyiSDK：https://github.com/ruyisdk/k230_linux_sdk

（镜像构建详见文档 https://github.com/ruyisdk/k230_linux_sdk/blob/dev/README_zh.md）

K230D 使用说明：https://ruyisdk.org/docs/k230d/intro

结束语

与过往的架构（ARM、x86、MIPS、Sparc）聚焦用户态的思路不同，当前新32位的方案是：基于 RVA20/22/23 Profiles 为 RV64 架构的特权态提供 ILP32 ABI 能力，这是前人未曾走过的新路。自 2024 年 3 月推出新 32 位工具链和 Linux 内核以来，这次终于在 K230D 上实现了产品化，降低了 30% 的内存开销，大幅提升缓存性能，这些成果进一步揭示了新 32 位的产业化价值。我们热切期待开发者们积极参与新32位的开发和完善中，共同提出宝贵的建议和意见，推动新 32 位不断发展。我们致力于建立一个健康和活跃的开源社区，将持续投入资源和精力，确保新32位软件的稳定和可靠，并不断改进和完善其功能和性能。在此，我们也呼吁更多的硬件厂商加入我们的阵营，共同推动新32位嵌入式系统的发展和创新，为行业带来更多机遇。

关于我们

●   RuyiSDK 是一个由 PLCT Lab 所启动的开源项目，该项目旨在为 RISC-V 开发者提供一个完整的、全家桶式的全功能开发环境，包含从编译、调试到仿真的全套工具，并计划支持市面上主流的 RISC-V 硬件。

●   达摩院玄铁团队持续深耕 RISC-V 技术研发及生态建设，并陆续推出了一系列玄铁处理器，可满足高中低全系列性能需求。玄铁积极拥抱开源，坚持开放创新，已逐渐构建起以 RISC-V 为核心的生态体系，与生态伙伴协同推动 RISC-V 芯片、开发工具、操作系统、应用解决方案等不同层面的软硬一体化发展。全力推动 RISC-V 软硬全栈技术多领域发展落地，加速实现智能时代的万物互联!

●   嘉楠科技（Canaan Inc.）（纳斯达克股票代码：CAN）是一家领先的高性能ASIC芯片设计公司，以“区块链+AI”为多元化经营战略，业务范围涵盖高性能ASIC计算芯片及设备研发、AI芯片及产品开发。作为一家纳斯达克上市公司，嘉楠科技是全球“区块链第一股”，也是第一家在美国上市的中国自主知识产权AI芯片公司。公司愿景：提升社会运行效率，改善人类生活方式。

RuyiSDK 0.15 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.15.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.15.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.15.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 为多语言支持做好准备：在需要输出本地化内容，如软件包的手工下载步骤说明等内容时，当用户系统的区域、语言配置与当前内容的可选区域、语言版本不完全匹配时，现在会尽可能地匹配了。

  例如：如果您将系统配置为新加坡英语，而某条内容仅提供美国英语与中国大陆中文两种版本，那么 ruyi 0.15.0 将为您展示美国英语内容，而非崩溃。

• 支持了不依赖 Docker 的构建方式，以方便发行版打包者，或不使用官方支持架构、系统组合的用户尝鲜 ruyi。

  需要注意的是：因为目前 RuyiSDK 官方软件源的内容分发形式以二进制为主，所以想在非官方支持系统上使用 ruyi 的用户将需要组织起来，自行搭建另一套软件源。RuyiSDK 团队无法保证此种情况下的用户体验。

RuyiSDK 软件源

• 软件源的结构不再与 ruyi 0.7.0 或更低版本兼容。是时候升级到最新版本了。
• emulator/box64-upstream 已更新到 0.3.0。
• 用 Box64 运行 WPS Office 的操作文档已更新。
• Ruyi 设备安装器（ruyi device provision）现已新增支持以下设备型号与系统：
  • Canaan Kendryte K230D：由 RuyiSDK 受权打包的 CanMV Linux SDK 镜像，附带演示程序。提供 LP64 与 RV64ILP32 两种 ABI。

RuyiSDK 0.14 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.14.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.14.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.14.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 正式引入插件架构：ruyi 虚拟环境的 profile 相关处理现在完全由插件负责了。
• 支持了 Debian 软件包格式 *.deb 的解包操作。
• 再次完善了对“预发布版本”的判断：先前会对非完全由数字结尾的该类版本号判断错误。 但该潜在问题不会被当前的 RuyiSDK 软件源内容触发。
• 修复了 riscv64 Python 3.12 环境下 pygit2 的构建失败问题：先前需要在 pygit2 构建开始之后、试图在其虚拟环境中执行 setup.py 前，人工干预，在该环境中安装 setuptools——从 Python 3.12 起该包已经不会被自动安装。

RuyiSDK 软件源

• 增加了从上游源码打包的 Box64 架构模拟器：emulator/box64-upstream。
• 增加了办公套件 extra/wps-office。请注意：由于是商业软件的缘故，首次运行该软件包时需要操作接受一份《最终用户许可协议》。
• 您可按照 ruyi news 的指引，在您的 RISC-V 桌面设备上用 Box64 运行 WPS Office 进行办公了。

为了支持刷写方式复杂、需要夹杂人工干预、镜像文件需要手工下载等复杂情况下的设备初始化，我们正在将设备安装器重构为基于插件架构的形式。 由于本开发周期临时加入了 Box64 运行 WPS Office 的 PoC 内容，设备安装器的插件化重构工作暂缓，但仍将在未来的版本上线。届时旧版 ruyi 的设备安装器功能将不可用，请先升级再进行体验。

得益于 Box64 RISC-V 移植工作的进展，在 RISC-V Linux 桌面发行版上运行 WPS Office 等常见 x86 二进制软件已成为可能。RuyiSDK 正在开展此方面的集成工作； 按以下的步骤操作，您将能先行一步感受 RISC-V 办公体验。

我们假定您在进行以下操作之前，已经升级到了 ruyi 0.14.0 或更高的版本， 并执行了 ruyi update 以将软件源信息同步到最新。

操作步骤

为叙述方便，设您的 $HOME 为 /home/foo，架构（uname -m 输出）为 riscv64，使用 sudo 提权。

允许安装预发布版本的软件包

由于 Box64 RISC-V 支持进展迅速，目前（2024 年 7 月初）很多功能改进没有在 其最新稳定版本得到体现。我们打包了 Box64 的开发快照版本；为了能够安装此版本， 您需要配置 ruyi 以使其在安装软件包时考虑预发布版本。

• 如果 ~/.config/ruyi 目录不存在，则创建之。
• 编辑 ~/.config/ruyi/config.toml。

[packages]
prereleases = true

安装 Box64

按照 RuyiSDK 软件包的命名习惯，从 Box64 的上游（而非 PLCT 或某些厂商的 fork） 构建的 Box64 二进制包，名字叫 box64-upstream。

ruyi install box64-upstream
# ...
# info: package box64-upstream-0.2.8-ruyi.20240702 installed to /home/foo/.local/share/ruyi/binaries/riscv64/box64-upstream-0.2.8-ruyi.20240702

记下安装路径。

配置 Linux binfmt_misc 机制

由于 WPS Office 的打包方式特殊，它只能从开发商提供的启动器脚本被间接拉起， 而不能直接交由 Box64 启动。因此您需要确保您的系统支持 binfmt_misc： 如果不支持，接下来的操作会失败。

不同 Linux 发行版的 binfmt_misc 配置方式不尽相同，以下针对采用 systemd 的系统叙述。您可以根据自身情况自行调整。

# 确认 Box64 可执行文件的位置
ls /home/foo/.local/share/ruyi/binaries/riscv64/box64-upstream-0.2.8-ruyi.20240702/bin/box64

# 调整 Box64 `binfmt.d` 配置文件的路径
# 假设您使用 nano 编辑器
nano /home/foo/.local/share/ruyi/binaries/riscv64/box64-upstream-0.2.8-ruyi.20240702/etc/binfmt.d/box64.conf
# 将行尾的 //bin/box64 改为先前验证过的绝对路径

# 将其部署到系统
sudo cp /home/foo/.local/share/ruyi/binaries/riscv64/box64-upstream-0.2.8-ruyi.20240702/etc/binfmt.d/box64.conf /etc/binfmt.d/box64.conf
sudo systemctl restart systemd-binfmt

# 检查部署结果
cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/box64

安装 x86 sysroot

由于 Box64 主要面向游戏等软件的模拟，而这些软件基本都自带所有依赖，所以 Box64 本身基本没有自带什么 x86 运行时库。WPS Office 作为一个预期被系统包管理器管理的 桌面应用，Box64 自带的少量 x86 运行时库无法满足它的需求，因此我们需要自行准备 x86 环境。

# 下载预制的 x86 sysroot
# 此为临时性的链接。后续待本功能迭代稳定之后，操作方式将改变，此链接也将失效
# 假设此文件放在了 ~/Downloads 目录下
wget https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/dist/temp/debian-bookworm.gui.20240705.amd64.tar.zst

# 假设安装到 /opt/debian-bookworm.amd64
sudo mkdir /opt/debian-bookworm.amd64
pushd /opt/debian-bookworm.amd64
tar -xf ~/Downloads/debian-bookworm.gui.20240705.amd64.tar.zst
popd

安装 WPS Office

强制安装 x86_64 架构的 WPS Office 软件包：

ruyi install --host x86_64 wps-office
# ...
# info: package wps-office-11.1.0-r.11719 installed to /home/foo/.local/share/ruyi/binaries/x86_64/wps-office-11.1.0-r.11719

由于 WPS Office 官方下载页面的限制，ruyi 无法自动下载安装包。 请按照提示信息操作，之后重新执行该命令以安装。

调整 WPS Office 启动器脚本

由于 WPS Office 预期自身被系统包管理器管理，它的启动器脚本假定了自身的安装路径 为 /opt/kingsoft/wps-office，需要为它们打补丁。

pushd /home/foo/.local/share/ruyi/binaries/x86_64/wps-office-11.1.0-r.11719

# 当前工作目录路径中应当不含特殊字符。
# 如果含有，请自行适当调整 sed 命令的参数
sed -i "s@gInstallPath=/@gInstallPath=$(pwd)/@" ./usr/bin/*

popd

运行 WPS Office

准备工作终于完成，现在将所有部分串起来：

# 此动态链接库的原生转发仍有些问题，因此强制以模拟方式执行
export BOX64_EMULATED_LIBS=libsqlite3.so.0
# 配置 Box64 库搜索路径
export BOX64_LD_LIBRARY_PATH=/opt/debian-bookworm.amd64/usr/lib/x86_64-linux-gnu

# 现在可以执行了！
/home/foo/.local/share/ruyi/binaries/x86_64/wps-office-11.1.0-r.11719/usr/bin/wps

结语

以上是 RuyiSDK 对 RISC-V 二进制翻译 x86 软件的初步集成成果。 今后我们仍将迭代这一过程的用户体验，以期用户在 RISC-V 系统上运行需要的应用 更加方便。

RuyiSDK 0.13 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.13.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.13.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.13.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 修复了 issue #158: coremark 包的两个版本，解压后的目录布局不统一。现在都会在当前工作目录下“摊开”了。
• 修复了 issue #159: 对“预发布版本”判断方式的不统一。
• 随着 Python 3.12 的正式发布，官方 ruyi 二进制也在 Python 3.12 环境构建了。
• 为引入插件架构做好准备：引入了 Starlark 语言支持，并支持在 CI 自动化构建。Starlark 是一种极度简化的 Python 方言，被 Bazel、BUCK 等构建系统广泛采用；这是为了让所有了解 Python 语言的开发者都可使用熟悉的语法撰写 RuyiSDK 包管理器插件。

为了支持刷写方式复杂、需要夹杂人工干预、镜像文件需要手工下载等复杂情况下的设备初始化，我们正在将设备安装器重构为基于插件架构的形式，预计将于下个版本付诸测试。届时旧版 ruyi 的设备安装器功能将不可用，请先升级再进行体验。

RuyiSDK 0.12 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.12.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.12.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.12.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 修复了先前 Pine64 Star64 Armbian 镜像无法下载的问题。
• 对于部分必须由用户手工下载的文件，支持了相应的用户体验：按照当前系统语言设置，渲染相应的提示语。
• 升级了 pygit2 依赖库版本到 1.5.0，以支持 libgit2 的 1.8 版本。
• 修复了 XDG_STATE_HOME 环境变量被无视的问题。

为了支持刷写方式复杂、需要夹杂人工干预、镜像文件需要手工下载等复杂情况下的设备初始化，我们正在对设备安装器进行重构，预计将于下个版本付诸测试。届时旧版 ruyi 的设备安装器功能将不可用，请先升级再进行体验。

RuyiSDK 0.11 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.11.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.11.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.11.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 去除了先前唯一的 LGPL 依赖。现在 RuyiSDK 包管理器及其所有依赖都采用宽松开源许可证了，方便下游用户在商业场景取用。

RuyiSDK 软件源

• Ruyi 设备安装器（ruyi device provision）现已新增支持以下设备型号：
  • Pine64 Star64

请在升级 RuyiSDK 包管理器之后，执行 ruyi update 以拉取软件源更新。

我们注意到越来越多的设备型号，甚至如最新面世的 BananaPi BPI-F3 等等，其系统镜像仅以网盘（百度网盘、Google Drive、MEGA 等服务）方式分发。 对这些设备型号的妥善支持面临挑战；在接下来的版本迭代中，我们将尝试支持此场景，敬请期待或参与进来。

RuyiSDK 0.10 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.10.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.10.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.10.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 支持了全局选项 --porcelain 以方便外部程序与 ruyi 交互。初期为 ruyi list 与 ruyi news list 两种操作适配了 porcelain 输出格式。
• ruyi news 在某条新闻存在当前系统语言翻译版本时，会优先展示此语言版本了。

RuyiSDK 软件源

RuyiSDK 自 0.10 版本开始支持沁恒微电子（WCH）RISC-V 产品。

• 新增打包了 PLCT 维护的 LLVM 工具链 toolchain/llvm-plct。其主要特色是支持 XTHeadVector 扩展。
• Ruyi 设备安装器（ruyi device provision）现已新增支持以下设备型号：
  • WCH CH32V103 评估板
  • WCH CH32V203 评估板
  • WCH CH32V208 评估板
  • WCH CH32V303 评估板
  • WCH CH32V305 评估板
  • WCH CH32V307 评估板
  • WCH CH582F 评估板
  • WCH CH592X 评估板

请在升级 RuyiSDK 包管理器之后，执行 ruyi update 以拉取软件源更新。

RuyiSDK 0.9 现已发布，对应的包管理器版本也为 0.9.0。您可前往以下位置之一下载 RuyiSDK 包管理器：

• https://github.com/ruyisdk/ruyi/releases/tag/0.9.0
• https://mirror.iscas.ac.cn/ruyisdk/ruyi/releases/0.9.0/

本次更新主要包含了以下内容，祝您使用愉快！

RuyiSDK 包管理器

• 支持了 LZ4 格式压缩文件的解包。

RuyiSDK 软件源

RuyiSDK 自 0.9 版本开始支持矽速（Sipeed）全线 RISC-V 产品。

Ruyi 设备安装器（ruyi device provision）现已新增了以下设备型号：

• Sipeed LicheeRV Nano
• Sipeed Lichee Cluster 4A
• Sipeed Lichee Console 4A
• Sipeed Maix-I
• Sipeed Tang Mega 138K Pro

以下设备型号先前已得到 Ruyi 设备安装器支持：

• Sipeed LicheePi 4A
• Sipeed LicheeRV

请在升级 RuyiSDK 包管理器之后，执行 ruyi update 以拉取软件源更新。

为了您的跟踪前沿开发动态方便，RuyiSDK 团队现已打包了 RV64ILP32 这一实验性 ABI 的裸机工具链供您使用。 由于是裸机工具链，此工具链不自带 sysroot，且未开启 multilib：可用的 ABI 为 ilp32d。

使用示例

给定如下的 C 程序：

// test.c
long long add(long long *a, long long b)
{
    return *a + b;  // Should be realized with `ld` and `add`
}

void check(int);

void check_sizes(void)
{
    check(sizeof(int));        // a0 should be 4
    check(sizeof(long));       // a0 should be 4
    check(sizeof(long long));  // a0 should be 8
    check(sizeof(void *));     // a0 should be 4
}

使用相应的工具链包与 profile，我们将可编译出符合 RV64ILP32 ABI 的目标代码：

$ ruyi update
$ ruyi install gnu-plct-rv64ilp32-elf
$ ruyi venv -t gnu-plct-rv64ilp32-elf --without-sysroot baremetal-rv64ilp32 /tmp/venv
$ source /tmp/venv/bin/ruyi-activate
$ /tmp/venv11/bin/riscv64-plct-elf-gcc -O2 -c -o test.o test.c

检查目标代码是否符合预期：

$ riscv64-plct-elf-readelf -h test.o | grep 32
  Class:                             ELF32
  Flags:                             0x25, RVC, X32, double-float ABI

$ riscv64-plct-elf-objdump -dw test.o

test.o:     file format elf32-littleriscv


Disassembly of section .text:

00000000 <add>:
   0:   6108                    ld      a0,0(a0)
   2:   952e                    add     a0,a0,a1
   4:   8082                    ret

00000006 <check_sizes>:
   6:   3141                    addiw   sp,sp,-16
   8:   4511                    li      a0,4
   a:   e406                    sd      ra,8(sp)
   c:   00000097                auipc   ra,0x0
  10:   000080e7                jalr    ra # c <check_sizes+0x6>
  14:   4511                    li      a0,4
  16:   00000097                auipc   ra,0x0
  1a:   000080e7                jalr    ra # 16 <check_sizes+0x10>
  1e:   4521                    li      a0,8
  20:   00000097                auipc   ra,0x0
  24:   000080e7                jalr    ra # 20 <check_sizes+0x1a>
  28:   60a2                    ld      ra,8(sp)
  2a:   4511                    li      a0,4
  2c:   2141                    addiw   sp,sp,16
  2e:   00000317                auipc   t1,0x0
  32:   00030067                jr      t1 # 2e <check_sizes+0x28>

可见，此工具链确实生成了指针宽度为 32 位，但利用了 RV64 能力的目标代码。