第二十七周工作总结

概述

rt-async-amp 在 QEMU virt 双核 AMP 方案验证可行后，下一步是移植到真实硬件——进迭时空 K3 SoC 的 RT24 实时小核。本周完成了 K3 RT24 启动机制的全链路调研：从 BootROM 到 RT24 执行第一条指令，每个环节都定位到确切的源码/寄存器。

核心结论：rt-async 可在 RT24 上运行，且无需自实现唤醒逻辑——复用官方 esos.itb 打包链即可。

1. 目标平台

K3（进迭时空 2026 年 1 月量产的 RISC-V AI SoC）采用大小核 + 实时核的异构设计：

核	类型	数量	职责
X100	通用大核 (RV64GV)	8	跑 Linux
A100	AI 核	8	GPU/AI 计算
RT24	实时小核 (CVA6, RV64GC)	2	能效管理、实时任务

两个 RT24 核（os0_rcpu / os1_rcpu）各自跑独立 RTOS 实例，正是 rt-async 的目标落点。RT24 关键参数：主频 614.4 MHz、os0 链接地址 0x100200000（os1 0x100800000，DDR >4GB）、每核独立 3 MB RAM、官方固件 ESOS（RT-Thread 4.0.4）。

2. 启动链全链路（核心成果）

之前调研卡在"ELF 加载到 DDR 后，靠什么让 RT24 开始执行"。最终通过 Yocto BSP 仓库定位到真正的 K3 U-Boot（spacemit-com/uboot-2022.10，tag k3-br-v1.0.0），把整条链补全：

① BootROM
   └─ 读 STRAP 引脚确定启动介质，加载 U-Boot SPL 到 SRAM 并跳转

② U-Boot SPL  (board/spacemit/k3/)
   ├─ DDR/PMIC/pinctrl 初始化，注册 k3-rproc 驱动
   ├─ 从存储读取 esos.itb + u-boot.itb
   └─ 解析 FIT 时逐节点回调 board_fit_image_post_process()
       ├─ "rcpu0-fw" → rproc_load(0) + rproc_start(0)   ← 唤醒 RT24 核 0
       ├─ "rcpu1-fw" → rproc_load(1) + rproc_start(1)   ← 唤醒 RT24 核 1
       └─ u-boot/dtb → 正常加载到 DDR

③ RT24 被唤醒  (drivers/remoteproc/k3-rproc.c)
   └─ 从 0x100200000 取指，执行 startup_gcc.S: _start

④ OpenSBI fw_dynamic → U-Boot proper → Linux
   (此时 RT24 早就在跑了)

三个关键证据：

FIT 镜像结构（esos_rt24.its）：rcpu0-fw 节点的 load/entry 均为 <0x1 0x200000>（#address-cells=<2> 的 64 位写法，即 0x100200000），data 指向 rt24_os0_rcpu.elf.lzo。
SPL 触发 rproc（board/spacemit/k3/spl.c）：board_fit_image_post_process() 识别 rcpu*-fw 节点名，LZO 解压 ELF 后调用 rproc_load + rproc_start。唤醒发生在 SPL 阶段，早于 OpenSBI 和 Linux——主核内核里完全没有 RT24 管理代码（已全树搜索确认）。
唤醒的确切寄存器（drivers/remoteproc/k3-rproc.c）：k3_rproc_load() 解除音频域复位、开时钟、允许 RT24 执行、保持复位睡眠、解析 ELF 段拷到 DDR；k3_rproc_start() 设启动入口 PC、设 mhartid、解除软件复位、写唤醒寄存器、轮询同步标志确认 RT24 起来。整个唤醒不依赖 mailbox、不依赖 SBI ecall，是纯寄存器操作。

3. RT24 视角的硬件

ESOS 设备树给出 RT24 自己看到的地址空间，与主核视角不同：

外设	RT24 视角	QEMU virt 现状	差异
中断控制器	PLIC `0xe0000000`	PLIC `0x0c000000`	仅地址不同，模型一致 ✓
定时器	rtimer0 `0xc0889000`	CLINT mtime	寄存器模型不同，需重写
UART	R_UART0 `0xc0881000` (PXA-uart)	NS16550A	寄存器布局不同，需重写
UART 时钟	需先经 CCU `0xc0881f00` 使能	默认开启	加 `clk_init()`
IPI / 通信	mailbox3~7	CLINT MSIP	机制不同，需适配
关机	无 SiFive Test 设备	写 `0x5555`	改为 wfi 循环

中断控制器是 PLIC（不是 APLIC）——最大的好消息，rt-async 现有 PLIC 驱动逻辑可基本复用，只需改地址。

4. 移植可行性评估

架构层完全兼容：ESOS 启动汇编 startup_gcc.S 与 rt-async 的 __start（riscv64-rt/src/start.rs）结构高度一致——清 mie/mip、设 mtvec/gp/sp、清 bss 各步骤都对应得上，trap 入口同样是标准 M-mode 上下文保存/恢复，可直接复用。唯一需处理的是启动禁 FPU（ESOS 设 MSTATUS_FS，当前 rv64imac 无 FPU）。

加载层零额外工作：把 rt-async 编译出的 ELF 放进 esos.itb 的 rcpu0-fw 节点，SPL 会自动 rproc_load + rproc_start。复制 esos_rt24.its 把 data 换成自己的 ELF，mkimage 重打包即可。

待解决的移植点：

工作项	难度	说明
memory.x 改址 `0x100200000`	低	改 ORIGIN/LENGTH
ISA target 切 `riscv64gc`	中	验证 bare-metal target；启动禁 FPU
重写 `Chip::put_str` (PXA-UART)	中	参考 ESOS `ruart` 驱动
UART 时钟使能 (`clk_init`)	低	写 CCU `0xc0881f00`
重写 `TimerChip` (rtimer0)	中	32-bit 计数器 + match 寄存器
PLIC 改址 `0xe0000000`	低	改 base + context 号
删除 `shutdown` (SiFive Test)	低	改为 `wfi` 循环
IPC：CLINT MSIP → mailbox	中	AMP 通信机制需重新设计

5. 踩坑教训

调研耗时较长，主因几次走错方向：

找错 U-Boot 仓库：spacemit-com/u-boot 只有 K1 代码，正确的 K3 U-Boot 是 spacemit-com/uboot-2022.10（tag k3-br-v1.0.0），由 Yocto BSP 帖子才定位到。
误判加载阶段：一度以为是 U-Boot proper 用 bootm standalone 加载，实际是 SPL 阶段的 rproc_load/rproc_start。
误判触发机制：猜测过 mailbox/SBI ecall，最终确认是纯 PMU + 复位寄存器写入。

根本教训：调研技术机制时，定位到源码行号之前不要下结论。 "某仓库只有 K1"和"某仓库存在 K3"是两个不同的事实，不能因前者推断后者不存在；查不到就直接说查不到，不要用"某种机制""可能"等含糊措辞。

6. 下周计划

启动 rt-async 移植第一阶段——先在 RT24 上点亮 UART：

新建 modules/chip-k3-rt24/（参考现有 chip-qemu-virt-rt）
实现 PXA-UART 的 Chip::put_str + CCU 时钟使能
memory.x 改为 0x100200000，验证链接
用 esos_rt24_sign.its（无压缩）打包 rt-async ELF
目标：在 K3 板子 R_UART0 上看到 rt-async 的启动日志

定时器和 PLIC 留到第二阶段，UART 通路先打通。

参考资料

源码仓库（本周实际查阅）

esos（官方 RT24 固件，RT-Thread 4.0.4）：https://github.com/spacemit-com/esos
- 启动汇编 libcpu/risc-v/spacemit/rt24/startup_gcc.S、链接脚本 bsp/spacemit/platform/rt24/os0_rcpu/gcc.ld
- FIT 模板 esos_rt24.its / esos_rt24_sign.its、ENTRY_POINT build.sh:110 (0x100200000)
- 设备树 bsp/spacemit/platform/rt24/k3.dtsi
uboot-2022.10（K3 U-Boot，tag k3-br-v1.0.0）：https://github.com/spacemit-com/uboot-2022.10
- SPL 主流程 board/spacemit/k3/spl.c、额外 FIT 加载 board/spacemit/k3/spl_extra_fit.c
- RT24 唤醒驱动 drivers/remoteproc/k3-rproc.c（k3_rproc_load / k3_rproc_start，含全部寄存器定义）
linux-k3（分支 k3/integration）：https://github.com/spacemit-com/linux-k3 — 内核中无 RT24/remoteproc 管理代码
spacemit-yocto（K3 Yocto BSP，分支 k3）：https://github.com/yingjie-liu-spacemit/spacemit-yocto — 指向上述源码仓库的 recipe

官方文档

K3 用户手册（地址映射/中断/外设寄存器）：https://cdn-resource.spacemit.com/file/chip/K3/k3_um_en.pdf
K3 Yocto BSP 上线公告：https://forum.spacemit.com/t/topic/1239
官方文档中心：https://www.spacemit.com/community/document

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