RISC-V上でEDK2でもLinuxを起動してみたい

はじめに

前回の記事はこちら。

こちらの記事では、RISC-V上でLinuxを起動することを目標としていましたが、UEFIファームウェアはU-Bootを使用しました。他の選択肢として、UEFIのリファレンス実装であるEDK II というものがあります。EDK II はEFIアプリケーションやファームウェア開発のための開発環境です。前回の記事でも紹介したRed Hatの資料にもEDK IIを使用したブートフローが記載されています。そこで今回は、U-Bootの代わりにEDK IIを使用してLinuxをブートさせてみたいと思います。
前提として、前回の記事で紹介した方法でLinuxが起動できるとします。

EDK IIファームウェアのビルド

EDK IIはビルド方法が独自であり少々分かりづらいです。これはEDK IIが単なるファームウェアではなくUEFIアプリケーションも含む開発環境だからであると考えられます。とはいえ、 https://github.com/tianocore/edk2/tree/master/OvmfPkg/RiscVVirt に従ってコマンドを打てばビルドできます。
まずはEDK IIのリポジトリをクローンしてきます。

git clone --recurse-submodule https://github.com/tianocore/edk2.git

続いて、以下コマンドによりファームウェアをビルドします。

export WORKSPACE=`pwd`
export GCC_RISCV64_PREFIX=riscv64-unknown-linux-gnu-
export PACKAGES_PATH=$WORKSPACE/edk2
export EDK_TOOLS_PATH=$WORKSPACE/edk2/BaseTools
source edk2/edksetup.sh --reconfig
make -C edk2/BaseTools
source edk2/edksetup.sh BaseTools
build -a RISCV64 --buildtarget RELEASE -p OvmfPkg/RiscVVirt/RiscVVirtQemu.dsc -t GCC

EDK IIを使用しQEMUを起動

ビルド生成物はBuild/RiscVVirtQemu/RELEASE_GCCに入っています。使いやすいようにカレントディレクトリにコピーしてきます。

cp -v Build/RiscVVirtQemu/RELEASE_GCC/FV/RISCV_VIRT_* .

RISCV_VIRT_CODE.fdは書き換え不可能なコード領域、RISCV_VIRT_VARS.fdは書き換え可能な変数の領域です。
ビルド生成物は32MBにしないといけないらしいので、サイズを32MBにします。

truncate -s 32M RISCV_VIRT_CODE.fd
truncate -s 32M RISCV_VIRT_VARS.fd

以下コマンドによりQEMUを起動します。pflashというものに先程のビルド生成物を指定して起動するようです。詳しいことはわかりませんが、おそらくUEFIで使用される不揮発性メモリのエミュレートでしょうか。

qemu-system-riscv64 \
        -machine virt,pflash0=pflash0,pflash1=pflash1,acpi=off -nographic \
        -bios opensbi-1.7/build/platform/generic/firmware/fw_dynamic.bin \
        -drive file=linux-rv64.img,format=raw,if=virtio \
        -blockdev node-name=pflash0,driver=file,read-only=on,filename=RISCV_VIRT_CODE.fd \
        -blockdev node-name=pflash1,driver=file,filename=RISCV_VIRT_VARS.fd \
        -m 1G

成功すれば、UEFIのシェルが起動します。以下コマンドによりGRUBのEFIアプリケーションを起動します。

Shell> FS0:EFI\GRUB\grubriscv64.efi

私の環境ではなぜかGRUBの表示が崩れましたが、ともかくLinuxを起動することができました。ここで、EFIパーティションのルートにstartup.nshを置いておけば自動で起動するようになるらしいので、やってみます。QEMU上のLinuxで以下コマンドを実行します。

echo "FS0:EFI\GRUB\grubriscv64.efi" > /boot/efi/startup.nsh

これで次回以降起動時は自動でLinuxが起動するようになります。めでたし。