Linux
hifive
RISCV
SiFive

HiFive Unleashed でLinuxを動かす

Linuxが走るRISC-Vマルチコアプロセッサ搭載SBC、HiFive Unleashed を動かした際のメモ(作成中)

1. HiFive Unleashed の仕様

  • SiFive Freedom U540 SoCの仕様
    • 最速の RISC-V プロセッサ (2018年4月時点)
    • Linuxが走る唯一のRISC-V SoC (2018年4月時点)
    • 4+1 のマルチコア構成、 動作周波数は最大 1.5 GHz
      • 4つの U54 RV64GC アプリケーションコア、仮想メモリサポート
      • 1つの E51 RV64IMAC 管理コア
    • コヒーレントな 2MB L2 Cache
    • 主記憶はECC対応な64-bit DDR4
    • 1つの Gigabit Ethernet
    • 製造は 28nm プロセス
  • HiFive Unleashed ボードの仕様
    • SiFive Freedom U540 SoCを1つ搭載
    • 主記憶は 8GB DDR4 (ECC付)
    • ネットワークは Gigabit Ethernet 1ポート
    • 32MB Quad SPI フラッシュメモリ搭載
    • MicroSD Card スロット
    • 拡張用FMCコネクタ
    • USBコネクタ(シリアルコンソール)

Screenshot from 2018-04-17 05-00-53.png

1-1. HiFive Unleashed の入手方法

CROUDSUPPLYから購入、値段は$999 (ただし現在品切れで募集停止中、再入荷は5月以降?)

2. 実機で動作させてみる

2-1. 付属のSDカード(8GB)からの起動

BuildrootのLinuxを書き込み済み。普通にLinuxが起動します。

  • 準備
    • 電源接続
    • USBケーブル接続
    • イーサーネットケーブル接続
    • DIPスイッチ(S1)は全部Off側にセット(SDカードから起動)
  • 起動
    • 電源スイッチ(トグルタイプ)をオンに
  • シリアルコンソールに接続
    • screen /dev/ttyUSB1 115200 で
    • 電源ONからシリアルにメッセージが出るまでに少し時間がかかります。
  • ログイン
    • IDはroot、PWはsifive
  • シャットダウン
    • halt コマンド
    • 電源スイッチで電源OFF
    SiFive FSBL:       2018-03-20
    HiFive-U serial #: 00000049
    bbl loader

                    SIFIVE, INC.

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                         5

               SiFive RISC-V Coreplex
    [    0.000000] OF: fdt: Ignoring memory range 0x80000000 - 0x80200000
    [    0.000000] Linux version 4.15.0-00044-g2b0aa1d (terpstra@gamma03.internal.sifive.com) (gcc version 7.2.0 (GCC)) #1 SMP Tue Mar 20 12:18:35 PDT 2018
    [    0.000000] bootconsole [early0] enabled
    [    0.000000] Initial ramdisk at: 0x        (ptrval) (9436160 bytes)
    [    0.000000] Zone ranges:
    [    0.000000]   DMA32    [mem 0x0000000080200000-0x00000000ffffffff]
    [    0.000000]   Normal   [mem 0x0000000100000000-0x000027ffffffffff]
    [    0.000000] Movable zone start for each node
    [    0.000000] Early memory node ranges
    [    0.000000]   node   0: [mem 0x0000000080200000-0x000000027fffffff]
    [    0.000000] Initmem setup node 0 [mem 0x0000000080200000-0x000000027fffffff]
    [    0.000000] software IO TLB [mem 0xfbfff000-0xfffff000] (64MB) mapped at [        (ptrval)-        (ptrval)]
    [    0.000000] CPU with hartid=0 has a non-okay status of "masked"
    [    0.000000] elf_hwcap is 0x1105
    [    0.000000] percpu: Embedded 14 pages/cpu @        (ptrval) s28632 r0 d28712 u57344
    [    0.000000] Built 1 zonelists, mobility grouping on.  Total pages: 2067975
    [    0.000000] Kernel command line: earlyprintk
    [    0.000000] Dentry cache hash table entries: 1048576 (order: 11, 8388608 bytes)
    [    0.000000] Inode-cache hash table entries: 524288 (order: 10, 4194304 bytes)
    [    0.000000] Sorting __ex_table...
    [    0.000000] Memory: 8179080K/8386560K available (3055K kernel code, 215K rwdata, 829K rodata, 9371K init, 775K bss, 207480K reserved, 0K cma-reserved)
    [    0.000000] SLUB: HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=5, Nodes=1
    [    0.000000] Hierarchical RCU implementation.
    [    0.000000]  RCU event tracing is enabled.
    [    0.000000]  RCU restricting CPUs from NR_CPUS=8 to nr_cpu_ids=5.
    [    0.000000] RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=16, nr_cpu_ids=5
    [    0.000000] NR_IRQS: 0, nr_irqs: 0, preallocated irqs: 0
    [    0.000000] CPU with hartid=0 has a non-okay status of "masked"
    [    0.000000] riscv,cpu_intc,1: 64 local interrupts mapped
    [    0.000000] riscv,cpu_intc,2: 64 local interrupts mapped
    [    0.000000] riscv,cpu_intc,3: 64 local interrupts mapped
    [    0.000000] riscv,cpu_intc,4: 64 local interrupts mapped

SSHでもrootでログインできます。cpuinfoで4コア動作を確認。

# cat /proc/cpuinfo 
hart    : 1
isa : rv64imafdc
mmu : sv39
uarch   : sifive,rocket0

hart    : 2
isa : rv64imafdc
mmu : sv39
uarch   : sifive,rocket0

hart    : 3
isa : rv64imafdc
mmu : sv39
uarch   : sifive,rocket0

hart    : 4
isa : rv64imafdc
mmu : sv39
uarch   : sifive,rocket0

2-2. Freedom-U-SDK を使って自分でシステムをビルドして走らせる

自分でイメージを作成する作業については Getting started guide ( https://www.sifive.com/documentation/boards/hifive-unleashed/hifive-unleashed-getting-started-guide/ )を参照します。以下はUbuntu16.04のPC上でで作業した際のメモです。

ビルドに必要となる関連パッケージの追加

sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev bc bison build-essential curl flex gawk gdisk git gperf libgmp-dev libmpc-dev libmpfr-dev libncurses-dev libssl-dev libtool patchutils python screen texinfo unzip zlib1g-dev

ソースコードの取得

git clone https://github.com/sifive/freedom-u-sdk.git
cd freedom-u-sdk
git submodule update --init --recursive

ビルド(2時間弱かかります)

unset RISCV
make

SDカードの準備、gdiskを使ってGPT パーティション作成(/dev/exbは各自の環境に合わせて変更)

sudo gdisk /dev/exb

SDカードへの書き込み(各種ビルドも走るので時間がかかります)

sudo make DISK=/dev/exb format-boot-loader

最後に Error: Could not find bootloader partition エラーが出ましたが、再度上記コマンドを実行すると2回目では成功しました。何かのタイミングかもしれません。ガイドにもありますUSBーSDアダプタ経由の場合、遅くてエラーになるとか。

SDカードのパーティションの確認

$ sudo gdisk /dev/mmcblk0
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.1

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.

Command (? for help): p
Disk /dev/mmcblk0: 31275008 sectors, 14.9 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 4ECB91B1-5C15-455D-9FD1-7EA416B1A9EC
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 31274974
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 198622 sectors (97.0 MiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048           67583   32.0 MiB    FFFF  bootloader
   2          264192        31274974   14.8 GiB    8300  root

Command (? for help): q

作成したSDカードを挿して起動。シリアルコンソール経由でログイン

screen /dev/ttyUSB1 115200

2-3. Fedora (TBD)

サポート開始、大まかな手順は

  • NBD server を立ち上げて stage4-disk.img を提供
  • U540用のBBLをSDにコピーして起動、その際に、NBDサーバーのIPアドレスを修正

2-4. Debian (TBD)

サポート開始、 HiFive Unleashed への導入ガイドはこちら https://wiki.debian.org/InstallingDebianOn/SiFive/HiFiveUnleashed

3. 参照