使用qemu构建一个loongarch64虚拟机

背景

国产化的平台目前主要用到的有飞腾和龙芯，飞腾的是arm64架构，这个使用的比较多，龙芯的架构之前是mips架构，最新的硬件的架构已经发生了改变，现在是loongarch64架构，这个算比较新的架构，所以硬件就比较难获得，如果又有适配的需求，这个时候通过虚拟机启动环境是一个比较好的方式

虚拟机有两种方式：

  • 一种是在相同架构下开虚拟机，这个比较简单，一般的操作系统内都带了kvm的相关的软件，直接使用qemu-kvm启动虚拟机就可以了，这个方式的前提是你得有一台这个架构的物理机器，才能在上面启动kvm虚拟机，还存在资源共用的问题了
  • 另外一种方式就是通过qemu完全软件来进行启动这个虚拟机，qemu是在软件内实现了硬件的模拟，一般硬件厂商会给这个做一些适配工作，然后就支持虚拟厂商的硬件了，这个对宿主机环境没有要求

上面的方式二在之前尝试过，可能当时厂商对qemu还没开发完整，所以整个软件链路我自己当时是没有跑起来的，最近因为软件适配的问题，再次尝试，能够启动成功了，本篇就是把这个过程记录下来

准备的资源

  • 准备一个x86的主机，性能尽量好点，这样虚拟机也能快一点
  • 准备一个操作系统，这个操作系统最好系统版本高一点，centos8或者8以上的stream都可以，因为新版本的qemu里面用到的库的版本比较高，所以操作系统尽量高一点，这个依赖就比较好找了
  • qemu的软件，这个用最新版本的即可
  • loongarch64的qemu的一些运行的二进制文件
  • 一个支持loongarch64的操作系统，这个国产操作系统基本都做了适配，这个我直接下载的操作系统，没有走iso安装的步骤，这个后面再研究，如果不好安装，也可以在kvm下把系统安装好了以后，把系统文件弄出来给qemu使用即可，这里直接下载官方提供的，本次使用的是opencloudos的龙芯操作系统

操作系统

这里为了方便，主机的操作系统我选择的是opencloudos的x86系统

https://mirrors.opencloudos.tech/opencloudos-stream/releases/23/images/x86_64/OpenCloudOS-Stream-23-20240304-minimal-x86_64.iso

下载的是minimal的，后面根据需要安装包即可

配置方法

编译qemu

安装后面会用到的依赖包

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[root@lab101 ~]# dnf install wget gcc python3-sphinx python3-sphinx_rtd_theme ninja-build glib2-devel usbredir-devel libusbx-devel git bridge-utils net-tools

有个libusbredirparser-0.5包冲突处理下

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[root@lab101 ~]# rpm -e libusbx --nodeps
[root@lab101 ~]# dnf install libusb1-devel

下载qemu源码包

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[root@lab101 ~]# wget https://download.qemu.org/qemu-9.0.2.tar.xz

解压

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[root@lab101 ~]# tar -xvf qemu-9.0.2.tar.xz

编译

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[root@lab101 ~]# cd qemu-9.0.2
[root@lab101 qemu-9.0.2]# ./configure --disable-rdma --prefix=/usr             --target-list="loongarch64-softmmu"             --disable-libiscsi --disable-libnfs --disable-libpmem             --disable-glusterfs --enable-libusb --enable-usb-redir             --disable-opengl --disable-xen --disable-spice             --enable-debug --disable-capstone --disable-kvm
[root@lab101 qemu-9.0.2]# make -j24

完成后检查输出

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[root@lab101 qemu-9.0.2]# /root/qemu-9.0.2/build/qemu-system-loongarch64 -M ?
Supported machines are:
none                 empty machine
virt                 Loongson-3A5000 LS7A1000 machine (default)

可以看到支持模拟的是 Loongson-3A5000

配置网桥

宿主机配置一个网桥

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[root@lab101 ~]# cat br0.sh
ifconfig p786p1 down
ifconfig p786p1 0.0.0.0
brctl addbr br0
brctl addif br0 p786p1
ifconfig br0 192.168.19.101/16 up
brctl stp br0 off
route add default gw 192.168.1.1 br0

下载固件和镜像

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[root@lab101 ~]# mkdir /vm
[root@lab101 ~]# cd /vm/
[root@lab101 vm]# wget https://mirrors.opencloudos.tech/opencloudos-stream/releases/23/images/loongarch64/OpenCloudOS-Stream-23-20240808-loongarch64-preview.qcow2
[root@lab101 vm]# wget https://github.com/yangxiaojuan-loongson/qemu-binary/releases/download/2024-05-30/QEMU_EFI.fd
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[root@lab101 vm]# mkdir -p /root/qemu-9.0.2/build/qemu-bundle/etc/qemu/
[root@lab101 vm]# vi /root/qemu-9.0.2/build/qemu-bundle/etc/qemu/bridge.conf

添加

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allow br0

启动虚拟机

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/root/qemu-9.0.2/build/qemu-system-loongarch64 -M virt -m 12G -cpu la464 -smp 12 -bios /vm/QEMU_EFI.fd -drive file=/vm/OpenCloudOS-Stream-23-20240808-loongarch64-preview.qcow2  -net nic  -net bridge,br=br0  --nographic

修改root密码

通过用 rw init=/sysroot/bin/sh 参数替换内核中的 ro 语句以单用户模式启动

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linux ($root)/boot/vmlinuz-6.6.34-9.ocs23.loongarch64 root=UUID=69ed94f1-41\|
 |53-48c0-8f9a-937959022d1d ro i8042.noaux quiet console=ttyS0,115200 console\|
 |=tty0 crashkernel=512M-4G:192M,4G-64G:256M,64G-128G:512M,128G-:768M biosdev\|
 |name=0 net.ifnames=0

改成

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linux ($root)/boot/vmlinuz-6.6.34-9.ocs23.loongarch64 root=UUID=69ed94f1-41\|
 |53-48c0-8f9a-937959022d1d rw init=/sysroot/bin/sh i8042.noaux quiet console=ttyS0,115200 console\|
 |=tty0 crashkernel=512M-4G:192M,4G-64G:256M,64G-128G:512M,128G-:768M biosdev\|
 |name=0 net.ifnames=0

改好了后按F10启动，这个如果知道root密码就不用改

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Generating "/run/initramfs/rdsosreport.txt"


Entering emergency mode. Exit the shell to continue.
Type "journalctl" to view system logs.
You might want to save "/run/initramfs/rdsosreport.txt" to a USB stick or /boot
after mounting them and attach it to a bug report.


Press Enter for maintenance
(or press Control-D to continue):
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:/root# /sysroot/sbin/chroot /sysroot/
:/# passwd root
Changing password for user root.
New password:
BAD PASSWORD: The password is shorter than 8 characters
Retype new password:
passwd: all authentication tokens updated successfully.

改好后，重启退出，再启动

输入用户名密码登录即可

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[root@192 ~]# cat /proc/cpuinfo |grep "Model\|CPU Revision"|sort -u
CPU Revision		: 0x10
Model Name		: Loongson-3A5000

启动成功界面

可以看到，通过qemu，我们完成了虚拟机的模拟启动了

总结

本篇介绍了使用qemu来模拟一个龙芯的环境，并且安装了opencloudos的镜像，其它镜像也是类似的操作