在 loongarch64 qemu 上运行某一发行版 linux

[yfblock]

需求

在 loongarch64 qemu 上运行某一发行版 linux, 利用此 linux 完成 rootfs 的制作。

支持 loongarch64 linux 的发行版

• alpine https://www.alpinelinux.org/downloads/
• archlinux https://github.com/loongarchlinux
  • 目前 archlinux 中的 vm run 链接已经失效，无法下载 qcow2 文件，只有 iso 文件，QEMU_EFI 链接已经失效
  • 我花了一些时间继续检索了相关的链接，没有额外的信息，只有 iso 方式可用
• openEuler https://www.openeuler.org/en/download/#openEuler%2024.03%20LTS%20SP2
  • openEuler 也有 qcow2 的支持，但是没有找到 QEMU_EFI.fd 等相关的问题

UEFI 固件

由于在上面的仓库中 没有找到对应的 efi 文件，所以需要去其他地方寻找适合的，最后在 fedora packages 中找到了可用的，如果没有这个，无法正常引导 上面给定的那些系统

为了能够适配我们最新修改的 qemu 版本，固件应该也要足够新，能够支持程序在 qemu 10 上运行

• edk2-loongarch from fedora repo https://packages.fedoraproject.org/pkgs/edk2/edk2-loongarch64/
  • 我已经下载过了，放在 qemu-efi-la64.tar.gz，可以点击下载

运行和问题

在完成了这些信息后我开始尝试运行程序，脚本使用 openEuler riscv 版本修改的, 主要内容如下:

cmd="qemu-system-loongarch64 \
  -nographic -machine virt,pflash0=pflash0,pflash1=pflash1,acpi=off \
  -smp "$vcpu" -m "$memory"G \
  -blockdev node-name=pflash0,driver=file,read-only=on,filename="$fw1" \
  -blockdev node-name=pflash1,driver=file,filename="$fw2" \
  -drive file="$drive",format=qcow2,id=hd0,if=none \
  -drive file=mount.img,format=raw,id=hd1,if=none \
  -object rng-random,filename=/dev/urandom,id=rng0 \
  -device virtio-rng-pci,rng=rng0 \
  -device virtio-blk-pci,drive=hd0 \
  -device virtio-blk-pci,drive=hd1 \
  -device virtio-net-pci,netdev=usernet \
  -netdev user,id=usernet,hostfwd=tcp::"$ssh_port"-:22 \
  -device qemu-xhci -usb -device usb-kbd -device usb-tablet"

能够正常进入 Grub，但是进入内核的时候产生了问题

由于 这个镜像有 efi安全模式，无法修改 grub 参数获得更多信息，所以也尝试了 archlinux和 alpine。

在 Boot 的时候 Linux 内核发生了错误，猜测 alpine 和 openEuler 和 这个 archlinux 的错误是一样的

关于错误的猜测

• 可能是由于 UEFI 固件的问题
• 也可能是没有打开某些选项

[elliott10]

为比赛定制的Alpine Linux的文件系统镜像说明

文件系统镜像的制作，尝试了两种方式，分别为Docker方式与Qemu模拟器方式。
文件系统镜像的格式是EXT4，其中包含了如下软件包：
busybox, bash, vim, nano, man-pages, make, git, gcc, rustc, cargo, apk

基于Docker创建根文件系统镜像

借助Qemu的翻译功能，可以对非本机支持的架构进行模拟
这样便可以在Docker容器上运行Alpine RISCV/LoongArch

其中，LoongArch架构对Alpine Linux的正式支持从版本v3.21开始。

首先需要在docker中设置完指定架构的翻译器，将会注册Qemu翻译器，使能QEMU对非本机架构支持的文件格式，进行模拟执行。
具体设置步骤请见:
https://docs.docker.com/build/building/multi-platform/

在docker中运行起对应架构的Alpine

docker run --rm --platform linux/loong64 --name loong-alpine -it loongarch64/alpine:3.21 sh

之后可以再系统中添加软件包：
apk add <packages>

其中占用空间较大的软件是gcc和cargo rustc, 各个的空间占用都>100M

基于Qemu虚拟机创建根文件系统镜像

在Qemu模拟器中运行Alpine RISCV/LoongArch，需要对应架构的QEMU EFI引导固件，类似QEMU_EFI_x.y.fd。
可以从edk2-loongarch64 软件包 或qemu-binary仓库中解压适用于QEMU版本的固件文件。

使用上述YJB找到的qemu efi引导文件，也可以启动。

接着下载可以下载对应的alpine系统镜像如：
https://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.22/releases/loongarch64/alpine-standard-3.22.1-loongarch64.iso

运行

qemu-system-loongarch64 -machine virt -bios QEMU_EFI.fd -nic user -boot d -cdrom alpine-standard-3.22.1-loongarch64.iso -nographic

或，直接运行比赛的alpine镜像文件中的脚本run_qemu.sh，可以直接从Qemu启动loongarch64 alpine系统

---

另,

对于qemu loongarch64可用的启动参数可参考：

qemu-system-loongarch64 \
    -m 4G \
    -cpu la464-loongarch-cpu \
    -machine virt \
    -smp 4 \
    -bios ./QEMU_EFI_x.y.fd \
    -serial stdio \
    -device virtio-gpu-pci \
    -net nic -net user \
    -device nec-usb-xhci,id=xhci,addr=0x1b \
    -device usb-tablet,id=tablet,bus=xhci.0,port=1 \
    -device usb-kbd,id=keyboard,bus=xhci.0,port=2 \
    -hda archlinux-xxx-yyyy-loong64.qcow2

对于向量的支持情况，也许可以参考系统镜像内的GCC,
GCC默认的参数信息如下：

(none):~# uname -a
Linux (none) 6.12.38-0-lts #1-Alpine SMP PREEMPT 2025-07-14 19:36:17 loongarch64 Linux
(none):~# gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/libexec/gcc/loongarch64-alpine-linux-musl/14.2.0/lto-wrapper
Target: loongarch64-alpine-linux-musl
Configured with: /home/buildozer/aports/main/gcc/src/gcc-14.2.0/configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --build=loongarch64-alpine-linux-musl --host=loongarch64-alpine-linux-musl --target=loongarch64-alpine-linux-musl --enable-checking=release --disable-cet --disable-fixed-point --disable-libstdcxx-pch --disable-multilib --disable-nls --disable-werror --disable-symvers --enable-__cxa_atexit --enable-default-pie --enable-default-ssp --enable-languages=c,c++,d,objc,fortran --enable-link-serialization=2 --enable-linker-build-id --with-arch=loongarch64 --with-abi=lp64d --disable-libquadmath --disable-libssp --disable-libsanitizer --enable-shared --enable-threads --enable-tls --disable-libitm --with-bugurl=https://gitlab.alpinelinux.org/alpine/aports/-/issues --with-system-zlib --with-linker-hash-style=gnu --with-pkgversion='Alpine 14.2.0'
Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib
gcc version 14.2.0 (Alpine 14.2.0)

[elliott10]

• 为oscomp制作的alpine-<arch>.img的ext4文件系统镜像的目录树：

/
├── bin
├── dev
│   ├── pts
│   └── shm
├── etc
│   ├── apk
│   │   ├── keys
│   │   └── protected_paths.d
│   ├── bash
│   ├── busybox-paths.d
│   ├── crontabs
│   ├── logrotate.d
│   ├── modprobe.d
│   ├── modules-load.d
│   ├── network
│   │   ├── if-down.d
│   │   ├── if-post-down.d
│   │   ├── if-post-up.d
│   │   ├── if-pre-down.d
│   │   ├── if-pre-up.d
│   │   └── if-up.d
│   ├── opt
│   ├── periodic
│   │   ├── 15min
│   │   ├── daily
│   │   ├── hourly
│   │   ├── monthly
│   │   └── weekly
│   ├── profile.d
│   ├── secfixes.d
│   ├── ssl
│   │   ├── certs
│   │   └── private
│   ├── ssl1.1
│   │   └── certs -> /etc/ssl/certs
│   ├── sysctl.d
│   ├── terminfo
│   │   ├── a
│   │   ├── d
│   │   ├── g
│   │   ├── k
│   │   ├── l
│   │   ├── p
│   │   ├── r
│   │   ├── s
│   │   ├── t
│   │   ├── v
│   │   └── x
│   ├── udhcpc
│   └── vim
├── home
├── lib
│   ├── apk
│   │   ├── db
│   │   └── exec
│   ├── firmware
│   ├── modules-load.d
│   └── sysctl.d
├── lost+found [error opening dir]
├── media
│   ├── cdrom
│   ├── floppy
│   └── usb
├── mnt
├── opt
├── proc
├── root [error opening dir]
├── run
├── sbin
├── srv
├── sys
├── tmp
├── usr
│   ├── bin
│   │   └── qemu-loongarch64-static
│   ├── include
│   │   ├── arpa
│   │   ├── bits
│   │   ├── net
│   │   ├── netinet
│   │   ├── netpacket
│   │   ├── scsi
│   │   └── sys
│   ├── lib
│   │   ├── bash
│   │   ├── bfd-plugins
│   │   ├── engines-3
│   │   ├── gcc
│   │   │   └── loongarch64-alpine-linux-musl
│   │   │       └── 14.2.0
│   │   │           ├── include
│   │   │           ├── include-fixed
│   │   │           ├── install-tools
│   │   │           │   └── include
│   │   │           └── plugin
│   │   │               └── include
│   │   │                   ├── ada
│   │   │                   │   └── gcc-interface
│   │   │                   ├── analyzer
│   │   │                   ├── c
│   │   │                   ├── c-family
│   │   │                   ├── config
│   │   │                   │   └── loongarch
│   │   │                   ├── cp
│   │   │                   ├── d
│   │   │                   ├── m2
│   │   │                   └── objc
│   │   ├── llvm19
│   │   │   └── lib
│   │   ├── modules-load.d
│   │   ├── ossl-modules
│   │   ├── rustlib
│   │   │   └── loongarch64-alpine-linux-musl
│   │   │       ├── bin
│   │   │       └── lib
│   │   │           └── self-contained
│   │   └── sysctl.d
│   ├── libexec
│   │   ├── gcc
│   │   │   └── loongarch64-alpine-linux-musl
│   │   │       └── 14.2.0
│   │   │           ├── install-tools
│   │   │           └── plugin
│   │   └── git-core
│   │       └── mergetools
│   ├── local
│   │   ├── bin
│   │   ├── lib
│   │   └── share
│   ├── loongarch64-alpine-linux-musl
│   │   ├── bin
│   │   └── lib
│   │       └── ldscripts
│   ├── sbin
│   └── share
│       ├── apk
│       │   └── keys
│       │       ├── aarch64
│       │       ├── armhf
│       │       ├── armv7
│       │       ├── loongarch64
│       │       ├── mips64
│       │       ├── ppc64le
│       │       ├── riscv64
│       │       ├── s390x
│       │       ├── x86
│       │       └── x86_64
│       ├── git-core
│       │   └── templates
│       │       ├── branches
│       │       ├── hooks
│       │       └── info
│       ├── man
│       │   ├── man1
│       │   ├── man2
│       │   ├── man2const
│       │   ├── man2type
│       │   ├── man3
│       │   ├── man3const
│       │   ├── man3head
│       │   ├── man3type
│       │   ├── man4
│       │   ├── man5
│       │   ├── man6
│       │   ├── man7
│       │   └── man8
│       ├── misc
│       ├── rust
│       │   └── etc
│       ├── udhcpc
│       └── vim
│           └── vim91
│               ├── autoload
│               │   ├── cargo
│               │   ├── dist
│               │   ├── rust
│               │   └── xml
│               ├── colors
│               │   ├── lists
│               │   └── tools
│               ├── compiler
│               ├── doc
│               ├── ftplugin
│               ├── import
│               │   └── dist
│               ├── indent
│               ├── macros
│               │   ├── hanoi
│               │   ├── life
│               │   ├── maze
│               │   └── urm
│               ├── pack
│               │   └── dist
│               │       └── opt
│               │           ├── cfilter
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── comment
│               │           │   ├── autoload
│               │           │   ├── doc
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── dvorak
│               │           │   ├── dvorak
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── editexisting
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── editorconfig
│               │           │   ├── autoload
│               │           │   │   └── editorconfig_core
│               │           │   ├── doc
│               │           │   ├── ftdetect
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── helptoc
│               │           │   ├── autoload
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── justify
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── matchit
│               │           │   ├── autoload
│               │           │   ├── doc
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── netrw
│               │           │   ├── autoload
│               │           │   │   └── netrw
│               │           │   ├── doc
│               │           │   ├── plugin
│               │           │   └── syntax
│               │           ├── nohlsearch
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── shellmenu
│               │           │   └── plugin
│               │           ├── swapmouse
│               │           │   └── plugin
│               │           └── termdebug
│               │               └── plugin
│               ├── plugin
│               ├── print
│               ├── spell
│               ├── syntax
│               │   ├── modula2
│               │   │   └── opt
│               │   └── shared
│               └── tools
└── var
    ├── cache
    │   ├── apk
    │   └── misc
    ├── empty
    ├── lib
    │   └── misc
    ├── local
    ├── log
    ├── mail
    ├── opt
    ├── run -> ../run
    ├── spool
    │   ├── cron
    │   │   └── crontabs -> ../../../etc/crontabs
    │   └── mail -> ../mail
    └── tmp