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arm64 服务器中的 Debian armhf 虚拟机

2017-07-04 09:39    评论: 2    

在 Collabora 公司,我们所做的许多工作之一就是为客户构建包括 32 位和 64 位 ARM 系统在内的各种架构的 Debian 衍生版。就像 Debian 做的那样,我们的 OBS 系统建立在原生系统而不是仿真器上。

幸运的是随着几年前 ARM 服务器系统的出现,为这些系统原生构建不再像以前那么痛苦了。对于 32 位的 ARM,我们一直依赖 Calxeda 刀片服务器,然而不幸的是 Calxeda 在不久前淘汰,硬件开始显露其年龄(尽管幸运的是 Debian Stretch 还支持它,因此至少软件还是新的)。

在 64 位 ARM 方面,我们运行在基于 Gigabyte MP30-AR1 的服务器上,该服务器可以运行 32 位的 ARM 代码(与之相反,比如基于 ThunderX 的服务器只能运行 64 位代码)。像这样在它们之上运行 armhf 虚拟机作为从构建服务器build slaves似乎是一个很好的选择,但是设置起来可能会需要更多东西的介入。

第一个陷阱是 Debian 中没有标准的 bootloader 或者 boot 固件来启动 qemu 仿真的 “virt” 设备(我不想使用真实机器的仿真)。这也意味着在启动时客户机内没有任何东西会加载内核,也不会从客户机网络引导,这意味着需要直接的内核引导。

第二个陷阱是当前的 Debian Stretch 的 armhf 内核并不支持 qemu 虚拟机所提供的通用 PCI 主机控制器,这意味着客户机中不会出现存储器和网络。希望这会被尽快解决(Debian bug 864726),并出现在 Stretch 更新中,那在之前需要使用 bug 报告中附带的补丁的自定义内核,但在这篇文章中我不想进一步说。

高兴的假设我们有一个可用的内核,剩下的挑战是很好地管理直接内核加载。或者更具体地说,如何确保主机启动客户机通过标准 apt 工具安装的内核,而不必在客户机/主机之间复制内核,这本质上归结于客户机将 /boot 暴露给主机。我们选择的方案是使用 qemu 的 9pfs 支持来从主机共享一个文件夹,并将其用作客户机的 /boot。对于 9p 文件夹,似乎需要 “mapped” 安全模式,因为 “none” 模式对 dpkg 有问题(Debian bug 864718)。

由于我们使用 libvirt 作为我们的虚拟机管理器,剩下的事情就是如何将它们组合到一起。

第一步是安装系统,基本和平常一样。可以直接引导进入由普通的 Stretch armhf netboot 安装程序提供的 vmlinuzinitrd.gz(下载到如 /tmp 中)。 设置整体来说很直接,会有一些小的调整:

  • /srv/armhf-vm-boot 设置为 9p 共享文件夹(这个应该存在,并且由 libvirt-qemu 拥有),这之后会被用于共享 /boot
  • 内核参数中在 root= 后面加上 VM 中的 root 分区,根据你的情况调整。
  • 镜像文件使用 virtio 总线,这似乎不是默认的。

除了这些调整,最后的示例命令与 virt-install 手册页中的相似。

virt-install --name armhf-vm --arch armv7l --memory 512 \
  --disk /srv/armhf-vm.img,bus=virtio
  --filesystem /srv/armhf-vm-boot,virtio-boot,mode=mapped \
  --boot=kernel=/tmp/vmlinuz,initrd=/tmp/initrd.gz,kernel_args="console=ttyAMA0,root=/dev/vda1"

按照通常的方式运行安装。到最后安装程序可能会提示它不知道如何安装引导程序,这个没什么问题。只要在结束安装和重启之前,切换到 shell 并以某种方式将目标系统中的 /boot/vmlinuz/boot/initrd.img 复制到主机中(比如 chroot 进入 /target 并在已安装的系统中使用 scp)。 这是必需的,因为安装程序不支持 9p,但是要启动系统,需要 initramfs 以及能够挂载根文件系统的模块,这由已安装的 initramfs 提供。这些完成后,安装就可以完成了。

接下来,引导已安装的系统。调整 libvirt 配置(比如使用 virsh 编辑并调整 xml)来使用从安装程序复制过来的内核以及 initramfs,而不只是使用它提供的。再次启动虚拟机,它应该就能愉快地进入安装的 Debian 系统中了。

要在客户机这一侧完成,/boot 应该移动到共享的 9pfs 中,/boot 的新 fstab 条目看上去应该这样:

virtio-boot /boot  9p trans=virtio,version=9p2000.L,x-systemd.automount 0 0

有了这一步,这只是将 /boot 中的文件混到新的文件系统里面,并且客户机完事了(确保 vmlinuz/initrd.img 保持符号链接)。内核可以如常升级,并对主机可见。

这时对于主机端,有另外一个问题需要跨过,由于客户机使用 9p 映射安全模式,客户机的符号链接对主机而言将是普通的包含链接目标的文件。为了解决这个问题,我们在客户机启动前使用 libvirt qemu 的 hook 支持来设置合适的符号链接。作为一个例子,下面是我们最终使用的脚本(/etc/libvirt/hooks/qemu):

vm=$1
action=$2
bootdir=/srv/${vm}-boot

if [ ${action} != "prepare" ] ; then
  exit 0
fi

if [ ! -d ${bootdir} ] ; then
  exit 0
fi

ln -sf $(basename $(cat ${bootdir}/vmlinuz))  ${bootdir}/virtio-vmlinuz
ln -sf $(basename $(cat ${bootdir}/initrd.img))  ${bootdir}/virtio-initrd.img

有了这个,我们可以简单地定义 libvirt 使用 /srv/${vm}-boot/virtio-{vmlinuz,initrd.img} 作为机器的内核 / initramfs,并且当 VM 启动时,它会自动获取客户机安装的最新内核 / initramfs

只有最后一个边缘情况了,当从 VM libvirt 重启会让 qemu 处理它而不是重启 qemu。如果这不幸发生的话,意味着重启不会加载新内核。所以现在我们通过配置 libvirt 来解决这个问题,从而在重启时停止虚拟机。由于我们通常只在升级内核(安装)时重启 VM,虽然这有点乏味,但这避免了重启加载的是旧内核 / initramfs 而不是预期的。


via: https://www.collabora.com/news-and-blog/blog/2017/06/20/debian-armhf-vm-on-arm64-server/

作者:Sjoerd Simons 译者:geekpi 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

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来自江苏南京的 Firefox 54.0|Windows 10 用户 发表于 2017-07-04 13:41 的评论:
看到这种深度文章没有人瞎逼逼我就放心了。
来自117.136.79.240的 Android Browser|Android 7.0 用户 2017-07-05 00:25 回复
主要是看不懂,没空瞎逼逼

LCTT 译者

geekpi 💎 💎
共计翻译: 586 篇 | 共计贡献: 1487
贡献时间:2013-10-25 -> 2017-11-20
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