构建RISC-V架构OS镜像方法介绍 | KeyarchOS(浪潮信息云峦操作系统，KOS)

最新推荐文章于 2025-11-24 20:20:48 发布

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#risc-v #服务器 #linux

1 文档概述

此文档参考以下开源项目，描述了如何构建RISC-V架构的Fedora 39系统镜像，以 QEMU 平台为例，分阶段讲解了根文件系统构建、引导加载器(U-Boot)与内核编译、磁盘分区与镜像打包等关键步骤，并配以命令示例和自动化脚本模板。希望通过描述这个构建流程，能对系统的启动流程与原理有更深入的理解，并依次为参考，扩展开来构建各种不同系统与架构的镜像。
参考开源项目链接：GitHub - chainsx/fedora-riscv-builder

2 QEMU平台下的镜像构建流程

2.1 构建根文件系统（阶段一）

此文档描述的OS镜像构建方式中，最局限性的一点既是根文件系统的构建不是从零起步的（即从所有组件源码编译开始）。我们需要构建什么系统的镜像，就先得需要有一个这个系统的环境，在此环境下再创建出此系统的最小根文件系统rootfs。故接下来的操作是在Fedora 39 riscv系统环境下以root权限用户进行的。

具体步骤：
选择一个合适的工作目录。
使用mkdir命令创建”rootfs”目录：

mkdir rootfs

这个目录将成为镜像里”/”（根文件系统）的挂载点和容器。
在”rootfs”目录下“虚拟”地创建一个空的RPM数据库，主要涉及的操作：

mkdir -p rootfs/var/lib/rpm

RPM包管理器需要一个数据库目录来记录已安装的包信息。这里手动提前创建RPM数据库的存放路径，避免后面”rpm –initdb”命令报错。

rpm --root $WORKDIR/rootfs/ --initdb

使用RPM自带的初始化命令来创建数据库。这样做是为了后续能往这个“假”系统里安全rpm包。
让rootfs拥有Fedora标准的仓库源配置：

rpm -ivh --nodeps --root $WORKDIR/rootfs/ http://fedora.riscv.rocks/repos-dist/f39/latest/riscv64/Packages/f/fedora-release-39-0.21.noarch.rpm
往rootfs里安装”fedora-release”包，它会在目标系统里放置一系列默认的repo配置文件。“—nodeps”用来跳过依赖环境，因为当前空的rootfs里还没有任何依赖环境。
如果是构建其他系统，就灵活地换成目标系统的release包。

如果嫌弃Fedora默认的仓库源配置链接有困难，之后可以自定义修改rootfs/etc/yum.repos.d/目录中的内容。
在rootfs中里再安装一次dnf包本身：

dnf --installroot=$WORKDIR/rootfs/ install dnf --nogpgcheck -y
这样做的原因是：最开始只有rpm可用，dnf并没有被安装进目标rootfs。安装dnf后，就可以在这个隔离的环境里方便地通过dnf拉取更多软件包、更新元数据、解决依赖。

把rootfs目录打包成tarball：

cd $WORKDIR/rootfstar -zcvf fedora-39-core-rootfs.tar.gz .
生成的fedora-39-core-rootfs.tar.gz就是一个“最小“Fedora 39 RISC-V根文件系统，后续可以：直接导入Docker作为镜像层解包到QEMU/实际机器的分区里也可以在此基础上再用”dnf --installroot“安装其他软件

整体思路回顾

从空目录搭建一个RPM数据库；
安装release包，把官方repo文件放进来；
可选地对于源配置的修改；
安装DNF，以便可复用的包管理；
打包成tarball，得到一个rootfs镜像。

思考

安装DNF的意义？
在一个刚初始化、只有 RPM 数据库但没有包管理工具的空 rootfs 里，把 DNF 安装进去。只有装上 DNF，后面才能在这个 chroot 环境里通过它来一键安装和管理网络、SSH、dracut、驱动等所有系统组件，而不会影响到宿主机系统。

rootfs中何时拥有了完整FHS（Filesystem Hierarchy Standard）结构？
在安装了 fedora-release 包（建立基本目录骨架）并通过 DNF 安装了 filesystem、coreutils、bash、glibc 等基础软件包后，rootfs 才具备完整的 FHS 结构。

2.2 构建根文件系统（阶段二）

具体步骤
把rootfs的tarball转移到一个新的Linux系统下完成接下来的整体OS镜像构建任务。该构建环境应该支持apt包管理器，且和架构无关。故此文档使用x86架构下的Ubuntu较新版本系统来进行构建任务。
首先，要在此环境下安装一些必要的包：

apt updateapt install parted zstd make bison bc flex kpartx xz-utils qemu-user-static libssl-dev gcc-riscv64-linux-gnu -y
此处安装的是后续构建所需的工具和依赖，下面针对每个包的作用做个简要说明：parted：用来操作磁盘镜像的分区表后面会把打包好的rootfs镜像写入到分区中。zstd：支持zstd压缩/解压格式。make：各种开源项目（Linux内核、U-Boot、OpenSBI）的标准构建工具。bison和flex：在编译一些底层工具时，需要生成词法/语法分析器。bc：在Linux内核的Makefile中，用于计算内核版本号等小数运算。kpartx：将镜像文件中的分区映射为/dev/loopXpY设备，方便在宿主机上直接挂载、写入文件。zx-utils：支持XZ（.xz）格式的压缩/解压。qemu-user-static：提供静态编译的QEMU用户态模拟器（比如qemu-riscv64-static），可以让你在x86宿主机上chroot进RISC-V的rootfs，自动用Q

apt updateapt install parted zstd make bison bc flex kpartx xz-utils qemu-user-static libssl-dev gcc-riscv64-linux-gnu -y

此处安装的是后续构建所需的工具和依赖，下面针对每个包的作用做个简要说明：parted：用来操作磁盘镜像的分区表后面会把打包好的rootfs镜像写入到分区中。zstd：支持zstd压缩/解压格式。make：各种开源项目（Linux内核、U-Boot、OpenSBI）的标准构建工具。bison和flex：在编译一些底层工具时，需要生成词法/语法分析器。bc：在Linux内核的Makefile中，用于计算内核版本号等小数运算。kpartx：将镜像文件中的分区映射为/dev/loopXpY设备，方便在宿主机上直接挂载、写入文件。zx-utils：支持XZ（.xz）格式的压缩/解压。qemu-user-static：提供静态编译的QEMU用户态模拟器（比如qemu-riscv64-static），可以让你在x86宿主机上chroot进RISC-V的rootfs，自动用Q