我的docker随笔46：在x86平台构建龙芯镜像

本文介绍在x86服务器上构建龙芯平台的docker镜像。

前言

去年11月，在龙芯机器上安装了docker工具，并开始尝试研究如何构建龙芯的文件系统。断断续续搞了2个月后，有点结果出来了。前面有文章介绍了如何用debootstrap构建龙芯编译运行环境，本文将进一步，将构建好的文件做成镜像，方便使用。

环境及依赖文件

本文使用的软硬件说明如下。

• x86服务器一台，CentOS7系统。
• 安装docker 20.10.21版本。
• 已配置好qemu。

依赖文件如下。

• 前文构建好的运行环境，压缩包文件为loong-runfs-gcc-8.3.0-20241202.tar.gz。
• 最新构建的编译环境，压缩包文件为loong-buildfs-20250213.tar.gz。

docker镜像制作

经研究，除在龙芯机子上构建docker镜像外，还可以在其它平台上构建，再使用qemu-loongarch64-static即可运行。如此一来，运行简单的程序就可以不再依赖龙芯硬件机器了（当然，复杂的还得上硬件）。本节介绍如何制作。

制作压缩包

将前面文章构建好的rootfs做成压缩包，以当前日期打包：

cd loong-buildfs
time tar zcf ../loong-buildfs-$(date "+%Y%m%d").tar.gz .

本次得到的文件为loong-buildfs-20250213.tar.gz，制作压缩包耗时约8分钟。

构建镜像

由于压缩包是完整的文件系统，因此用FROM scratch，即从头开始构建，不需要依赖其它的基础镜像了。在与上述压缩包同一目录添加Dockerfile文件，如下

# 定义当前日期变量
export TODAY=$(date +%Y%m%d)

cat << EOF > Dockerfile
FROM scratch

ADD loong-buildfs-$TODAY.tar.gz /
LABEL version="1.0"
LABEL release="Loongnix GNU/Linux 20 (DaoXiangHu)"
LABEL maintainer="Late Lee"
LABEL buildtime="2025-02-13 23:46"

CMD ["/bin/bash"]
EOF

构建镜像：

docker build -t registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong:$TODAY .

# 顺便打上latest标签
docker tag registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong:$TODAY registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong

查看镜像：

# docker images | grep loong
registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong             20250213                91cbd3e0f843   31 minutes ago   2.7GB
registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong             latest                  91cbd3e0f843   31 minutes ago   2.7GB

运行测试

在x86上先注册qemu-loongarch64-static：

echo ":qemu-loongarch64-static:M::\x7fELF\x02\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\x02\x01:\xff\xff\xff\xff\xff\xfe\xfe\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xfe\xff\xff\xff:/usr/bin/qemu-loongarch64-static:" > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register

再启动容器：

docker run -itd --rm --name buildloong -v /etc/localtime:/etc/localtime -v /home/:/home -v /root:/root -v /usr/bin/qemu-loongarch64-static:/usr/bin/qemu-loongarch64-static registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong bash

进入容器，查看内核版本：

# docker run -itd --rm --name buildloong -v /etc/localtime:/etc/localtime -v /home/:/home -v /root:/root -v /usr/bin/qemu-loongarch64-static:/usr/bin/qemu-loongarch64-static registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong bash
a5de8b323cf3541c788b3c446e05a21cfced5990df6e381f3363ed2c63edf46e

[root@localhost tools]# docker exec -it buildloong bash

root@a5de8b323cf3:/# uname -a
Linux a5de8b323cf3 5.16.0 #1 SMP Mon Oct 19 16:18:59 UTC 2020 loongarch64 loongarch64 loongarch64 GNU/Linux

说明：输出loongarch64表示已是龙芯架构了。由于本次运行的服务器系统版本不是很新，因此内核时间是2020年。

下面看一些文件属性：

root@a5de8b323cf3:/# file /bin/ls
/bin/ls: ELF 64-bit LSB executable, LoongArch-64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld.so.1, for GNU/Linux 4.15.0, BuildID[sha1]=8fa6f44877798e250e12ef4493b0dc9e329f6893, stripped

root@a5de8b323cf3:/# file /bin/qemu-loongarch64-static 
/bin/qemu-loongarch64-static: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=e776c991b0409cd7bc955a7d6d0616411ca7040b, with debug_info, not stripped

说明：ls文件为LoongArch-64架构。/bin/qemu-loongarch64-static 为x86-64架构，这属正常现象。

退出容器，看一下镜像信息：

# docker inspect registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong
[
    {
        "Id": "sha256:91cbd3e0f843c8133135396f3df772949178387be2292c8faa7dfe9304d5d62c",
        "RepoTags": [
            "registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong:20250213",
            "registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/buildloong:latest"
        ],
        "RepoDigests": [],
        "ContainerConfig": {
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
            ],
            "Cmd": [
                "/bin/sh",
                "-c",
                "#(nop) ",
                "CMD [\"/bin/bash\"]"
            ],
            "Image": "sha256:c59803d555c9476750c87e012ad396986145ce27266409eb8a4d22c04bb3e961",
            "Volumes": null,
            "WorkingDir": "",
            "Entrypoint": null,
            "OnBuild": null,
            "Labels": {
                "buildtime": "2025-02-13 23:46",
                "maintainer": "Late Lee",
                "release": "Loongnix GNU/Linux 20 (DaoXiangHu)",
                "version": "1.0"
            }
        },
        "DockerVersion": "20.10.21",
        "Author": "",
        "Config": {
            "Hostname": "",
            "Domainname": "",
            "Env": [
                "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
            ],
            "Cmd": [
                "/bin/bash"
            ],
...
        },
        "Architecture": "amd64",
        "Os": "linux",
...
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:d5e53cf29937d8df0c0945e4f191bb09889c13d10b23a988138d5941a82d54f2"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "2025-02-13T23:50:24.163418785+08:00"
        }
    }
]

输出信息能与构建信息对应，符合预期。

维护思路

由于用debootstrap已经能生成了可跨平台运行的rootfs，如要更新软件或库，使用chroot切换，安装即可。接着将rootfs做成压缩包。再制作成镜像。最后提交远程镜像仓库备用。

另一种制作维护方法

笔者构建的镜像，包括编译环境、运行环境两种。前者体积较大，用于编译场景，后者用于运行测试场景。此处以运行环境为例给出另一种制作维护方法。

运行环境构建Dockerfile内容如下：

FROM scratch

ADD loong-runfs-gcc-8.3.0-20241202.tar.gz /
LABEL version="1.0"
LABEL release="Loongnix GNU/Linux 20 (DaoXiangHu)"
LABEL maintainer="Late Lee"
LABEL mark="just for loongarch64 running env, not build env."

CMD ["/bin/bash"]

构建命令：

time docker build -t registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/loongrun:20241202 .

同样，在x86平台上运行容器。

docker run -itd --rm --name loongrun -v /etc/localtime:/etc/localtime -v /home/:/home -v /root:/root -v /usr/bin/qemu-loongarch64-static:/usr/bin/qemu-loongarch64-static registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/loongrun:20241202 bash

如果发现缺少库，则在容器安装好库或软件后，使用docker commit将容器保存为镜像，再提交镜像仓库，如此一来，只针对镜像这一种类型文件操作，无须再用chroot切换环境了。

保存镜像示例命令：

docker commit -m "<这是注释>" <容器名> <镜像名>:<标签名>

如：

docker commit -m "<这是注释>" loongrun registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/hxr/loongrun:20241202

小结

通过本文的实践，可以成功在非龙芯机器上构建并运行龙芯docker镜像。