【Java on RISC-V】OpenJ9对于RISC-V的支持进展调研与搭建测试

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本文是根据OpenJ9官方文档对于RISC-V的支持进展进行的调研与在Fedora（on QEMU）虚拟机上的搭建测试

状态

• 目前的移植基于OpenJDK11+OpenJ9+OMR（无JIT），OpenJ9用以替代Hotspot
• 目前OpenJ9 OpenJDK V11暂不支持针对Riscv64的JIT编译器，在这种情况下，无论是否-Xint在命令行上指定了该选项，JDK默认都会以相同的输出结束。
  

尝试在Fedora(on QEMU)上运行OpenJ9

假定Ubuntu版本至少为16.04，并且已搭建好交叉编译环境和Fedora (on QEMU)。

此外还需要：

• bootJDK_OpenJ9，仅用于生成用于主机系统上的交叉编译的构建JDK
• Freemarker V2.3.8
  

1.安装用于OpenJ9交叉编译的额外（不包括交叉编译环境和Fedora (on QEMU)）的软件包

1.登录QEMU虚拟机并安装在Fedora / QEMU上构建JDK所需的开发相关的软件包：

1. dnf install libX11-devel libXtst-devel libXt-devel libXrender-devel libXrandr-devel libXi-devel libXext-devel
   
2. dnf install cups-devel fontconfig-devel alsa-lib-devel freetype-devel  #freetype might be skipped if already installed
   
3. dnf install libdwarf-devel libstdc++-static #optional if the DDR is enabled for compilation on the target system
   
4. dnf install wget git autoconf automake  #mostly used in the compilation on the target system
   
5. dnf install openssl-devel  #optional if the OpenSSL support is required

复制代码

2.完成上述所有安装后，按以下步骤关闭Fedora OS的电源。

1. poweroff

复制代码

3.将Fedora OS映像挂载（mount）到主机系统以进行交叉编译

1. <1> sudo  partx -v -a  Fedora-Developer-Rawhide-20191123.n.0-sda.raw
   
2. partition: none, disk: Fedora-Developer-Rawhide-20191123.n.0-sda.raw, lower: 0, upper: 0
   
3. Trying to use '/dev/loop0' for the loop device
   
4. /dev/loop0: partition table type 'gpt' detected
   
5. /dev/loop0: partition #1 added
   
6. /dev/loop0: partition #2 added
   
7. /dev/loop0: partition #3 added
   
8. /dev/loop0: partition #4 added
   
9. ​
   
10. <2> sudo fdisk -l /dev/loop0
    
11. Disk /dev/loop0: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
    
12. Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
    
13. Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
    
14. I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
    
15. Disklabel type: gpt
    
16. Disk identifier: AD758DB6-0843-40FD-AF2E-46FE0B9F9A42
    
17. ​
    
18. Device          Start      End  Sectors  Size Type
    
19. /dev/loop0p1    2048  1230847  1228800  600M Linux filesystem
    
20. /dev/loop0p2 1230848  1230911       64   32K
    
21. /dev/loop0p3 1232896  1249279    16384    8M
    
22. /dev/loop0p4 1249280 20971486 19722207  9.4G Linux filesystem
    
23. ​
    
24. <3> mkdir fedora_mount
    
25. ​
    
26. <4> sudo mount /dev/loop0p4  fedora_mount
    
27. <your_fedora_mount_directory> ls fedora_mount
    
28. bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  lost+found  media
    
29. mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var

复制代码

2.获取构建JDK的源

克隆适用于OpenJ9的OpenJDK扩展，该扩展是OpenJDK的git镜像，没有HotSpot JVM，但带有openj9分支，其中包含一些必要的修补程序。运行以下命令：

1. git clone https://github.com/ibmruntimes/openj9-openjdk-jdk11.git

复制代码

克隆该存储库可能需要一段时间，该过程完成后将目录更改为克隆的存储库：

1. cd openj9-openjdk-jdk11

复制代码

现在，从Eclipse OpenJ9项目及其Eclipse OMR克隆中获取其他资源：

1. bash get_source.sh

复制代码

3.生成用于交叉编译的构建JDK

在上一步的openj9-openjdk-jdk11文件夹下进行编译：

1. export JAVA_HOME=/<path_to_build_JDK>  # the build JDK here is downloaded from https://api.vm.net/v3/binary/latest/11/ga/linux/x64/jdk/openj9/normal/adoptopenjdk
   
2. export PATH="$JAVA_HOME/bin:$PATH"
   
3. ​
   
4. bash configure --disable-warnings-as-errors --with-freemarker-jar=/<path_to>/freemarker.jar

复制代码

官方文档中给出的上述build JDK链接如果失效，可以从此处下载替代

configure可能会出现的报错：

1.configure: error: Could not find numa!configure exiting with result code 1

1. sudo apt-get install libnuma-dev

复制代码

2.checking for nasm... noconfigure: error: Could not find required tool for NASMconfigure exiting with result code 1

1. sudo apt-get install nasm

复制代码

生成用于以后交叉编译的build-JDK：

1. make all

复制代码

⚠️如果只键入make，而不是make all，构建将是不完整的，因为默认make目标是exploded-image。如果要指定make而不是make all，则必须--default-make-target=images在运行configure脚本时添加。

请将生成的build-JDK build/linux-x86_64-normal-server-release/images移至其他目录，因为在下一步中将使用此镜像进行交叉编译并且会在同目录下生成RISCV64的JDK镜像。

1. cd ..
   
2. mv openj9-openjdk-jdk11/build/linux-x86_64-normal-server-release/images ./

复制代码

4.配置交叉编译环境

运行以下configure命令以删除现有目录后，在上一步创建交叉openj9-openjdk-jdk11目录的同一目录中设置交叉编译环境

1. export RISCV64=/<path_to_gnu_cross_toolchain>  #e.g. /home/linux/opt/riscv
   
2. export PATH="$RISCV64/bin:$PATH"
   
3. ​
   
4. bash configure --disable-warnings-as-errors \
   
5.                --disable-ddr \
   
6.                --with-boot-jdk=/<path_to_build_JDK_for_cross_compilation> \   
   
7.                --with-build-jdk=/<path_to_build_JDK_for_cross_compilation> \  #the `build-JDK` created at step 5
   
8.                --openjdk-target=riscv64-unknown-linux-gnu \                   #the prefix for the compiled cross-toolchain
   
9.                --with-sysroot=/<path_to_your_fedora_mount_directory> \
   
10.                --with-freemarker-jar=/<path_to>/freemarker.jar
    
11. ​
    
12. #<path_to_build_JDK_for_cross_compilation> the `build-JDK` created and moved at step 3,e.g. /home/linux/opt/images/jdk
    
13. #<path_to_your_fedora_mount_directory> e.g. /home/linux/opt/fedora_mount

复制代码

5.交叉编译RISCV64的JDK

现在，可以使用OpenJ9交叉构建OpenJDK了

1. make clean CONF=linux-riscv64-normal-server-release
   
2. make all CONF=linux-riscv64-normal-server-release

复制代码

6.在Fedora / QEMU上测试JDK

[1]交叉编译完成后，卸载Fedora OS映像。

1. sudo umount /<path_to_your_fedora_mount_directory>

复制代码

[2] qemu-system-riscv64在步骤2中使用命令通过QEMU引导Fedora ：

1. stage4 login: root
   
2. Password: riscv
   
3. Last login: Fri Oct  4 21:21:28 from 10.0.2.2

复制代码

如果您已经通过QEMU启动了另一个Fedora映像，则无需卸载并启动该Fedora映像。

[3]通过以下scp命令将压缩的JDK上传到Fedora ：

主机上操作：

1. cd /home/linux/opt/openj9-openjdk-jdk11/build/linux-riscv64-normal-server-release
   
2. zip -r jdk.zip jdk
   
3. scp -P 3333 -r /home/linux/opt/openj9-openjdk-jdk11/build/linux-riscv64-normal-server-release/jdk.zip root@localhost:~/

复制代码

开启Fedora虚拟机并操作：

1. [your_user_name@riscv_qemu new_dir]#unzip jdk.zip

复制代码

[4]转到Fedora上的jdk目录，然后尝试运行java -version命令进行简单测试。

1. [your_user_name@riscv_qemu jdk]# cd bin
   
2. [your_user_name@riscv_qemu bin]# ./java -version

复制代码

这是一些示例输出：

DaCapo-9.12-bach-MR1 [xalan](Xalan-Java Version 2.7.1)测试

[1]参考资料：https://github.com/eclipse/openj9/blob/master/doc/build-instructions/Build_Instructions_V11.md#riscv64

完