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@yokra9

Java on Ubuntu on QEMU for RISC-V on Ubuntu on WSL2 をやってみる

Posted at

この所、Eclipse Temurin 21 が RISC-Vで利用可能になったり、Ubuntu 24.04 が RISC-V 搭載 SBC「Milk-V Mars」を正式サポートしたりしましたね。ということは、RISC-V な市販ボード PC で Ubuntu の起動も、さらには Temurin の動作もサポートされることになります。30 億のデバイスで走ることが知られる Java ですが、まだまだその版図を広げていくつもりのようです。せっかくなので Milk-V Mars を買って試してみたかったのですが、どうやら品切れ中のようでした。というわけで、Ubuntu on QEMU for RISC-V on Ubuntu on WSL2 で Java を走らせてお茶を濁すこととします。

Ubuntu on QEMU for RISC-V on Ubuntu on WSL2 を起動する

Ubuntu Wiki に RISC-V/QEMU というそのものズバリな項目があるため、こちらを参照します。

まず、Ubuntu on WSL2 にて必要なパッケージをインストールします：

sudo apt-get update
sudo apt-get install opensbi qemu-system-misc u-boot-qemu

次に、QEMU 用のプリインストール済イメージをダウンロードして解凍します。

wget https://cdimage.ubuntu.com/releases/24.04/release/ubuntu-24.04-preinstalled-server-riscv64.img.xz
xz -dk ubuntu-24.04-preinstalled-server-riscv64.img.xz

Windows 上のブラウザで Ubuntu releases の 24.04 (Noble Numbat) ページから落としてもよいでしょう。対象は RISC-V preinstalled server image です。

次に、解凍したイメージから qemu-system-riscv64 で QEMU for RISC-V を起動します：

qemu-system-riscv64 \
-machine virt -nographic -m 2048 -smp 4 \
-bios /usr/lib/riscv64-linux-gnu/opensbi/generic/fw_jump.bin \
-kernel /usr/lib/u-boot/qemu-riscv64_smode/uboot.elf \
-device virtio-net-device,netdev=eth0 -netdev user,id=eth0 \
-device virtio-rng-pci \
-drive file=ubuntu-24.04-preinstalled-server-riscv64.img,format=raw,if=virtio

試しに Windows 上の img ファイルをネットワーク経由で読ませてみましたが、それでも 2 分ほどで起動しました1。

OpenSBI v1.3
   ____                    _____ ____ _____
  / __ \                  / ____|  _ \_   _|
 | |  | |_ __   ___ _ __ | (___ | |_) || |
 | |  | | '_ \ / _ \ '_ \ \___ \|  _ < | |
 | |__| | |_) |  __/ | | |____) | |_) || |_
  \____/| .__/ \___|_| |_|_____/|___/_____|
        | |
        |_|

Platform Name             : riscv-virtio,qemu

.
.
.

[  110.598857] cloud-init[974]: Cloud-init v. 24.1.3-0ubuntu3 finished at Fri, 14 Jun 2024 06:33:17 +0000. Datasource DataSourceNoCloud [seed=/var/lib/cloud/seed/nocloud-net][dsmode=net].  Up 110.51 seconds

ubuntu login: ubuntu

ユーザ名 ubuntu、パスワード ubuntu でログインします。

Welcome to Ubuntu 24.04 LTS (GNU/Linux 6.8.0-31-generic riscv64)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com
 * Management:     https://landscape.canonical.com
 * Support:        https://ubuntu.com/pro

 System information as of Fri Jun 14 06:34:52 UTC 2024

  System load:           0.57
  Usage of /:            49.8% of 4.18GB
  Memory usage:          9%
  Swap usage:            0%
  Processes:             113
  Users logged in:       0
  IPv4 address for eth0: 10.0.2.15
  IPv6 address for eth0: fec0::5054:ff:fe12:3456

Ubuntu 24.04 LTS (GNU/Linux 6.8.0-31-generic riscv64) だと自己紹介していますね。基本情報を出力してみましょう：

cat /etc/os-release

PRETTY_NAME="Ubuntu 24.04 LTS"
NAME="Ubuntu"
VERSION_ID="24.04"
VERSION="24.04 LTS (Noble Numbat)"
VERSION_CODENAME=noble
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
HOME_URL="https://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="https://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
PRIVACY_POLICY_URL="https://www.ubuntu.com/legal/terms-and-policies/privacy-policy"
UBUNTU_CODENAME=noble
LOGO=ubuntu-logo

arch

riscv64

どうやら RISC-V on QEMU で Ubuntu を立ち上げられたようです。

Eclipse Temurin 21 on Ubuntu on QEMU for RISC-V on Ubuntu on WSL2

Temurin 21 for RISC-V はここからダウンロードできますが、QEMU 内で GitHub Releases から wget して展開するのがお手軽でしょう：

wget https://github.com/adoptium/temurin21-binaries/releases/download/jdk-21.0.3%2B9/OpenJDK21U-jdk_riscv64_linux_hotspot_21.0.3_9.tar.gz
tar -xvf OpenJDK21U-jdk_riscv64_linux_hotspot_21.0.3_9.tar.gz

cd jdk-21.0.3+9/bin/
./java -version

openjdk version "21.0.3" 2024-04-16 LTS
OpenJDK Runtime Environment Temurin-21.0.3+9 (build 21.0.3+9-LTS)
OpenJDK 64-Bit Server VM Temurin-21.0.3+9 (build 21.0.3+9-LTS, mixed mode, sharing)

せっかく Java 21 なので JEP 445（と JEP 330）で動作確認します。

Arch.java
void main(String[] args){
  System.out.println(System.getProperty("os.arch"));
}

./java --enable-preview --source 21 /tmp/Arch.java

Note: /tmp/Arch.java uses preview features of Java SE 21.
Note: Recompile with -Xlint:preview for details.
riscv64

Eclipse Temurin 21 on Ubuntu on QEMU for RISC-V.gif

やりました。

Ubuntu 標準の OpenJDK 21 on Ubuntu on QEMU for RISC-V on Ubuntu on WSL2

そもそも、JEP 422: Linux/RISC-V Port が取り込まれた Java 19 から標準的に RISC-V 上での動作は可能になっているはずです。実際、Ubuntu on RISC-V でも apt から標準の OpenJDK を導入可能です：

sudo apt update
sudo apt install openjdk-21-jdk

java -version

openjdk version "21.0.3" 2024-04-16
OpenJDK Runtime Environment (build 21.0.3+9-Ubuntu-1ubuntu1)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 21.0.3+9-Ubuntu-1ubuntu1, mixed mode, sharing)

では、Temurin と同様に Arch.java を実行してみましょう：

java --enable-preview --source 21 /tmp/Arch.java

Note: /tmp/Arch.java uses preview features of Java SE 21.
Note: Recompile with -Xlint:preview for details.
riscv64

問題なく動作しますね。ただし、インストール時の依存パッケージが多いため、リソースの限られた状況では Temurin をアーカイブで持ち込む方が手軽な可能性もあります。

なお、誤って JRE の方（openjdk-21-jre-headless パッケージ）をインストールすると以下のエラーになってしまいます：

sudo apt update
sudo apt install openjdk-21-jre-headless

java --enable-preview --source 21 /tmp/Arch.java

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: error: release version 21 not supported
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.Arguments.reportDiag(Arguments.java:886)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.Arguments.handleReleaseOptions(Arguments.java:312)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.Arguments.processArgs(Arguments.java:351)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.main.Arguments.init(Arguments.java:247)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.api.JavacTool.getTask(JavacTool.java:191)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.api.JavacTool.getTask(JavacTool.java:119)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.launcher.Main.compile(Main.java:400)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.launcher.Main.run(Main.java:205)
        at jdk.compiler/com.sun.tools.javac.launcher.Main.main(Main.java:135)

伝統的な書き方では問題ありません：

Traditional.java
public class Traditional{
  public static void main(String[] args){
    System.out.println(System.getProperty("os.arch"));
  }
}

java /tmp/Traditional.java

riscv64

…という記事を書いているうちに

アリエクの Milk-V Mars 在庫が復活していました。しかし私はエミュレータで遊んでいるうちになんとなく満足してしまったので、物欲が湧いた頃に再検討することとします（トホホ）。

参考リンク

  1. なお CPU は AMD Ryzen 7 3700X、RAM 容量は 32GB、ディスクは PCIe 3.0 SSD の環境です。 ↩

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