使用QEMU和binfmt_misc在aarch64文件系统中进行chroot操作(WSL2可用)

翻译于 2025-07-31 12:32:29 发布 · 323 阅读

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原文链接：https://ihlenfeldt.net/binfmt-misc/

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#linux #WSL #chroot #binfmt #qemu

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使用QEMU和binfmt_misc在aarch64文件系统中进行chroot操作

初始情况

这是我开始这次冒险时的处境：
我修改了dracut配置，手动重新生成了initramfs，重启后无法通过SSH连接到树莓派。我的结论是可能在手动创建initramfs时出错了。最简单的修复方法应该是重新安装linux-rpi包，这会自动生成更新的initramfs。于是我做了以下操作：

关闭树莓派，取出SD卡并通过USB适配器连接到PC
将数据分区挂载到/mnt，启动分区挂载到/mnt/boot
使用arch-chroot进入文件系统

在执行第三步时，遇到了这个错误：
chroot: failed to run command '/bin/bash': Exec format error

我意识到自己正尝试在x64机器上chroot进入aarch64架构的文件系统，无法直接执行为不同架构编译的二进制文件。

近似解决方案

网上搜索后找到了这个StackOverflow回答，步骤如下：

安装qemu-user-static包（名称可能因发行版而异）
将QEMU二进制文件复制到挂载的文件系统：
sudo cp /usr/bin/qemu-aarch64-static /mnt/usr/bin
使用QEMU运行原生bash：
sudo arch-chroot /mnt qemu-aarch64-static /bin/bash

QEMU是"通用开源机器模拟器和虚拟化工具"，我们这里需要的是"用户模式模拟"（usermode emulation）。-static表示静态链接的二进制文件，可以直接复制到树莓派文件系统运行。

在Arch Linux上，虽然能获得工作shell，但执行任何命令都会再次出现"Exec format"错误。这是因为bash生成的新进程会脱离用户模式模拟环境。

最终解决方案

Linux内核的binfmt_misc功能可以无缝运行其他架构的二进制文件。配置步骤如下：

检查/proc/sys/fs/binfmt_misc目录是否存在，若不存在则启用：
mount binfmt_misc -t binfmt_misc /proc/sys/fs/binfmt_misc
使用以下脚本配置（magic和mask值来自QEMU脚本）：

magic='\x7fELF\x02\x01\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\xb7\x00'
mask='\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xfe\xff\xff\xff'
arch='aarch64'
interpreter="/usr/bin/qemu-$arch-static"

echo ":qemu-$arch:M::$magic::$mask::$interpreter:" | sudo tee /proc/sys/fs/binfmt_misc/register

配置成功后，/proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-aarch64文件会显示类似内容：

enabled
interpreter /usr/bin/qemu-aarch64-static
flags: 
offset 0
magic 7f454c460201010000000000000000000200b700
mask ffffffffffffff00fffffffffffffffffeffffff

现在可以直接运行sudo arch-chroot /mnt，一切都会正常工作！

后续发现

后来在Arch Wiki中发现，安装qemu-user-binfmt包后运行sudo systemctl restart systemd-binfmt也能自动完成配置。某些发行版可能在安装qemu-user-static时就自动配置了binfmt_misc。

手动配置的版本没有设置P标志，而Arch的包配置使用了该标志，这可能导致arch-chroot报错：

chroot: failed to run command '/bin/bash': No such file or directory

不过目前手动配置的方案已经能满足需求。

转载者注

在WSL2中，借助qemu和binfmt，chroot到aarch64架构的文件系统中时，经常会出现
chroot: failed to run command '/bin/bash': Exec format error

博主的WLS2中，qemu和binfmt都正确安装了，还是会有问题。
最后使用这篇文章中的magic和mask值解决了这个问题