制作ARM chroot 编译环境

本文介绍如何在Ubuntu Oneiric上为ARM设备搭建一个交叉编译环境。通过安装必要的软件包并使用debootstrap工具,作者成功创建了一个ARM chroot环境,用于加速在PandaBoard ES上的Linux内核编译过程。

Setting up ARM chroot on Ubuntu Oneiric (11.10) for cross build

I recently ordered a Pandaboard ES so that I could learn a few things on ARM development. A caveat on ARM development, if you are going to compile anything on the device it takes significant time. When I am new to a platform, to gain experience, I build a bootable Linux kernel and install it. This lets me get a hang of recovering to a known working kernel if something screws up during a kernel upgrade. I started out building the kernel directly on the device but was bitten by a known bug which results in segfaults/sigbuses when running the Pandaboard using the entire 1GB of RAM it has. The workaround is to change the boot parameters so that only 768MB of 1GB of RAM is used. Considering the fact that it takes significant time to build things on the device, I thought why not use my old Pentium M laptop as cross compile build box. The first thing for that is to install a working ARM cross chroot environment. I contacted my good friend Google as ever. I found a lot of useful resources as usual. I thought I would document the approach that I used which worked for me.

I used EmDebian CrossDebootstrap wiki entry [1] as the starting point. I installed Ubuntu's Oneiric ARM port in the chroot and the steps are as follows:
  1. First and foremost is to install some of the required packages
    # apt-get install binfmt-support debootstrap qemu qemu-user-static
  2. Create an empty directory where the chroot will be installed
    # mkdir -p /chroot/oneiric_armel
  3. Now we bootstrap the chroot
    # debootstrap --arch=armel --foreign oneiric /chroot/oneiric_armel http://ports.ubuntu.com/
    This will take time depending on your network connection and drive speed, get yourself a sandwich or catch up on some email. 
  4. Since we passed the --foreign option to debootstrap the .deb files have been downloaded and unpacked, we are yet to configure the system and finalize the chroot installation. Before we can do anything we need to copy over the qemu binary into the chroot so that we can run ARM executables on the host system using emulation.
    # cp /usr/bin/qemu-arm-static /chroot/oneiric_armel/usr/bin/
    Now we are ready to configure and finalize the base system. 
  5. To configure the base system, first we need to chroot into and then execute the second stage of debootstrap.
    # chroot /chroot/oneiric_armel/
    /debootstrap/debootstrap --second-stage
    exit
  6. Now we have configured and working base system, we need to create a valid apt source list. The contents of /chroot/oneiric_armel/etc/apt/sources.list should resemble something like this.
    deb http://ports.ubuntu.com/ oneiric main restricted universe multiverse
    deb-src http://ports.ubuntu.com/ oneiric main restricted universe multiverse

With the chroot base system now setup one can use schroot/dchroot to chroot into the base system and install any other packages like a regular chroot. If you want to debootstrap to install a chroot to build packages one needs to just pass the --variant=buildd option to debootstrap in step 3.


[1] http://wiki.debian.org/EmDebian/CrossDebootstrap
<think>我们正在处理一个关于在ARM架构下调试chroot环境的问题。根据提供的引用,我们可以整合几种方法。引用[1]提到Ubuntu从9.10开始提供静态的ARM虚拟功能,可以在PC机上建立ARM机器的chroot环境,既可以编译也可以测试程序。这种方法虽然编译速度较慢,但配置方便,还具备直接调试的功能。引用[2]介绍了使用proot+Qemu在x86_64平台运行arm架构程序。proot能够与QEMU模拟器结合使用,通过--qemu参数,在不同架构的系统上运行二进制文件。引用[3]则是在macOS上使用qemu-system-arm进行调试,并挂载了固件文件系统中的proc和dev目录到chroot环境。因此,我们可以结合这些方法,提供在ARM架构下调试chroot环境的步骤。注意,我们的目标环境可能是x86_64主机(或macOS)上模拟ARM环境,并在其中运行chroot环境进行调试。步骤大致如下:1.准备ARM架构的chroot环境(例如使用debootstrap创建)。2.使用QEMU用户模式模拟(qemu-user-static)来运行ARM二进制文件。3.使用proot或其他工具(如chroot)进入该环境,并利用QEMU进行架构转换。4.在chroot环境中进行调试(例如使用gdb)。另外,引用[3]提到了挂载proc和dev目录,这是在chroot环境中正常运行程序所必需的。具体步骤:第一步:安装必要的工具在Ubuntu上,安装qemu-user-static和debootstrap:```bashsudoaptupdatesudoaptinstallqemu-user-staticdebootstrap```第二步:创建ARMchroot环境使用debootstrap创建一个基本的ARM(比如armhf)系统:```bashsudodebootstrap--arch=armhf--foreignbionic./arm-chroothttp://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports```这里假设使用UbuntuBionic(18.04)的ARM仓库。注意,我们使用`--foreign`表示初始阶段仅解包,不运行安装脚本(因为当前主机是x86,无法直接运行ARM的安装脚本)。第三步:将qemu-arm-static复制到chroot环境中```bashsudocp/usr/bin/qemu-arm-static./arm-chroot/usr/bin/```第四步:完成安装现在我们可以使用chroot进入该环境(通过qemu-arm-static模拟执行ARM指令),并运行安装的第二阶段:```bashsudochroot./arm-chroot/debootstrap/debootstrap--second-stage```第五步:进入chroot环境并挂载必要的文件系统在进入chroot之前,需要挂载proc和dev等目录:```bashsudomount-tprocproc./arm-chroot/procsudomount-tdevtmpfsdev./arm-chroot/devsudomount-tdevptsdevpts./arm-chroot/dev/ptssudomount-tsysfssys./arm-chroot/sys```然后进入chroot环境:```bashsudochroot./arm-chroot```第六步:在chroot环境中进行调试在chroot环境中,你可以安装调试工具,比如gdb:```bashaptupdateaptinstallgdb```然后就可以调试你的ARM程序了。另外,也可以使用proot(如引用[2])来避免使用sudo,并且proot会自动处理挂载:```bashproot-qqemu-arm-static-S./arm-chroot```在macOS上,步骤类似,但需要安装qemu-system-arm(引用[3]),不过用户模式模拟在macOS上可能需要通过其他方式安装qemu-user-static。macOS上可以使用Homebrew安装qemu,但注意qemu-user-static在macOS上可能不支持,因此可能需要使用qemu-system-arm来模拟整个系统,而不是用户模式。但这样效率较低。因此,在macOS上,建议使用虚拟机(如Ubuntu虚拟机)来执行上述步骤,或者在macOS上尝试使用Docker(如果有支持多架构的Docker)来运行ARM容器。总结:在x86_64主机上,我们可以通过qemu-user-static和chroot来创建一个ARMchroot环境并进行调试。在macOS上,如果无法使用qemu-user-static,可能需要使用qemu-system-arm模拟整个ARM系统,然后在其中运行chroot。相关问题:1.如何在没有root权限的情况下调试chroot环境?2.在ARM架构下调试程序有哪些特殊注意事项?3.如何交叉编译ARM架构的程序并在chroot环境中测试?4.使用QEMU用户模式模拟和全系统模拟在调试上有何区别?</think>### 如何在ARM架构下调试chroot环境 在ARM架构下调试chroot环境需要结合架构模拟和容器隔离技术,以下是具体步骤: #### 一、基础环境搭建 1. **安装QEMU模拟器** 通过QEMU实现x86平台对ARM指令集的模拟: ```bash sudo apt install qemu-user-static qemu-system-arm ``` 2. **创建ARM chroot环境** 使用debootstrap构建ARM根文件系统: ```bash sudo debootstrap --arch=armhf --foreign bionic ./arm-root http://ports.ubuntu.com sudo cp /usr/bin/qemu-arm-static ./arm-root/usr/bin/ ``` 3. **挂载关键目录** 挂载系统目录确保环境完整: ```bash sudo mount -t proc proc ./arm-root/proc sudo mount -t devtmpfs dev ./arm-root/dev sudo mount -t sysfs sys ./arm-root/sys ``` #### 二、调试方法 1. **使用proot+QEMU调试** 通过proot实现非特权用户调试: ```bash proot -q qemu-arm-static -S ./arm-root ``` 此时可在模拟环境中运行ARM程序: ```bash (chroot) gdb ./your_arm_program ``` 2. **全系统模拟调试** 适用于复杂固件调试: ```bash qemu-system-arm -M vexpress-a9 -kernel vmlinuz -initrd initrd.img -hda rootfs.img -append "root=/dev/ram" ``` 在QEMU虚拟机内执行: ```bash chroot /mnt gdbserver :1234 ./program ``` 3. **交叉调试配置** 主机端连接: ```bash arm-linux-gnueabihf-gdb (gdb) target remote 192.168.1.100:1234 # 连接到QEMU虚拟机 ``` #### 三、调试技巧 1. **环境验证** 在chroot内检查架构: ```bash uname -m # 应显示armv7l ``` 2. **文件系统隔离** 使用bind mount同步代码: ```bash sudo mount --bind /host/code /arm-root/code ``` 3. **故障诊断** - 若遇`Exec format error`:检查qemu-arm-static是否在`/usr/bin` - 若遇`Permission denied`:检查SELinux/apparmor策略 - 若遇符号缺失:在chroot内安装调试符号包 > **关键优势**:该方法允许在x86主机上直接调试ARM二进制文件,避免了交叉编译的复杂性[^1][^2],同时通过文件系统隔离保持环境纯净[^3]。
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