【Linux應用】在PC的Linux環境下通過chroot運行ARM虛擬機鏡像img文件（需要依賴qemu-aarch64、不需要重新安裝iso）

【Linux應用】在PC的Linux環境下通過chroot運行ARM虛擬機鏡像img文件（需要依賴qemu-aarch64、不需要重新安裝iso）

qemu提供了運行ARM虛擬機的方法
具體的操作方式就是建立一個硬盤img 然后通過iso安裝到img 最后再運行img即可
這種方式教程很多 很簡單
但由于各種配置不一致，這種方式不太適用于直接運行已經制作好了的img（即直接燒錄到開發板上就能運行的img）
并且直接燒錄到開發板的img，最初也是由iso文件逐步安裝上去的，安裝的環境不一樣，運行的環境也不一樣。
所以這里不使用qemu工具直接操作虛擬機，而是使用類似docker的方式來運行虛擬機，不過會用到qemu依賴。

這里介紹的是對已有img文件的運行
該img文件能夠在ARM平臺直接運行
原理就是將img文件的系統內容拷貝到Linux平臺上 然后對其使用chroot命令即可

文章目錄

  • 安裝qemu-aarch64-static
  • 查看并掛載img文件分區（將img分區文件完整拷貝）
  • 移植qemu-aarch64-static
  • 掛載系統目錄到制作的rootfs目錄
  • 移植resolv.conf文件
  • 使用chroot命令運行虛擬機系統
  • 寫一個shell腳本來運行
  • ARM環境下“交叉編譯”
  • 附錄：開發板快速上手：鏡像燒錄、串口shell、外設掛載、WiFi配置、SSH連接、文件交互（RADXA ZERO 3為例）
    • ZERO 3燒錄
    • ZERO 3串口shell
    • 外設掛載
    • 連接WiFi
    • SSH連接
    • SSH的文件交互
    • 換源

安裝qemu-aarch64-static

使用命令：

qemu-system-aarch64 -version
qemu-aarch64-static  -version

即可查看已安裝的版本
如果沒有的話 需要執行安裝：

sudo apt install qemu-system-aarch64

查看并掛載img文件分區（將img分區文件完整拷貝）

通過fdisk -l命令可以查看img文件相關
如：

fdisk -l radxa.img

在這里插入圖片描述
這里可以看到img文件有三個分區
第三個即為我們要使用的主系統分區（根據實際情況而定）

通過losetup -f命令查看可用的循環設備
在這里插入圖片描述
那么就可以使用losetup -p 參數掛載img文件到對應的循環設備

sudo losetup -P /dev/loop15 radxa.img

而后使用sudo lsblk查看循環設備列表
在這里插入圖片描述
那么現在就可以通過mount命令掛載loop15p3到/mnt/目錄了

sudo mount /dev/loop15p3 /mnt/

在這里插入圖片描述
可以在mnt目錄下看到所有原本在img分區內的文件（不用擔心mnt掛載的其他設備會被覆蓋 如共享文件夾等 這些在卸載掛載時會還原）
在這里插入圖片描述
然后可以建立一個rootfs文件夾，將這些文件都拷貝進去

mkdir ~/rootfs
sudo cp -a /mnt/* ~/rootfs/

在這里插入圖片描述
拷貝完畢就可以卸載mnt了

sudo umount /mnt

卸載mnt后 mnt下就被還原成最初只有共享文件夾的狀態了
同時 使用losetup -d命令即可卸載循環設備

sudo losetup -d /dev/loop15

如此一來 我們就把img文件下對應的分區文件全部拷貝到了rootfs文件夾下

移植qemu-aarch64-static

通過命令來實現移植（默認安裝路徑/usr/bin/）

sudo cp /usr/bin/qemu-aarch64-static ./rootfs/usr/bin/

在這里插入圖片描述

掛載系統目錄到制作的rootfs目錄

（這一步可以不操作 不會影響后續的執行 甚至掛載以后再卸載也可以 但是建議每次運行時操作一下 確保安全）

運行以下指令：

sudo mount -t proc /proc ./rootfs/proc
sudo mount -t sysfs /sys ./rootfs/sys
sudo mount -o bind /dev ./rootfs/dev
sudo mount -o bind /dev/pts ./rootfs/dev/pts

在這里插入圖片描述
成功掛載后 可以在文件系統中看到被掛載的目錄

如果是卸載的話 就是：

sudo umount  ./rootfs/proc
sudo umount  ./rootfs/sys
sudo umount  ./rootfs/dev
sudo umount  ./rootfs/dev/pts

（如果運行完虛擬機后要卸載掛載 那么需要扥虛擬機完全關閉才行 最好是延時后卸載 否則會有bug）
當然 重啟的話 也會自動卸載了

移植resolv.conf文件

為了能夠運行以后遠程連接、操作虛擬機 同時虛擬機能夠上網 需要將相關的dns配置參數等移植過去

sudo cp /etc/resolv.conf ./rootfs/etc/

在這里插入圖片描述

使用chroot命令運行虛擬機系統

使用chroot命令進入我們建立好的根目錄系統

sudo chroot ./rootfs /bin/bash

進去以后 就直接是虛擬機的終端
在這里插入圖片描述
運行后 即可操作虛擬機上的各種文件、程序
在這里插入圖片描述
但是涉及到需要硬件架構支持的 運行則會報錯

寫一個shell腳本來運行

echo "cp /etc/resolv.conf ./rootfs/etc/"
sudo cp /etc/resolv.conf ./rootfs/etc/ #同步文件
echo "start chroot"
sudo chroot ./rootfs /bin/bash
echo "end chroot"

在這里插入圖片描述
在虛擬機中輸入exit即可退出

ARM環境下“交叉編譯”

如果在ARM虛擬機上編譯的話 就不要安裝原本運行在PC上的交叉編譯器了
而是應該安裝ARM本身的編譯器
譬如：

#C++編譯環境
sudo apt-get install -y cmake
sudo apt-get install -y g++ build-essentialsudo apt-get install -y libopencv-dev #OPENCV庫 4.5.1
sudo apt-get install -y libpcl-dev #PCL庫 1.11.1

在這里插入圖片描述
這樣一來 其實嚴格意義上而言都不叫“交叉編譯”了

交叉編譯實際上是在PC的x86架構上運行支持交叉編譯的編譯器 然后編譯成目標架構
其交叉編譯器只能在PC上運行 但編譯出來的文件只能在目標架構上運行

所以 在ARM環境上編譯出ARM的程序 那么所用的編譯器就不是交叉編譯器了 所以直接安裝g++即可
但如果在PC環境下安裝g++ 則只能編譯出在PC上運行的程序 如果要編譯ARM程序 則需要交叉編譯器如aarch64-g+±linux等

附錄：開發板快速上手：鏡像燒錄、串口shell、外設掛載、WiFi配置、SSH連接、文件交互（RADXA ZERO 3為例）

開發板快速上手：鏡像燒錄、串口shell、外設掛載、WiFi配置、SSH連接、文件交互（RADXA ZERO 3為例）

ZERO 3燒錄

ZERO 3有兩種 最本質的就是一個帶WiFi一個不帶WiFi
在這里插入圖片描述

ZERO 3作為一個Linux板 其存儲支持從sd卡EFI啟動

系統安裝則直接通過Balena Etcher來進行
可以使用其Windows版本即可
官方文檔：
官方文檔快速上手描述

鏡像下載則也可以使用官方鏡像：
Radxa ZERO 3 Debian Build 6

該鏡像是最初的鏡像 很多依賴都沒有
如果開發的話 可以直接下載第三方鏡像 或者自己在原有官方鏡像上去安裝鏡像包等等

燒錄很簡單 直接用工具選擇U盤 選擇鏡像即可

下圖為燒錄好了的sd卡
在這里插入圖片描述
除了系統分區外 就是一個config分區 其掛載根根目錄名稱即為config

在這里插入圖片描述

ZERO 3串口shell

串口與ZERO 3鏈接如下圖：
在這里插入圖片描述
鏈接后 配置串口為

baudrate: 1500000
data bit: 8
stop bit: 1
parity  : none
flow control: none

啟動后 用戶名和密碼都為radxa
在這里插入圖片描述

外設掛載

根據df命令查詢系統掛載點
在這里插入圖片描述
其做好了的U盤外部存儲空間為/config
在這里插入圖片描述

連接WiFi

使用如下指令鏈接WiFi：

nmcli device wifi                                           #掃描WiFi
sudo nmcli device wifi connect <ssid> password <passwd>     #連接WiFi

在這里插入圖片描述
連上后 使用ip a命令即可查看連接狀態和ip
在這里插入圖片描述

SSH連接

使用命令sudo systemctl status ssh查看ssh狀態在這里插入圖片描述
前提是要安裝ssh
如果沒有安裝 則通過shell安裝ssh：

sudo apt-get update
sudo apt-get install openssh-server openssh-sftp-server

根據Active判斷是否需要重啟ssh服務：
重啟ssh服務：

sudo systemctl restart ssh

啟動后如下：
在這里插入圖片描述
Active狀態就被設置為了running

開機自啟動ssh則使用命令：

sudo systemctl enable --now ssh

在PC上 支持ssh的設備中 使用以下指令鏈接到板子：

ssh [username]@[IP address] # or ssh [username]@[hostname]

如下圖：
在這里插入圖片描述

SSH的文件交互

若是在PC上作為主機去訪問設備
那么就是在PC的cmd中運行shell

有的終端軟件配備了ssh的文件管理傳輸功能
在這里插入圖片描述
連上以后就可以直接搜素到當前目錄下的各類文件 以便于實現文件管理
并且可以直接download
在這里插入圖片描述

# 復制 Windows 文件到 Linux
scp D:\data\1.txt root@192.168.88.161:/root/data
# 復制 Windows 目錄到 Linux（記得加 -r）
scp -r D:\data root@192.168.88.161:/root/data# 復制 Linux 文件到 Windows
scp root@192.168.88.161:/root/data/1.txt D:\data
# 復制 Linux 目錄到 Windows（記得加 -r）
scp -r root@192.168.88.161:/root/data D:\data

前提是設備開啟了ssh可以被鏈接
在這里插入圖片描述
發過去后便能在板子上看到：
在這里插入圖片描述

回傳文件夾：
在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

如果是Linux設備去連接Windows設備 則需要在Windows里面設置對應的服務 相關教程很多 這里不過多贅述

如果是Linux設備訪問Linux設備 則主設備也要指定IP

scp root@192.168.88.161:/root/1.txt root@192.168.88.162:/root# 如果設置了Linux之間的免密登錄，可這樣寫：
scp 192.168.88.161:///root/1.txt 192.168.88.162:///root

換源

Linux系統的源都在/etc/apt/下 一般有兩個文件
一個是sources.list 另外一個是sources.list.d目錄下的品牌list文件

如樹莓派需要備份原本的源：

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak 
sudo cp /etc/apt/sources.list.d/raspi.list /etc/apt/sources.list.d/raspi.list.bak

而radxa的則是：

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak 
sudo cp /etc/apt/sources.list.d/radxa.list /etc/apt/sources.list.d/radxa.list.bak

將原本的文件進行編輯：

sudo nano /etc/apt/sources.list

注釋掉最初的源 并添加新的源：

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian bookworm main contrib non-free-firmware
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bookworm-security main contrib non-free-firmware
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian bookworm-updates main contrib non-free-firmware

如圖：
在這里插入圖片描述
然后再換子目錄下的源

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

替換成：

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ bullseye main

不過很可惜 清華源沒有radxa 但是可以換debian的源（/etc/apt/sources.list）：

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-updates main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-updates main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-backports main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-backports main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bullseye-security main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bullseye-security main contrib non-free

換源后 執行

sudo apt-get upgrade
sudo apt-get update

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