Ubuntu 上で、ARM 版 Raspbian (buster) の隔離された開発環境を作成する方法（qemu-debootstrap 使用）

【概要】Ubuntu 24.04 上に、qemu-debootstrap を使用して ARM 版 Raspbian (buster) の隔離された開発環境を構築する方法を解説する。schroot の設定による一般ユーザでの利用、SSH リモートログイン環境の構築までを扱う。

【目次】

  1. 前準備
  2. 隔離された開発環境の構築
  3. schroot の設定
  4. リモートログイン環境の構築

【サイト内の関連ページ】

前準備

Ubuntu のシステム更新

Ubuntu でシステム更新を実施するには、以下のコマンドを実行する。

Ubuntu のインストール手順は別ページで解説している。 

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
# インストール済みのパッケージを包括的に更新 (依存関係も考慮)
sudo apt full-upgrade
# 変更をシステム全体に確実に反映させるために再起動
sudo shutdown -r now

隔離された開発環境の構築

  1. 必要なパッケージのインストール：qemu-user-static、debootstrap、schroot 
    # パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install qemu-user-static debootstrap schroot
    パッケージインストールの実行画面
  2. ARM 版 Raspbian (buster) 環境の構築

    armhf 版 Debian 環境の構築手順は、別ページを参照すること。

    環境構築の設定内容：

    • アーキテクチャ：armel
    • バージョン：Raspbian Debian 10 ベース (buster)
    • 使用ディレクトリ：/home/raspbian
    • インストールバリアント：buildd
    • ダウンロード元：https://archive.raspbian.org/raspbian

    環境構築の完了までしばらく時間を要する。 

    sudo rm -rf /home/raspbian
sudo mkdir /home/raspbian
sudo qemu-debootstrap --foreign --arch armel --variant buildd --include=ca-certificates,apt,wget,sudo,vim-tiny,debootstrap buster /home/raspbian https://archive.raspbian.org/raspbian
    qemu-debootstrap 実行中の画面
  3. 構築完了の確認
    構築完了時の画面
  4. アーキテクチャの確認：ARM 版 Raspbian (buster) 環境で「uname -m」を実行 
    sudo chroot /home/raspbian
uname -m
exit
    uname -m 実行結果の画面
  5. 構築した環境（chroot 環境）の動作確認

    ここでは、nano エディタのインストール、C プログラムの作成、ビルド、実行を行う。

    1. 管理者権限で chroot 環境に入り、「uname -m」でアーキテクチャを確認 
      sudo chroot /home/raspbian
uname -m
      chroot 環境でのアーキテクチャ確認画面
    2. nano エディタのインストール 
      apt update
apt upgrade
apt install nano
      nano インストール完了画面
    3. 動作確認用のプログラム作成：エディタで以下のコードを入力し、「/tmp/hello.c」として保存 
      #include<stdio.h>
int main() {
    printf("Hello,World!\n");
    printf("sizeof(size_t)=%ld\n", sizeof(size_t));
    return 0;
}
      hello.c のコード入力画面
      hello.c の保存画面
    4. プログラムのコンパイルと実行 
      cd /tmp
gcc -o a.out hello.c
./a.out
      プログラムのコンパイルと実行結果
    5. 環境からの退出 
      exit
      chroot 環境からの退出画面

schroot の設定

一般ユーザでも chroot が実行できるよう、schroot の設定を行う。

  1. /etc/schroot/chroot.d/raspbian の設定内容

    「directory=/home/raspbian」は実際の構築ディレクトリに合わせて設定する。

    「kaneko」は、使用を許可するユーザ名に変更する（複数ユーザはカンマ区切りで指定）。 

    [raspbian]
description=Debian GNU/Linux 10 (Buster)
type=directory
directory=/home/raspbian
root-users=kaneko
users=kaneko
    schroot 設定ファイルの内容
  2. schroot の動作確認 
    schroot -c raspbian -p bash
uname -m
exit
    schroot 動作確認の画面
  3. 管理者権限での動作確認 
    schroot -c raspbian -p bash -u root
uname -m
exit
    管理者権限での schroot 動作確認画面

リモートログイン環境の構築

新規ユーザの作成

SSH リモートログイン用のユーザを作成する。 

sudo adduser --uid 1234 --home /home/ai ai
ユーザ作成コマンドの実行画面

再設定する場合は「sudo deluser ai」でアカウントを削除後、再度実行する。

ユーザ削除コマンドの実行画面

chroot 環境内のユーザ設定

chroot 環境内での sudo 実行権限を持つユーザアカウントを作成する。

ホスト環境のパスワードと同一である必要はないが、ユーザID、ホームディレクトリ、ユーザ名は一致させる必要がある。 

sudo chroot /home/raspbian
rm -rf /home/ai
deluser ai
adduser --uid 1234 --ingroup sudo --home /home/ai ai
exit
chroot 環境内でのユーザ作成画面

/home/raspbian/etc/sudoers の設定

chroot 環境内での sudo 実行を可能にするための設定である（不要な場合は省略可能）。

/home/raspbian/etc/sudoers に「Defaults visiblepw」を追記する。

sudoers ファイルの編集画面

適切な権限を設定する。 

sudo chmod 444 /home/raspbian/etc/sudoers
sudo chmod 444 /home/raspbian/etc/sudoers.d/*
sudoers ファイルの権限設定画面

ディレクトリ権限の設定

SSH リモートログイン用の権限設定を行う。所有者を root に、権限を「755」に設定する。 

sudo chown root:root /home
sudo chmod 755 /home
sudo chown root:root /home/raspbian
sudo chmod 755 /home/raspbian
sudo chown root:root /home/raspbian/home
sudo chmod 755 /home/raspbian/home
sudo chown root:root /home/raspbian/home/ai
sudo chmod 755 /home/raspbian/home/ai
ディレクトリ権限設定の実行画面

/etc/ssh/sshd_config の設定

SSH リモートログイン時の chroot 実行設定を行う。/etc/ssh/sshd_config に以下を追記する。

「ChrootDirectory=/home/raspbian」は実際の構築ディレクトリに合わせて設定する。 

Match User ai
        X11Forwarding yes
        AllowTcpForwarding yes
        ChrootDirectory /home/raspbian
sshd_config の設定内容

sshd の再起動 

sudo service sshd reload
sshd 再起動の実行画面

SSH ログインのテスト 

ssh ai@localhost

ログインできない場合は、/etc/ssh/sshd_config の設定および「ディレクトリ権限の設定」を確認する。

SSH ログイン成功時の画面