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@Dorebom(sazarashi)

WSL2上にYocto BitBake用Docker環境を構築

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Windows 11のWSL2上に、Yocto LinuxをbitbakeするためのDockerコンテナを構築する手順です。

この手順は、実際にWSL2上でDockerイメージをビルドし、コンテナを起動できた構成を基にしています。ネイティブUbuntuとの差に起因する、Docker資格情報、UID/GID、Ubuntu 24.04既存ユーザー、Compose実行場所、BitBake環境初期化の問題も扱います。

関連ノート：

検証結果
次の構成でDockerイメージのビルドとコンテナ起動を確認済みです。

  • ホスト：Windows 11 + WSL2 Ubuntu
  • ベースイメージ：Ubuntu 24.04
  • コンテナユーザー：yocto
  • WSL側UID/GID：1000/1001
  • イメージ：local/yocto-build:ubuntu24.04
  • 作業ディレクトリ：/work

1. ネイティブUbuntuとWSL2の違い

ネイティブUbuntu

Ubuntu
├─ Linux kernel
├─ ext4 filesystem
├─ Docker Engine
└─ Yocto build container

WSL2

Windows 11
├─ NTFS
├─ WSL2 VM
│  ├─ Linux kernel
│  ├─ ext4.vhdx
│  │  └─ /home/developer/yocto-docker-env
│  └─ Docker CLI / Docker Engine
└─ Docker Desktop（使用する場合）

WSL2では、ネイティブUbuntuにはない次の差異があります。

分類 WSL2固有の注意点
ファイルI/O /mnt/c経由のNTFSアクセスが遅い
Docker Docker DesktopとWSL内Docker Engineが競合しやすい
認証情報 Windows用credential helperをLinux側から呼ぶ場合がある
UID/GID WSLユーザーとコンテナユーザーの所有権を合わせる必要がある
Ubuntu 24.04 ベースイメージにUID 1000のubuntuユーザーが存在する
リソース CPU、メモリ、swapがWSL VM単位で制限される
ネットワーク Windows、VPN、プロキシ、DNSの影響を受ける
QEMU KVM、TUN/TAP、USBに追加制約がある

2. 推奨ディレクトリ構成

Yocto関連データは、WSL2のLinuxファイルシステム上へ配置します。

/home/developer/yocto-docker-env
├─ docker/
│  ├─ Dockerfile.yocto-build
│  └─ compose.yaml
├─ workspace/
│  ├─ poky/
│  ├─ meta-openembedded/
│  └─ build-qemu/
├─ cache/
│  ├─ downloads/
│  └─ sstate-cache/
└─ artifacts/

避ける配置：

/mnt/c/Users/<user>/yocto-docker-env
/mnt/d/yocto-docker-env
Windows共有フォルダ上のbuild/tmp
NAS上のbuildディレクトリ

Yoctoは大量の小ファイルへアクセスするため、概念的には次の項が支配的になります。

$$
T_{build}=T_{CPU}+N_{file}( t_{I/O} + t_{scan} )
$$

  • $N_{file}$：ファイル操作回数
  • $t_{I/O}$：ファイルシステムの読み書き時間
  • $t_{scan}$：Defenderなどの検査による追加時間

Yoctoでは $N_{file}$が非常に大きいため、1ファイルあたり数ミリ秒未満の追加遅延でも、合計すると無視できなくなります。/mnt/cではファイル1回当たりの遅延 $t_{I/O}$ が増えるため、$N_{file}$が大きいYoctoではビルド時間に大きく影響します。

3. 作業ディレクトリを作成する

WSL2 Ubuntu上で実行します。

cd ~
mkdir -p yocto-docker-env/{docker,workspace,cache/downloads,cache/sstate-cache,artifacts}
cd ~/yocto-docker-env

ext4上であることを確認します。

pwd
df -T .

期待例：

/home/developer/yocto-docker-env
Filesystem  Type
/dev/sdX    ext4

4. Docker実行方式を確認する

Docker Desktop連携と、WSL内Docker Engineを混在させないようにします。

which docker
docker context ls
docker version
docker info | sed -n '1,40p'

どちらか一方に統一する

  1. Docker DesktopのWSL Integrationを使用する
  2. WSL2 Ubuntu内へDocker Engineを直接インストールする

5. 完成版Dockerfile

~/yocto-docker-env/docker/Dockerfile.yocto-buildを作成します。

FROM ubuntu:24.04

ARG USERNAME=yocto
ARG USER_UID=1000
ARG USER_GID=1000

ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

RUN apt-get update \
    && apt-get install -y --no-install-recommends \
        gawk \
        wget \
        git \
        diffstat \
        unzip \
        texinfo \
        gcc \
        build-essential \
        chrpath \
        socat \
        cpio \
        python3 \
        python3-pip \
        python3-pexpect \
        python3-git \
        python3-jinja2 \
        python3-subunit \
        xz-utils \
        debianutils \
        iputils-ping \
        file \
        locales \
        libacl1 \
        liblz4-tool \
        zstd \
        lz4 \
        sudo \
        ca-certificates \
        curl \
        rsync \
        bc \
        bison \
        flex \
        libssl-dev \
        libelf-dev \
        vim \
        nano \
        less \
        tree \
        tmux \
        qemu-system-x86 \
        qemu-system-arm \
        qemu-system-aarch64 \
        qemu-utils \
    && sed -i '/en_US.UTF-8/s/^# //g' /etc/locale.gen \
    && locale-gen en_US.UTF-8 \
    && update-locale LANG=en_US.UTF-8 LC_ALL=en_US.UTF-8 \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

ENV LANG=en_US.UTF-8
ENV LANGUAGE=en_US:en
ENV LC_ALL=en_US.UTF-8

# Ubuntu 24.04にはUID 1000のubuntuユーザーが存在するため、
# 同じUIDなら既存ユーザーをyoctoへ変更して再利用する。
RUN set -eux; \
    test -n "${USER_UID}"; \
    test -n "${USER_GID}"; \
    test -n "${USERNAME}"; \
    existing_group="$(getent group "${USER_GID}" | cut -d: -f1 || true)"; \
    if [ -z "${existing_group}" ]; then \
        groupadd --gid "${USER_GID}" "${USERNAME}"; \
    fi; \
    existing_user="$(getent passwd "${USER_UID}" | cut -d: -f1 || true)"; \
    if [ -n "${existing_user}" ]; then \
        usermod \
            --login "${USERNAME}" \
            --home "/home/${USERNAME}" \
            --move-home \
            --shell /bin/bash \
            "${existing_user}"; \
        usermod --gid "${USER_GID}" "${USERNAME}"; \
    else \
        useradd \
            --uid "${USER_UID}" \
            --gid "${USER_GID}" \
            --create-home \
            --shell /bin/bash \
            "${USERNAME}"; \
    fi; \
    mkdir -p /etc/sudoers.d; \
    echo "${USERNAME} ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL" \
        > "/etc/sudoers.d/${USERNAME}"; \
    chmod 0440 "/etc/sudoers.d/${USERNAME}"

USER ${USERNAME}
WORKDIR /work

CMD ["bash"]

Dockerfileの要点

  • パッケージインストールをユーザー作成より先に行う
  • sudoを先に導入し、/etc/sudoers.dを作成可能にする
  • Ubuntu 24.04の既存UID 1000ユーザーを再利用する
  • WSL側とコンテナ側のUID/GIDを一致させる
  • CMDは1個だけ、JSON配列形式で記述する
  • BitBakeはrootではなく一般ユーザーで実行する

6. 完成版compose.yaml

~/yocto-docker-env/docker/compose.yamlを作成します。

services:
  yocto-build:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile.yocto-build
      args:
        USERNAME: ${USERNAME:-yocto}
        USER_UID: ${USER_UID:-1000}
        USER_GID: ${USER_GID:-1000}

    image: local/yocto-build:ubuntu24.04
    container_name: yocto-build
    hostname: yocto-build
    working_dir: /work
    tty: true
    stdin_open: true

    volumes:
      - ../workspace:/work
      - ../cache/downloads:/cache/downloads
      - ../cache/sstate-cache:/cache/sstate-cache
      - ../artifacts:/artifacts

7. Compose設定を検証する

Composeファイルがあるディレクトリへ移動します。

cd ~/yocto-docker-env/docker

設定を展開します。

USER_UID=$(id -u) \
USER_GID=$(id -g) \
USERNAME=yocto \
docker compose config

検証済み環境の例：

args:
  USER_GID: "1001"
  USER_UID: "1000"
  USERNAME: yocto

BashのUIDへ代入しない
次は失敗します。

UID=$(id -u) GID=$(id -g) docker compose build

UIDはBashの読み取り専用変数です。USER_UIDとUSER_GIDを使用します。

8. Dockerイメージをビルドする

cd ~/yocto-docker-env/docker

USER_UID=$(id -u) \
USER_GID=$(id -g) \
USERNAME=yocto \
docker compose build --no-cache

成功時の代表ログ：

[+] Building ... FINISHED
✔ Image local/yocto-build:ubuntu24.04 Built

9. コンテナを起動する

USER_UID=$(id -u) \
USER_GID=$(id -g) \
USERNAME=yocto \
docker compose up -d

確認：

docker compose ps
docker compose exec yocto-build bash

期待するプロンプト：

yocto@yocto-build:/work$

10. UID/GIDと書き込み権限を確認する

コンテナ内で実行します。

id
sudo id
pwd

検証済み構成の期待値：

uid=1000(yocto) gid=1001(yocto)
uid=0(root) gid=0(root)
/work

bind mountへの書き込み確認：

touch /work/test-write
touch /cache/downloads/test-write
touch /cache/sstate-cache/test-write
touch /artifacts/test-write

ls -ln /work/test-write
ls -ln /cache/downloads/test-write

所有者が1000 1001なら、WSL側とコンテナ側の権限が一致しています。

11. Pokyを取得する

WSL側またはコンテナ内の/workで取得します。

cd /work
git clone -b scarthgap https://git.yoctoproject.org/poky

使用するブランチは、プロジェクトのYoctoリリースと各meta-layerの対応ブランチへ合わせます。

12. BitBake環境を初期化する

bitbakeはDockerfileでグローバルインストールされるコマンドではありません。Pokyの環境初期化スクリプトでPATHへ追加されます。

cd /work
source poky/oe-init-build-env build-qemu

確認：

which bitbake
bitbake --version

期待例：

/work/poky/bitbake/bin/bitbake

コンテナへ入るたびに必要
新しいシェルでは、毎回source poky/oe-init-build-env build-qemuを実行します。

エイリアスを登録する場合：

echo "alias yocto-env='cd /work && source poky/oe-init-build-env build-qemu'" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

次回から：

yocto-env

13. キャッシュを設定する

/work/build-qemu/conf/local.confへ追記します。

DL_DIR ?= "/cache/downloads"
SSTATE_DIR ?= "/cache/sstate-cache"

確認：

bitbake -e | grep '^DL_DIR='
bitbake -e | grep '^SSTATE_DIR='

期待値：

DL_DIR="/cache/downloads"
SSTATE_DIR="/cache/sstate-cache"

14. 最小イメージをBitBakeする

bitbake core-image-minimal

QEMU向け成果物の例：

find tmp/deploy/images/qemux86-64 -maxdepth 1 -type f | sort

エラー発生時
WSL2固有のエラー原因と対処は、WSL2_Docker_Yocto_トラブルシューティングのページを参照してください。

運用コマンド集

起動

cd ~/yocto-docker-env/docker
docker compose up -d

コンテナへ入る

docker compose exec yocto-build bash

Yocto環境を有効化

cd /work
source poky/oe-init-build-env build-qemu

停止

docker compose stop

削除

docker compose down

workspace、downloads、sstate-cacheはbind mountなので、コンテナを削除しても残ります。

完了判定チェックリスト

  • 作業領域が/home/...配下のext4にある
  • Docker DesktopまたはWSL内Docker Engineのどちらか一方を使用している
  • docker compose configでUID/GIDが空ではない
  • Dockerイメージを正常にビルドできる
  • yocto@yocto-build:/work$で起動できる
  • idのUID/GIDがWSL側と一致する
  • /workとキャッシュ領域へ書き込める
  • source poky/oe-init-build-env build-qemuが成功する
  • which bitbakeでBitBakeパスを確認できる
  • DL_DIRとSSTATE_DIRが永続領域を指している
  • bitbake core-image-minimalを開始できる

まとめ

WSL2上でYocto用Dockerコンテナを安定して構築する際の重要点は、次の4つです。

  1. Yocto作業領域をWSL2のext4上へ置く
  2. Dockerの実行方式を1つへ統一する
  3. WSL側UID/GIDとコンテナ側UID/GIDを一致させる
  4. Ubuntu 24.04の既存UID 1000ユーザーを考慮する

特にUbuntu 24.04では、既存のubuntuユーザーを無視してUID 1000のユーザーを新規作成すると失敗します。既存ユーザーを再利用する完成版Dockerfileを使用することで、WSL2上でもネイティブUbuntuに近い形でYoctoをBitBakeできる環境を構築できます。

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