x86_64のWSL2でRaspberry Pi OS(aarch64)向けコンテナをビルド

x86_64 な Windows 11 の WSL2 上の Docker で、aarch64 な Raspberry Pi OS 上の Docker 向けコンテナをビルドする手順です。

基本的に Multi-platform buildsをなぞった内容で、ポイントは以下の通り。

wsl2$ docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all
wsl2$ docker build --platform linux/arm64 -t alpine_aarch64 .

WSL2 側の準備

Docker Engine のインストール

1. Ubuntu(Latest を対象) をインストール。インストール済みなら次へ
2. Install Docker Engine on Ubuntu の apt repository からのインストール に従って Docker Engine をインストール
   • 一般ユーザーで docker コマンドを使いたいなら sudo usermod -a -G docker $USER を実行
3. docker run --rm hello-world で動作確認

扱えるアーキテクチャは docker buildx ls で確認できます。
この時点では x86 アーキテクチャのみです。

wsl2$ docker buildx ls --no-trunc
NAME/NODE     DRIVER/ENDPOINT   STATUS    BUILDKIT   PLATFORMS
default*      docker
 \_ default    \_ default       running   v0.22.0    linux/amd64, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/amd64/v4, linux/386

Multi-platform builds

Multi-platform builds の QEMU に沿って binfmt をインストール。

docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all

実行例

wsl2$ docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all
installing: mips64le OK
installing: mips64 OK
installing: ppc64le OK
installing: riscv64 OK
installing: arm OK
installing: s390x OK
installing: loong64 OK
installing: arm64 OK
{
  "supported": [
    "linux/amd64",
    "linux/amd64/v2",
    "linux/amd64/v3",
    "linux/amd64/v4",
    "linux/arm64",
    "linux/riscv64",
    "linux/ppc64le",
    "linux/s390x",
    "linux/386",
    "linux/mips64le",
    "linux/mips64",
    "linux/loong64",
    "linux/arm/v7",
    "linux/arm/v6"
  ],
  "emulators": [
    "WSLInterop",
    "WSLInterop-late",
    "qemu-aarch64",
    "qemu-arm",
    "qemu-loongarch64",
    "qemu-mips64",
    "qemu-mips64el",
    "qemu-ppc64le",
    "qemu-riscv64",
    "qemu-s390x"
  ]
}

再度 docker buildx ls をすると、扱えるアーキテクチャが増えていることが確認できます。
Raspberry Pi OS(64-bit) の aarch64 は linux/arm64 です。

wsl2$ docker buildx ls --no-trunc
NAME/NODE     DRIVER/ENDPOINT   STATUS    BUILDKIT   PLATFORMS
default*      docker
 \_ default    \_ default       running   v0.22.0    linux/amd64, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/amd64/v4, linux/386, linux/arm64, linux/riscv64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/mips64le, linux/mips64, linux/loong64, linux/arm/v7, linux/arm/v6

ビルドしてみる

Dockerfile

FROM alpine

まずはデフォルトとなる x86 アーキテクチャ向けでビルド。

wsl2$ ls
Dockerfile
wsl2$ docker build -t alpine_x86 .
wsl2$ docker run --rm alpine_x86 uname -m
x86_64

aarch64 アーキテクチャ向けでビルド。
※ docker run の際に --platform をつけ忘れるとWARNINGが出ます（が、実行してくれます）

wsl2$ docker build --platform linux/arm64 -t alpine_aarch64 .
wsl2$ docker run --platform linux/arm64 --rm alpine_aarch64 uname -m
aarch64

コンテナをアーカイブ

Raspberry Pi に持ち込むため、コンテナをアーカイブします。
※ docker push とかリポジトリ経由でもいいです

docker save alpine_aarch64 | gzip - > alpine_aarch64.tar.gz

alpine_aarch64.tar.gz を Raspberry Pi に（何らかの方法で）コピーします。

Raspberry Pi 側の準備

Docker Engine のインストール

1. Docker Engine は convenience script に沿って get-docker.sh を実行してインストール
   • 一般ユーザーで docker コマンドを使いたいなら sudo usermod -a -G docker $USER を実行
2. docker run --rm hello-world で動作確認

扱えるアーキテクチャは docker buildx ls で確認できます。
当然ながら Arm アーキテクチャが扱えます。

rpi$ docker buildx ls --no-trunc
NAME/NODE     DRIVER/ENDPOINT   STATUS    BUILDKIT   PLATFORMS
default*      docker
 \_ default    \_ default       running   v0.22.0    linux/arm64, linux/arm/v7, linux/arm/v6

alpine_aarch64.tar.gz を取り込んで実行してみます。

rpi$ cat alpine_aarch64.tar.gz | gunzip -c | docker load
a16e98724c05: Loading layer [==================================================>]  8.461MB/8.461MB
Loaded image: alpine_aarch64:latest
rpi$ docker images
REPOSITORY       TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
alpine_aarch64   latest    df9cbdbfb963   3 months ago   8.17MB
rpi$ docker run --rm alpine_aarch64 uname -m
aarch64

無事、WSL2 側でビルドした aarch64 向けコンテナが、Raspberry Pi 上で実行できました。

Raspberry Pi OS(64-bit) 上で x86 向けコンテナをビルドする

逆のパターンです。
といっても、Raspberry Pi OS 上で docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all をすれば --platform linux/amd64 が使えるようになります。

トラブルシュート

docker run --platform .. で exec format error

wsl2$ docker run --platform linux/arm64 --rm alpine_aarch64
exec /bin/uname: exec format error

こうなった場合は、再度 docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all を実行します。

wsl2$ docker run --platform linux/arm64 --rm alpine_aarch64
exec /bin/uname: exec format error
wsl2$ docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all
 ...
wsl2$ docker run --platform linux/arm64 --rm alpine_aarch64
aarch64

tonistiigi/binfmt は QEMU に対して透過的にアクセスできるようにします。
この状態はホスト側の /proc/sys/fs/binfmt_misc/ 内の qemu-(arch) ファイルで確認できます。ざっくり言うなら、このファイルがあれば --platform オプションが機能するという理解でOKです(詳細はこちら)。

wsl2$ ls /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-*
ls: cannot access '/proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-*': No such file or directory
wsl2$ docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all
 ...
wsl2$ ls /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-*
/proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-aarch64      /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-mips64el
/proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-arm          /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-ppc64le
/proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-loongarch64  /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-riscv64
/proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-mips64       /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-s390x
wsl2$ cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-aarch64
enabled
interpreter /usr/bin/qemu-aarch64
flags: POCF
offset 0
magic 7f454c460201010000000000000000000200b700
mask ffffffffffffff00fffffffffffffffffeffffff

このファイルは再起動後には無くなります。そのため必要時に docker run --privileged --rm tonistiigi/binfmt --install all を実行してください。

EoT