Docker 构建 PetaLinux 开发环境应用教程

Docker构建PetaLinux开发环境应用教程0.背景0.1PetaLinux是什么PetaLinux是Xilinx推出的用于在其自家SoC上构建嵌入式Linux的一套工具集，集成了编译、调试、仿真等众多工具。0.2原有的搭建PetaLinux开发环境的方式有什么问题实验室的项目基于Xilinx的Zynq系列SoC开发，需要使用PetaLinux构建嵌入式Linux系统，第一步就是搭建开发环境。团队成员平时的主力系统是Windows，使用虚拟机的方式搭建Linux开发环境。搭建开发环境出现困难，或为节省时间的目的时会从其他成员那里复制搭建好环境的虚拟机。这些方式已产生或可能产生的问题可以总结如下：1.安装开发环境的依赖稍显复杂，且根据操作系统不同而异，新手不易搞定。安装过程没有被很好的文档化，团队成员重复劳动明显。2.统一操作系统版本困难。开发人员（现有成员、未来加入成员、项目其他团队的成员）可能使用着不同的Linux发行版和版本，因为他们可能有不同的喜好，版本上喜欢尝鲜或守旧，在既有系统上已经有顺手的开发工具和设置等等。而当大家希望统一开发环境或自行搭建失败时，往往选择复制整个虚拟机镜像。3.使用复制整个虚拟机的方式传递开发环境不够灵活。表现为：使用了一段时间后的虚拟机大小可能动辄四五十个GB，拷贝时间长，难以通过网络共享。为保留可回退的环境，可能为虚拟机添加快照，但这会进一步显著增加虚拟机的体积。传递虚拟机不仅传递了需要的开发环境，还传递了大量无用的软件和个人设置，难以兼顾不同开发者之间的习惯差异。对于不同项目、用途可能存在多个虚拟机，资源冗余很大。4.使用虚拟机性能表现差。主机配置不高时，使用虚拟机（可能会再虚拟机内运行IDE等其他开发工具）会经常卡顿，降低了开发效率。5.使用为某一开发环境而复制来的虚拟机，迁就其环境不愿再安装合适的开发工具（如IDE等）。0.3基于Docker的解决方案Docker作为在很多场景下虚拟机的替代方案备受瞩目，其资源消耗小、为单一应用配置环境、易于通过网络共享等特点很好的解决了上面提到的诸多问题。通过Docker来构建PetaLinux开发环境，我们可以获得以下优势：经过压缩的镜像体积只有1GB左右，方便网络传输。很容易再团队中统一开发环境，包括操作系统和各种库。Docker镜像的只读特性保证了有一个可回退的一致环境。开发环境中的依赖被Dockerfile清晰、明确的记录下来，具有很好的文档效应，方便团队长期共享和维护。Docker可以运行在之前的虚拟机的操作系统上，也可以运行在一个“精简”的操作系统上（如DockerforWindows的方式），还可以放到服务器上，运行多个容器供团队成员使用。这使得使用Linux环境的方式更加多样、灵活，且能减少虚拟机性能原因带来的影响现在理想很丰满，但现实中还需要经过一番探究和试验，下面就让我们开始。1.构建Docker镜像Docker的优势就在于我们可以使用“代码”来表示需要的环境，它既能描述环境，也能直接指导生成环境，这份“代码”就是Dockerfile。下面详细的记述了这份Dockerfile的每一部分，过程中遇到的问题、解决办法、注意事项等。关于Dockerfile，可以参考官方的Dockerfilereference1，以及BestpracticesforwritingDockerfiles2。1.1设置构建参数Dockerfile中允许使用ARG指令设置构建时参数，这些参数在Dockerfile中具有默认值，在构建时可以通过--build-arg参数指定新的值来覆盖默认值。这些参数可以在Dockerfile中被引用（引用方式与在shell中引用变量一样），但不会出现在最终的镜像里。注意一条ARG指令只能指定一个参数，这一点和ENV指令是不同的。这里我设置了两个参数如下：

ARGinstall_dir=/opt

ARGinstaller_url=:8000其中install_dir用来指定PetaLinux的安装路径，installer_url用来指定PetaLinux安装包的网络地址。如果安装包在互联网上，则这里是一个访问链接，如果安装包在本地，则这里被指定为Docker的默认网桥，通过它联通本地网络服务器和构建时的临时容器。关于这一部分，我会在后面详述。1.2设置环境变量通常情况下，PetaLinux使用一个设置脚本来添加自身的各项工具到环境变量中，在使用相关工具前需要通过source/settings.sh来执行脚本。但现在我要制作一个专属于PetaLinux的环境，完全可以把环境变量设置好来免去这个步骤。在Dockerfile中使用ENV指令来设置环境变量：

ENVPETALINUX_VER=2014.4\

PETALINUX=${install_dir}/petalinux-v2014.4-final

ENVPATH="${PETALINUX}/tools/linux-i386/arm-xilinx-gnueabi/bin:\

${PETALINUX}/tools/linux-i386/arm-xilinx-linux-gnueabi/bin:\

${PETALINUX}/tools/linux-i386/microblaze-xilinx-elf/bin:\

${PETALINUX}/tools/linux-i386/microb