chroot 用来在指定根目录运行命令（即指定 / 的位置），不可操作指定目录之外的地方。其是一种非常简单的资源隔离化操作，类似 Linux 的 Mount Namespace，可实现模拟版的 docker。

一、背景

其好处如下：

• 增强系统安全性，限制用户权利
  经 chroot 之后，在新根下将访问不到旧系统的根目录结构和文件，这样就增强了系统的安全性；这个一般是在登录 (login) 前使用 chroot，以此达到用户不能访问一些特定的文件；
• 建立一个与原系统隔离的系统目录结构，方便用户的开发；
  使用 chroot 后，系统读取的是新根下的目录和文件，这是一个与原系统根下文件不相关的目录结构；在这个新的环境中，可以用来测试软件的静态编译以及一些与系统不相关的独立开发；
• 切换系统的根目录位置，引导 Linux 系统启动以及急救系统等；
  chroot 的作用就是切换系统的根位置，而这个作用最为明显的是在系统初始引导磁盘的处理过程中使用，从初始 RAM 磁盘 (initrd) 切换系统的根位置并执行真正的 init；另外，当系统出现一些问题时，我们也可以使用 chroot 来切换到一个临时的系统；

如果一个进程/命令运行在一个不能访问外部根目录文件的已修改环境中，这种修改环境通常被称为监禁目录（jail）或是chroot 监禁，只有特权进程和根用户才能使用 chroot 命令；这通常是很有用的：

• 将特权分配给无特权的进程，例如 Web 服务或 DNS 服务；
• 建立测试环境；
• 不使程序或系统崩溃下，运行旧程序或 ABI 兼容的程序；
• 系统恢复；
• 重新安装引导装载程序，例如 Grub 或 Lilo；
• 密码找回，重置一个已丢失的密码等；

二、语法

在现今的 Linux 上，chroot 既是一个 CLI 工具（chroot(8)），又是一个系统调用（chroot(2)）；命令语法如下：

chroot [OPTION] NEWROOT [COMMAND [ARGS]...]

# 例如：
chroot /path/to/new/root command
# 或
chroot /path/to/new/root /path/to/server
# 或
chroot [options] /path/to/new/root /path/to/server

# 选项
--userspec=USER:GROUP  # 使用指定的 用户 和 组 (ID 或 名称)
--groups=G_LIST        # 指定补充组 g1,g2,..,gN 
--help     # 显示帮助并退出
--version  # 显示版本信息并退出

• 目录(dir)：指定新的根目录；
• 指令(command)：指定要执行的指令；
  COMMAND 指的是切换 root 目录后需要执行的命令，如果没有指定，默认是 ${SHELL} -i，大部分情况是 /bin/bash；

此外，执行 chroot(8) 需要使用 root 权限；例如，简单地，我们可以这样使用：sudo chroot /path/to/new/root /bin/bash

三、案例

3.1 命令

# 创建对应的新的根目录：
$ J=$HOME/jail
$ mkdir -p $J
$ mkdir -p $J/{bin,lib/x86_64-linux-gnu,lib64,etc,var}

# 将几个必要的命令工具 copy 到 bin/ 下：
$ sudo cp -vf /bin/{bash,ls} $J/bin

# 将步骤 2 中可执行命令依赖的动态库 copy 到 jail/ 下：
$ list=`ldd /bin/ls | egrep -o '/lib.*\.[0-9]'`
$ for i in $list; do sudo cp -vf $i $J/$i; done
$ list=`ldd /bin/bash | egrep -o '/lib.*\.[0-9]'`
$ for i in $list; do sudo cp $i -vf $J/$i; done

# 执行 chroot 命令：
$ sudo chroot $J /bin/bash

bash-4.3# ls
bin  etc  lib  lib64  var
bash-4.3# cd /
bash-4.3# ls
bin  etc  lib  lib64  var
bash-4.3# cd ..
bash-4.3# ls
bin  etc  lib  lib64  var

# 可以看到无论我们如何改变目录，其根目录都被隔离在 $J 中；
# 执行 exit 命令可退出这一环境；

3.2 系统调用

#include <unistd.h>
int chroot(const char *path);

#include <stdio.h>
#include <error.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

char *const path = "/root/jail"; // 如上文实验所述目录
char *const argv[] = {"/bin/bash", NULL};

int main(void) {
    if (chroot(path) != 0) {
        perror("chroot error");
          exit(1);
    }
    chdir("/");                 // 忽略返回值
    execvp("/bin/bash", argv);  // 忽略返回值
    return 0;
}

编译和运行代码：

$ gcc test_chroot.c -o test_chroot

$ ./test_chroot # 非 root 用户执行命令
chroot error: Operation not permitted

$ sudo ./test_chroot
bash-4.3#

3.3 查找服务是否存在于 chrooted 监禁内

可通过查看进程的 /proc/<pid>/root 来查看对应进程是否处于 chroot 监禁中；如上文，其 chroot 下 bash 的执行进程为 15768，则有：

$ sudo ls -ld /proc/15768/root
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Apr 17 22:47 /proc/15768/root -> /root/jail

可见其根目录已经被修改为 /root/jail；

四、注意事项

从上面的例子看出，chroot 是相当简单的，但是最终可能出现几种不同的问题而结束，例如：

• 在 jail 中缺失库文件可能直接导致 jail 崩溃；
• 一些复杂的程序不好被 chroot；
• 正在运行某一程序的 jail 不能再运行其他程序，不能更改任何文件，也不能”假设”另一个用户的身份；放宽这些限制，会降低你的安全性，请根据具体情况使用chroot；

因此要么尝试真正的jail，例如：FreeBSD提供的，要么用虚拟化解决，比如Linux 下的 KVM；还要注意：

• 当你升级本地程序时，不要忘记升级已 chroot 的程序；
• 并非所有程序能够或者应该被 chroot；
• 任何需要 root 权限操作的程序，对其 chroot 是没意义的，因为通常 root 用户都能脱离 chroot；
• Chroot 并不一个高招；更多的可以学习如何保护和加强系统的各个部分；

参考：案例
参考：参数