ARM Android VM на ARM сервере Ubuntu: полное руководство

Для создания виртуальной машины с ARM Android на ARM сервере под Ubuntu вам потребуется использовать QEMU с правильными параметрами и специальными файлами образа Android. Android действительно имеет уникальную структуру образов, отличающуюся от традиционных операционных систем.

Содержание

• Необходимые файлы для ARM Android VM
• Работа с system.img и vbmeta.img
• Особенности структуры Android образов
• Пошаговая настройка виртуальной машины
• Альтернативные решения и проблемы

Необходимые файлы для ARM Android VM

Для запуска ARM Android виртуальной машины на ARM сервере вам потребуются следующие файлы:

1. system.img - основной образ системы Android, который вы уже скачали из AOSP
2. vbmeta.img - образ метаданных для верифицированной загрузки Android
3. Загрузчик (boot.img) - для Android 11 обычно требуется отдельный загрузчик
4. Дополнительные файлы - в зависимости от конфигурации могут потребоваться vendor.img, userdata.img

Важно: Стандартный qemu-system-aarch64 не поддерживает Android “из коробки” - требуется специальная конфигурация. Как отмечено в исследованиях, upstream qemu-arm doesn’t support running Android.

Для Android 11 (API 30) из AOSP вам следует проверить наличие следующих файлов в сборке:

• boot.img или init_boot.img
• system.img (у вас уже есть)
• vbmeta.img (у вас уже есть)
• vendor_boot.img
• userdata.img (для хранения пользовательских данных)

Работа с system.img и vbmeta.img

Файлы system.img и vbmeta.img используются совместно и имеют специальные требования:

system.img

• Это основной образ файловой системы Android
• Обычно использует формат sparse или ext4
• Может быть зашифрован в зависимости от конфигурации сборки
• Требует правильной монтировки в QEMU через virtio-blk-device

vbmeta.img

• Содержит метаданные для верифицированной загрузки Android
• Используется для проверки целостности system.img
• Требует специальной обработки в QEMU
• Обычно монтируется через pflash устройство

Согласно документации Ubuntu, для работы с ARM образами в QEMU требуется использовать параметры:

bash

qemu-system-aarch64 -M virt -cpu host -m 1024 \
-drive if=pflash,format=raw,file=efi.img,readonly=on \
-drive if=pflash,format=raw,file=varstore.img \
-drive if=none,file=system.img,id=hd0 \
-device virtio-blk-device,drive=hd0

Особенности структуры Android образов

Android образы структурированы иначе, чем традиционные операционные системы, по нескольким причинам:

1. Верифицированная загрузка (Verified Boot)

Android использует систему верифицированной загрузки для обеспечения безопасности:

• vbmeta.img содержит подписи и хеши для проверки целостности
• Проверка выполняется на этапе загрузки
• Это отличает Android от традиционных ОС, где такая система не используется

2. Разделенная структура

Android разбит на несколько образов:

• system.img - основной код системы
• vendor.img - проприетарные драйверы и компоненты
• boot.img - загрузчик и ядро
• userdata.img - пользовательские данные

3. Специальные форматы

• Android использует sparse образы для экономии места
• Формат отличается от стандартных ISO или raw образов
• Требует специального драйвера в QEMU

Как объясняет Collabora, Virglrenderer creates a virtual 3D GPU, that allows the Qemu guest to use the graphics capabilities of the host machine.

Пошаговая настройка виртуальной машины

Шаг 1: Установка необходимых пакетов

sudo apt update
sudo apt install qemu-system-arm qemu-utils qemu-system-aarch64

Шаг 2: Подготовка конфигурации QEMU

Создайте скрипт запуска с следующими параметрами:

#!/bin/bash
sudo qemu-system-aarch64 \
  -M virt,gic-version=max \
  -cpu host \
  -m 2048 \
  -smp 2 \
  -nographic \
  -pflash /usr/share/AAVMF/AAVMF_CODE.fd \
  -pflash /usr/share/AAVMF/AAVMF_VARS.fd \
  -drive if=none,file=system.img,id=systemdisk \
  -device virtio-blk-device,drive=systemdisk \
  -drive if=none,file=vbmeta.img,id=vbmetadisk \
  -device virtio-blk-device,drive=vbmetadisk \
  -netdev user,id=net0 \
  -device virtio-net-device,netdev=net0

Шаг 3: Настройка сети

Добавьте перенаправление портов для ADB:

-netdev user,id=net0,hostfwd=tcp::5555-:5555

Шаг 4: Запуск виртуальной машины

chmod +x android_vm.sh
sudo ./android_vm.sh

Шаг 5: Подключение через ADB

После загрузки системы можно подключиться через ADB:

adb connect localhost:5555

Альтернативные решения и проблемы

Проблемы с запуском Android на QEMU

1. Отсутствие поддержки - стандартный QEMU не поддерживает Android из коробки
2. Верифицированная загрузка - требует специальной конфигурации
3. Графика - может требовать дополнительные настройки GPU

Альтернативные подходы

1. Использование Cuttlefish - официальный эмулятор Android для разработки
2. Android-x86 - но это x86 архитектура, не подходит для ARM
3. Порт AOSP для QEMU - требует компиляции специальных компонентов

Как отмечено в документации ARM-Datacenter, для запуска ARM VM с нуля требуется множество параметров конфигурации: qemu-system-aarch64 -nographic -machine virt,gic-version=max -m 512M -cpu max -smp 4

Источники

1. Emulating ARM with QEMU on Debian/Ubuntu · GitHub
2. Boot ARM64 virtual machines on QEMU | Ubuntu
3. How to run Android 13+ (aosp-arm64) on QEMU without Cuttlefish? - Stack Overflow
4. Building Android for Qemu: A Step-by-Step Guide - Collabora
5. How to launch ARM aarch64 VM with QEMU from scratch. - ARM-Datacenter
6. Run Android app in qemu-arm? - Stack Overflow
7. How to virtualize Android with QEMU/KVM – Clouding.io

Заключение

1. Для ARM Android VM на ARM сервере используйте qemu-system-aarch64 с параметром -M virt
2. Файлы system.img и vbmeta.img являются основой Android образа и требуют специальной обработки в QEMU
3. Android образы структурированы иначе из-за верифицированной загрузки и разделенной архитектуры
4. Наиболее надежный способ - использовать официальные инструменты Android development или Cuttlefish эмулятор
5. Если возникают проблемы с загрузкой, проверьте наличие всех необходимых образов (boot.img, vendor.img) и правильность параметров QEMU

Для профессионального использования рекомендуется изучить документацию по Android emulator и Cuttlefish, которые обеспечивают лучшую совместимость и производительность.