AndroidにUbuntuを入れる：TermuxのQEMUでx86_64 Linux仮想マシンをエミュレートする

infoivonblog.nkfjt@aleeas.com (Ivon Huang) — Sat, 17 Aug 2024 01:00:00 +0800

Androidスマートフォン/タブレットに、完全なLinuxシステムの仮想マシンをインストールする方法を紹介します。rootは不要です。

TermuxではQEMUを使ってLinux仮想マシンをエミュレート実行でき、proot-distro環境の不足を補えます。

なぜQEMUを使うのでしょうか。proot-distroが提供するLinux環境はchrootに似ていますが、それでもPodman、Docker、Snap、Flatpak、Systemdに依存するプログラムなど、動かないパッケージがあります。そのため仮想マシンが必要になります。

QEMUを使うと、x86またはARMアーキテクチャの仮想マシンをエミュレートし、完全なLinuxデスクトップシステムを実行できます。下の画像はAndroidスマートフォンでXubuntuシステムを動かしている画面です。

これでほぼすべてのソフトウェアが動かせます。画像はPodmanの実行結果です。

ついでに言うと、QEMUはLimbo PC Emulatorの背後で使われているエミュレータです。Limboの更新が止まった後でも、TermuxのQEMUパッケージで仮想マシンを動かせます。

注意： ほとんどのAndroidスマートフォンにはKVMカーネルモジュールがありません（Root化したPixelスマートフォンでpKVMを使いQEMUを高速化のみ）。そのためTermuxのQEMUは、PC版LinuxのようにKVMで仮想マシンの実行を高速化できません。KVMがない場合、QEMU仮想マシンの実行速度は非常に遅く、仮想マシン内のプログラム実行速度はTermuxネイティブパッケージの5分の1にも届かない程度です。テキストだけのプログラムならなんとか使えますが、文書作業の体験はよくありません。ゲームはなおさらです。

AndroidスマホでDockerを動かす：Termuxにheadless Alpine Linux QEMU仮想マシンをインストールする

infoivonblog.nkfjt@aleeas.com (Ivon Huang) — Sun, 19 Dec 2021 14:00:00 +0800

注：単にDockerを動かしたいだけなら、この記事の方法は性能がよくありません。より実用的な方法はこちらを参照してください：Androidスマホでネイティブ性能のDockerを動かす

We need to go deeper…

基本的に、Androidスマホではdockerを直接動かせません。kernelがそもそも対応していないからです。とはいえ、QEMU仮想マシンという手があります。ただし残念ながらKVMも使えません。

構成は、TermuxエミュレーターでQEMU仮想マシンを作成し、その仮想マシン内にDockerをインストールして、さらにポートフォワーディングする、という流れです。

スマホ：Sony Xperia 5 II、Android 11、8GB RAM。

簡単なApacheサーバーを例にして、仮想マシン内のdockerで作成したWebページをスマホのブラウザで表示できるか確認します。Webページの内容は以下のとおりです。

1. 仮想マシンを作成してDockerをインストールする
#

Termuxを開き、コマンドを入力します。

pkg install qemu-utils qemu-common qemu-system-x86_64-headless

virtを含むAlpine Linux OSのISOをダウンロードします

mkdir alpine && cd $_
wget http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.12/releases/x86_64/alpine-virt-3.12.3-x86_64.iso

4GBの仮想ハードディスクを作成します

qemu-img create -f qcow2 alpine.img 4G

起動します

qemu-system-x86_64 -machine q35 -m 1024 -smp cpus=2 -cpu qemu64 \
 -drive if=pflash,format=raw,read-only,file=$PREFIX/share/qemu/edk2-x86_64-code.fd \
 -netdev user,id=n1,hostfwd=tcp::2222-:22 -device virtio-net,netdev=n1 \
 -cdrom alpine-virt-3.12.3-x86_64.iso \
 -nographic alpine.img

rootアカウントでログインし、ネットワークカードを有効化します。

setup-interfaces
#Available interfaces are: eth0.
#Enter '?' for help on bridges, bonding and vlans.
#Which one do you want to initialize? (or '?' or 'done') [eth0]
#Ip address for eth0? (or 'dhcp', 'none', '?') [dhcp]
#Do you want to do any manual network configuration? [no]
ifup eth0

oofnikjが用意したanswerfileを使って、システムを素早くインストールします。

wget https://gist.githubusercontent.com/oofnikj/e79aef095cd08756f7f26ed244355d62/raw/answerfile

起動時にメッセージを出力できるようにします

sed -i -E 's/(local kernel_opts)=.*/\1="console=ttyS0"/' /sbin/setup-disk

システムをハードディスクへインストールします。途中でrootアカウントのパスワード作成を求められます。

setup-alpine -f answerfile

まずpoweroffコマンドでシャットダウンし、次にこのコマンドで仮想マシンを起動します（自分でスクリプトとして保存しても構いません）。

qemu-system-x86_64 -machine q35 -m 2048 -smp cpus=2 -cpu qemu64 \
 -drive if=pflash,format=raw,read-only=on,file=$PREFIX/share/qemu/edk2-x86_64-code.fd \
 -netdev user,id=n1,hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::8081-:80 -device virtio-net,netdev=n1 \
 -nographic alpine.img
# mは2GBメモリの割り当て、cpuは2コアCPU、hostfwdはスマホの8081ポートを仮想マシンの80ポートへ転送します。

dockerをインストールし、仮想マシン起動時にサービスが自動起動するよう設定します。

apk update && apk add docker
service docker start
rc-update add docker

2. Apacheサーバーをインストールする
#

ApacheサーバーのイメージをPullします

docker pull httpd

Apacheコンテナを実行し、仮想マシンの80ポートをDockerコンテナの80ポートへ転送します。さらにdockerコンテナのファイルパスをシステムの/root/websiteディレクトリに対応させます。

docker run -d -p 80:80 --name myapache -v /root/website/:/usr/local/apache2/htdocs/ httpd

テスト用Webページを作成します

mkdir website && cd website
vi index.html

Webページには次を入力します。

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
<h1>My Apache Server</h1>
<img src="https://c.tenor.com/61yCyJVoyr8AAAAd/%E6%A1%B6%E7%A5%9E-%E6%89%93%E5%B7%A5.gif">
</body>
</html>

スマホでブラウザを開き、localhost:8081/index.htmlを入力すると、DockerのWebページが正常に表示されます。

3. まとめ
#

仮想マシン+DockerでApache Serverを動かす程度なら、そこそこ使えそうです。ただしMinecraftサーバーのようなものを実行すると、性能低下はかなり目立ちます。

Docker on Ivon's Blog

AndroidにUbuntuを入れる：TermuxのQEMUでx86_64 Linux仮想マシンをエミュレートする

AndroidスマホでDockerを動かす：Termuxにheadless Alpine Linux QEMU仮想マシンをインストールする

1. 仮想マシンを作成してDockerをインストールする #

2. Apacheサーバーをインストールする #

3. まとめ #

1. 仮想マシンを作成してDockerをインストールする
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2. Apacheサーバーをインストールする
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3. まとめ
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