Build and emulate custom android kernel
Introdution
저번 포스트에서 안드로이 커널을 수정하여 android emulator로 작동 시켰었다.
이런 방법은 주로 AOSP 에서 배포하는 goldfish 커널을 이용한 방법이다.
하지만 5.4 버전 이후 goldfish 배포는 중단되었고, 이후 배포되는 커널은 빌드해도 android emulator 로 에뮬레이팅이 되지 않는다.
그 이유는 5.4 버전 이전에는 ramdisk를 사용하지만 그 이후에는 initramfs 를 이용한 early mount 를 사용하는 것으로 추정된다.
해당 버전 이후로는 cuttlefish라는 새로운 에뮬레이팅 프레임워크로 에뮬레이션이 가능하고, 커널 커스텀 역시 일부 버전이 가능하다.
인터넷에서 android emulation 을 하는 방법은 죄다 goldfish 커널로 에뮬레이팅 하는 방법만 있기에 해당 포스트에 cuttlefish 로 커스텀 빌드를 하는 방법을 소개한다.
Install cuttlefish
먼저 호스트에 cuttlefish 를 설치해야 한다. culttlefish를 사용허려면 호스트가 KVM 을 지원해야한다.
나는 KVM을 지원하는 Ubuntu에서 cuttlefish를 설치했다.
sudo apt install -y git devscripts config-package-dev debhelper-compat golang curl
git clone https://github.com/google/android-cuttlefish
cd android-cuttlefish
for dir in base frontend; do
cd $dir
debuild -i -us -uc -b -d
cd ..
done
sudo dpkg -i ./cuttlefish-base_*_*64.deb || sudo apt-get install -f
sudo dpkg -i ./cuttlefish-user_*_*64.deb || sudo apt-get install -f
sudo usermod -aG kvm,cvdnetwork,render $USER
sudo reboot
다음과 같은 명령어로 호스트에 cuttlefish를 설치 할 수 있다.
Build Kernel
AOSP 에서는 에뮬레이터에서 돌아가는 안드로이드 커널을 종종 배포한다.
해당 페이지에서 안드로이드 에뮬레이터를 지원하는 적절한 커널을 다운받는다.
나는 common-android12-5.10를 다운받았다.
mkdir common-android12-5.10
cd common-android12-5.10
repo init -u https://android.googlesource.com/kernel/manifest -b common-android12-5.10
repo sync
그 후 내가 원하는 부분만 소스코드를 적절하게 고친 다음 KASAN을 적용해서 커널을 빌드했다.
KASAN 관련 빌드 설정은 common-modules/virtual-device 디렉토리에서 구할 수 있다.
BUILD_CONFIG=./common-modules/virtual-device/build.config.virtual_device_kasan.x86_64 ./build/build.sh
5.13버전 이후로는 build.sh가 아니라 bazel을 이용해 빌드하도록 패키지를 배포한다.
tools/bazel build //common-modules/virtual-device:virtual_device_kasan_x86_64_dist
빌드를 하게 되면 out 디렉토리에 dist 가 생성되고 거기에는 다음과 같은 두 파일이 존재한다.
- bzImage: 커널 이미지
- initramfs.img: 파일시스템 이미지
Download Emulator
빌드를 하게 되면 out 디렉토리에 dist 패키지가 생성된다. 해당 dist 패키지를 이용해 cuttlefish로 에뮬레이팅을 할 수 있다.
먼저 cuttlefish로 에뮬레이팅 프레임워크를 설치했다면, 주기적으로 개발되어 배포되는 에뮬레이터를 받아야 한다. 그 링크는 다음과 같다.
나는 여기서 aosp_android13-gsi 브랜치에 있는 에뮬레이터를 다운받았다.
거기에는 여러 아키텍처를 지원하는 에뮬레이터들이 있는데, 나는 x86_64 에서 테스트를 할 것이므로 aosp_cf_x86_64_phone 을 받았다.
그 후 Artifacts 탭에 들어가 cvd-host_package.tar.gz 라는 이름의 호스트 패키지 아티팩트를 다운받았다.
그 후 해당 패키지를 압축 해제 한 후에, 빌드한 커널과, 파일시스템 이미지를 인자로 주어 실행하면 된다.
mkdir emulator
cp emulator
mv [host package artifact].tar.gz .
tar -xvf [host package artifact].tar.gz]
HOME=$PWD ./bin/cvd start -kernel_path=[path to bzImage] -initramfs_path=[path to initramfs.img]
그럼 안드로이드 에뮬레이팅이 실행되는 것을 확인할 수 있다.
Access to GUI
cuttlefish는 실행될때 기본적으로 --start_webrtc 옵션을 활성화 한다. 이 옵션은 웹을 통해 에뮬레이터의 GUI를 볼 수 있게 하는 옵션이다.
해당 옵션을 주면 https://localhost:8443 으로 접속하여 GUI를 볼 수 있다.
해당 GUI를 통해 디바이스를 ON 하면 에뮬이 실행되는 것을 확인할 수 있다.
Acess to ADB
다운받은 에뮬레이터는 여러가지 툴들을 지원한다. 그 툴들은 bin 디렉토리에서 확인 할 수 있다.
$ ls ./bin
acloud avbtool cvd_host_bugreport cvd_status fsck.f2fs log_tee metrics ms-tpm-20-ref restart_cvd tombstone_receiver wmediumd_control
adb bt_connector cvd_internal_host_bugreport cvd_test_gce_driver gnss_grpc_proxy lpmake mkbootfs mtools root-canal toybox wmediumd_gen_config
adb_connector config_server cvd_internal_start defrag.f2fs health lpunpack mkbootimg newfs_msdos run_cvd unpack_bootimg x86_64-linux-gnu
allocd console_forwarder cvd_internal_status dump.f2fs kernel_log_monitor lz4 mkenvimage_slim operator_proxy secure_env webRTC
allocd_client crosvm cvd_internal_stop extract-ikconfig launch_cvd make_f2fs mmd powerwash_cvd socket_vsock_proxy webrtc_operator
assemble_cvd cvd cvd_send_sms
이 중에는 adb 라는 툴이 존재한다. 해당 adb를 통해 에뮬레이팅 된 커널에 쉘로 접근할 수 있다.
$ adb shell
vsoc_x86_64:/ $ uname -a
Linux localhost 5.10.198-android12-9-00014-g99512f12160f-dirty #1 SMP PREEMPT Fri Dec 22 22:47:40 UTC 2023 x86_64 Toybox
Conclusion
원래는 옛날 버전의 안드로이그 커널만 몇번 에뮬 해봤다가 상대적으로 요즘 커널을 에뮬레이팅 하려는데 계속 안돼서 고난을 겪었다.
이제는 그 문제가 해결됐으니 여러 원데이 공부를 할 수 있을것이라 생각된다.