【原创】【笔记】在QEMU中模拟手机AOSP开发全流程

• 作者：Mosect
• 最后更新：2024年10月12日
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详细文章列表：

全流程目录

整体思路

2024年10月12日

1. QEMU的使用

把QEMU启动的实例看成一台手机，那么我们至少需要模拟以下设备硬件：

1. 磁盘（相当于手机的eMMC内部存储器）
2. 屏幕
3. 键盘、鼠标（因为是电脑，所有鼠标相当于触屏）
4. 声卡（声音输出）

qemu都支持这些硬件的模拟，我们只需在启动QEMU时，传递相关参数即可。

Windows平台上安装和运行QEMU

2. BIOS

QEMU实例相当于一台实体机器，启动也必然会执行一段初始化代码，这段程序我们称其为BIOS。

BIOS也有不同的选择，不同硬件厂商会根据生产的硬件编写出适合硬件使用的BIOS。现在电脑或者手机多数使用UEFI BIOS这种标准的BIOS程序，因此我这里也是选择UEFI BIOS程序。

那么问题来了？我们需要自己写BIOS程序吗？

答案是可以，但没必要。有一套现成的UEFI BIOS方案，叫EDK2。而且，EDK2本身就支持QEMU模拟器，因此我们只需编译EDK2的QEMU模块代码，让QEMU启动即可。

edk2开源项目

使用edk2为qemu编译UEFI BIOS

3. Bootloader

机器通电启动BIOS后，用户并不能操作各种硬件，他只是个初始启动程序，功能非常有限，因此需要启动更强大的程序来管理、操作硬件：操作系统（OS）。

传统BIOS启动后，会根据用户的配置，寻找合适的启动设备（比如，你把CD/DVD设备放在启动第一位置，bios就会优先从CD/DVD寻找启动对象）。我们大多数人的电脑都会被设置成从第一块硬盘启动。

UEFI BIOS启动方式有所不同，他会识别所有的存储设备分区配置，如果发现是FAT32格式（或其他UEFI能识别的）分区，并且在此分区指定路径下，发现启动程序文件，则会把此分区当成可启动分区。这些可启动分区根据用户配置的优先级进行排序，然后启动第一个分区里的程序。

但是，不管是传统BIOS还是UEFI BIOS，启动的都不是操作系统本身，而是启动一个叫Bootloader的程序，让Bootloader程序去启动操作系统。

对于Android系统来说，其内核就是Linux系统，因此我们需要自己去写一个Bootloader程序，去启动Linux系统。

Android Bootloader实现

4. Linux内核

启动Linux系统，那必然需要一个编译好的Linux系统程序文件。对于Android来说，使用的内核和原生的Linux内核有些不一样，我们不能直接在Linux内核官网下载和编译，需要去AOSP官网下载Google提供的Android Linux内核，编译。在Google提供的内核源码，是支持QEMU的（Android SDK里带的虚拟机就是QEMU），我们可以直接编译相关版本内核即可。

Android Linux内核

编译Android Linux内核

5. 启动Linux内核

启动Linux可能不难，查找一些文档即可。但是启动符合Android标准的Linux内核，就有些麻烦。但是谷歌还是提供了比较详细的文档：

引导加载程序

分区

我们需要建立符合Android最新标准的分区，传递Android标准的Linux启动参数。这里需要自己去识别不同分区的内容，把Linux内核、Ramdisk、Bootconfig等数据按照Android内核的标准，放到运动内存中。

6. 将Android系统安装到QEMU虚拟磁盘中

如果Bootloader程序和分区建立没问题，那么Linux系统应该能成功启动。启动后，是进不了Android系统的，因为我们只是建立好分区和启动了Linux系统，缺少linux的init程序（初始化程序）。这个init程序就相当于Android系统的入口程序。因此我们需要编译出整个Android系统，然后将Android系统安装到QEMU虚拟磁盘。

AOSP项目官网

编译Android系统

现在问题又来了，如何安装到QEMU虚拟磁盘？

在手机中，一般都是官方提供一个固件包，然后手机进入bootloader模式、recovery模式或者fastboot模式进行安装。那么，QEMU也可以采用此方法。

注意：这里出现一个fastboot和bootloader。在旧版本的Android，这两个是一个东西，都叫bootloader，因为fastboot都是由厂商在bootloader里实现的。新版的Android不一样：谷歌把recovery和fastboot合并启动，统一到了recovery模式中，根据启动原因（可以理解为启动参数），进入fastboot模式或者recovery模式。

这就表示，我们写的bootloader程序可以不去实现fastboot功能，仅仅是启动linux系统就可以了，这会省下不少功夫。

7 未完待续