降临世间的第25年，此时2020，也是当代人见证历史的特殊一年，过去几个月肆虐的病毒在国内已经被控制住了，活着和自由，真的是很美妙。
作为一个菜鸟.NET程序员，随着过去几年Docker的大流行，我也开始学习一些皮毛Linux知识，对我来说，Docker真的是太迷人太强大了，我想在我的手机上安装Docker做一些事情。当下最流行的ARM开发板树莓派4B最高配才4GB RAM，搭载的BCM2711处理器，有四个Cortex-A72大核，而目前Qualcomm和MTK的旗舰处理器已经用上了Cortex-A77核心，近一年发布的中高端安卓手机，动辄6GB/8GB RAM，ROM门槛最低也提升到了64GB，甚至有些旗舰机型皇帝版到了夸张的512GB，如此强悍的配置，只拿来看剧、聊天、刷微博，真的是太可惜了，完全可以胜任生产力工具。 我知道Android手机操作系统是基于Linux的，而且内核是阉割过的，无法直接安装Docker，而且即便可以安装，也是需要ROOT权限的，此路不通，那就换彼路，于是我想通过套娃——在手机上安装Linux ARM，再在Linux ARM中安装Docker。我尝试过很多办法，借助一些软件如大名鼎鼎的Linux Deploy，新兴的UserLand等，通过它们我成功的在Android手机上安装了CentOS、Ubuntu、Debian等Linux发行版，也都成功的安装Docker，但出于某些原因Docker无法运行，这是我无法解决的问题，于是这个想法便搁置。在后来日常上班摸鱼的过程中，偶然得知了一个强大的跨平台开源虚拟化工具，这就是今天的主角——QEMU，它不但可以模拟X86、AMD64等主流平台，ARM、RSIC-V也是不在话下。
期间，我自己按耐不住折腾的心，也买了个树莓派4开发板，最初装了Rasbian系统，它轻而强大，恨不得每天抱着睡觉。但不幸的是，后来的日子里，我发现Rasbian只有32位的系统，于是我只能含泪装了ARM64的Ubuntu 20.04，默认是没有桌面环境的，装了ubuntu-desktop，由于版本太高，始终无法安装VNC，要命的是，树莓派每次有问题都得通过HDMI连接屏幕查看，十分不方便，我并不是拿它来做正经事的，不想再多花钱买一个便携显示器。再加上发热严重，给人很不靠谱的感觉，于是，树莓派渐渐失去了我的宠爱，既然没有64位的Raspbian，那在哪装ARM64的Ubuntu不是一样的呢。
这里还有一个重要角色，一个强大的Android应用——Termux，它相当于一个特殊版本的Linux，可以直接安装运行一些应用，当然也包括QEMU，我打算通过它安装QEMU，再模拟安装Linux ARM，再安装Docker，想法切实可行，但一路仍艰难险阻，故作此文。
确保安装qemu-system-aarch64和qemu-image，推荐4.0以上版本，安装过程参见QEMU官网
qemu-system-aarch64 -version
#正常情况下，你将看到返回下面这些狗东西，说明qemu-system-aarch64你已经正确安装了
QEMU emulator version 4.2.0 (v4.2.0-11797-g2890edc853-dirty)
Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
qemu-img -V
#正常情况下，你将看到返回下面这些狗东西，说明qemu-img你已经正确安装了
qemu-img version 4.2.0 (v4.2.0-11797-g2890edc853-dirty)
Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
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下载Ubuntu或Debian的arm64(aarch64)的iso文件，建议下载最新版的系统，不多赘述，这一步要是都搞不定，就别往下看了
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从Linux应用中心搜索qemu-efi-aarch64，下载对应发行版对应版本对的deb文件，用7zip等文件解压，拷贝出QEMU_EFI.fd文件
#创建格式为qcow2的文件名为debian.qcow2容量为15GB的磁盘
qemu-img create -f qcow2 debian.qcow2 15G
#on Windows cmd
qemu-system-aarch64 ^
-M virt -m 3G -cpu cortex-a72 -smp 2 ^
-bios QEMU_EFI.fd ^
-drive id=cdrom,media=cdrom,if=none,file=debian-10.4.0-arm64-xfce.iso ^
-device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom ^
-drive id=hd0,media=disk,if=none,file=debian.qcow2 ^
-device virtio-scsi-pci -device scsi-hd,drive=hd0 ^
-nic user,model=virtio-net-pci,hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::6900-:5900 ^
-monitor stdio
#on Linux terminal
qemu-system-aarch64 \
-M virt -m 3G -cpu cortex-a72 -smp 2 \
-bios QEMU_EFI.fd \
-drive id=cdrom,media=cdrom,if=none,file=debian-10.4.0-arm64-xfce.iso \
-device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom \
-drive id=hd0,media=disk,if=none,file=debian.qcow2 \
-device virtio-scsi-pci -device scsi-hd,drive=hd0 \
-nic user,model=virtio-net-pci,hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::6900-:5900 \
-nographic
#注意事项
-monitor stdio是默认使用serial0控制台，在windows下请使用此项,如在linux下，请替换为-nographic，因为在Linux中存在键盘方向键无法使用的问题，十分不便
如需要安装ubuntu-20.04-server-live-arm64，只需替换镜像文件和磁盘文件路径即可，另外，ubuntu 20.04及更新版本在Windows下安装会出现问题，建议在Linux下进行
参数说明
| 参数 | 值 | 含义 |
|---|---|---|
| -M | virt | 模拟的机器类型 |
| -m | 3G | 3GB RAM，还可以写3072或3072M |
| -cpu | cortex-a72 | 模拟的CPU类型，cortex-a72是ARMv8架构比较新的，性能比较强，也可以使用A57或A53 |
| -smp | 2 | 模拟的CPU核心数 |
| -bios | QEMU_EFI.fd | uefi引导文件，目录可以改，文件名也可以改 |
| -drive id=cdrom,media=cdrom,if=none,file=ubuntuordebian.iso -device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom \ | debian-10.4.0-arm64-xfce.iso | 启动关盘镜像 |
| -drive id=hd0,media=disk,if=none,file=debian.qcow2 -device virtio-scsi-pci -device scsi-hd,drive=hd0 | debian.qcow2 | 磁盘，系统将会安装到这个磁盘中 |
| -nic user,model=virtio-net-pci,hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::6900-:5900 | hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::6900-:5900 | 端口转发，宿主机2222端口映射虚拟机22端口，6900对应5900，可按需更改 |
| -nographic | 不使用qemu gui窗口 | |
| -monitor stdio | 默认hi用qemu的serial0窗口 | |
| -device virtio-gpu-pci | 用于显示带gui的操作系统，安装时不建议使用该选项，因为在Window和Linux下键盘鼠标都无法使用，安装完成后运行时可使用（ARM下官方推荐的两个显示设备之一） | |
| -device ramfb | 用于显示带gui的操作系统，安装时不建议使用该选项，因为在Window和Linux下键盘鼠标都无法使用，安装完成后运行时可使用（ARM下官方推荐的两个显示设备之一） |
注意，真正的难题出现了，安装完成后，如果使用-bios QEMU_EFI.fd启动，登陆时会按默认的UEFI启动项顺序启动，会出现 Start PXE over IPv4等信息，无法启动进入系统。关于这个问题，Debian官网有描述，参见[Debian官网Wiki](https://wiki.debian.org/UEFI#Booting_from_removable_media"debian uefi")，出现的原因，是因为原有的UEFI引导项没有从grubaa64.efi启动的，那我们需要新建一个引导项从grubaa64.efi启动。但是，由于-bios QEMU_EFI.fd是只读的，我们即便本次新建了引导项，等关机后再次启动时，新增的UEFI引导项会丢失，官方提供了pflash来解决这问题，它是可读写的。我这里提供了几个Demo文件，可以让你直接启动到系统，但是仅适用于Debian，如果是ubuntu，你还需要自己动手。
首先，我们将QEMU_EFI.fd文件打包到img文件中，给64MB大小即可，在Linux下执行以下命令
dd if=/dev/zero of=flash0.img bs=1M count=64
dd if=QEMU_EFI.fd of=flash0.img conv=notrunc
dd if=/dev/zero of=flash1.img bs=1M count=64
在上一步中，会生成两个文件flash0.img和flash1.img，我们用pflash来启动
#on Windows cmd
qemu-system-aarch64 ^
-M virt -m 3G -cpu cortex-a72 -smp 2 ^
-drive file=flash0.img,format=raw,if=pflash ^
-drive file=flash1.img,format=raw,if=pflash ^
-drive id=hd0,media=disk,if=none,file=debian.qcow2 ^
-device virtio-scsi-pci -device scsi-hd,drive=hd0 ^
-nic user,model=virtio-net-pci,hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::6900-:5900 ^
-monitor stdio
#on Linux terminal
qemu-system-aarch64 \
-M virt -m 3G -cpu cortex-a72 -smp 2 \
-drive file=flash0.img,format=raw,if=pflash \
-drive file=flash1.img,format=raw,if=pflash \
-drive id=hd0,media=disk,if=none,file=debian.qcow2 \
-device virtio-scsi-pci -device scsi-hd,drive=hd0 \
-nic user,model=virtio-net-pci,hostfwd=tcp::2222-:22,hostfwd=tcp::6900-:5900 \
-nographic
#注意事项
-monitor stdio是默认使用serial0控制台，在windows下请使用此项,如在linux下，请替换为-nographic，因为在Linux中存在键盘方向键无法使用的问题，十分不便
如果安装了桌面环境，无论Windows还是Linux，请替换为-device virtio-gpu-pci 或 -device ramfb
注意，因为我们还没有添加引导项，所以本次登陆时仍会出现 Start PXE over IPv4等类息，此时我们在控制台输入以下内容(一个标点符号都不要少)，然后Enter，即可正常进入系统
#for debian
\EFI\debian\grubaa64.efi
#ubuntu
\EFI\ubuntu\grubaa64.efi
成功进入系统后，我们新增一个uefi启动选项，并设置为启动首选项，通过以下命令即可解决问题
#for debian
efibootmgr -c -d /dev/sda -p 1 -L debian -l \EFI\debian\grubx64.efi
#ubuntu
efibootmgr -c -d /dev/sda -p 1 -L debian -l \EFI\ubuntu\grubx64.efi
#执行成功的情况下，可以看到如下响应
#大致意思是，列出来现有的启动项，并且新增了序号为Boot0007*，备注为debian的启动项，而且在启动顺序BootOrder中，我们新增的007已经排列到第一位了，关机后下次再进入系统，就无需再手动输入uefi引导文件的位置了
BootCurrent: 0006
Timeout: 3 seconds
BootOrder: 0007,0000,0001,0002,0003,0004,0005,0006
Boot0000* UiApp
Boot0001* UEFI Misc Device
Boot0002* UEFI Misc Device 2
Boot0003* UEFI QEMU QEMU HARDDISK
Boot0004* UEFI PXEv4 (MAC:525400123456)
Boot0005* UEFI HTTPv4 (MAC:525400123456)
Boot0006* EFI Internal Shell
Boot0007* debian
Good Luck，感谢你看到这里，希望能给你一些帮助。不出意外，你已经成功了。这里的一些问题，曾经一度困扰我很久，中间断断续续了很多次，占用了我许多上下班时间，但是还是坚持下来了，给自己的点个赞。办法总比困难多，仔细看文档，许多问题官方文档都有写。如果一直搞不定，想必我会一直没心思认真搞别的，哈哈，明天开始终于可以放下心去做更重要的事情了。
qemu-system-aarch64 debian-buster-arm64-xfce debian-10.4.0-arm64-xfce ubuntu-focal-live-server-arm64 ubuntu-20.04-live-server-arm64 qemu arm64 uefi qemu aarch64 uefi