解說如何在ARM64(Aarch64)的Android手機，透過Termux proot-distro，模擬執行x86_64架構的Ubuntu系統。
1. 說明#
你說，大部分Android裝置都是ARM64架構啊？為什麼不裝ARM版本的Ubuntu就好？有的程式就是很機車，沒有編譯給ARM使用。
那麼在硬跑x86架構程式的路子上，我們就有三種選擇：
- 跑ARM64的系統，安裝 Box64轉譯器
- 透過qemu-system，開一個完整的x86_64模擬機，如 Ubuntu x86_64 + QEMU虛擬機
- 透過qemu-user，模擬執行x86_64的系統。
qemu-system跑的是虛擬機，模擬完整硬體設備，讓Linux可以像跑在真的電腦上一樣。當然十分吃資源。
而qemu-user是userspace的模擬器，能夠在ARM64的裝置模擬執行x86執行檔，卻又不需要用到整個虛擬機的資源。
QEMU支援模擬多種架構，除了x86_64外，模擬32位元x86、RISC-V等架構也是有可能的。
在Termux中，我們只要有rootfs就能讓一個Linux系統跑起來，不需要用到qemu-system的虛擬機模擬。
proot-distro工具內建qemu支援。本文討論的便是用proot-distro工具，搭配qemu-user，跑一個x86_64的系統。
因為是模擬的，程式執行的速度當然比原生的慢，加上proot效能損耗，更慢了。文末我們會比較Proot原生 vs Box64 vs qemu-user的速度。
2. 測試環境#
- 手機：Sony Xperia 10 V，Android 13
- Linux核心版本：5.4
- Termux版本：0.118.0
- qemu-user版本：8.1.0
- Ubuntu版本：20.04（Ubuntu 22.04會遇到apt pub_key無法匯入的問題）
3. 建立x86_64架構的proot Ubuntu#
- 參考
proot-distro新增自訂rootfs，新增
Ubuntu 20.04_x86_64.sh的指令稿。但這裡要改一下內容。
vim $PREFIX/etc/proot-distro/ubuntu20.04_x86_64.sh
- 修改如下
# 指定架構為x86_64
DISTRO_ARCH=x86_64
DISTRO_NAME="Ubuntu20.04 x86_64"
DISTRO_COMMENT="Ubuntu 20.04 Focal x86_64"
TARBALL_STRIP_OPT=0
# 下載x86_64架構的Ubuntu base
TARBALL_URL['x86_64']="https://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/focal/daily/current/focal-base-amd64.tar.gz"
TARBALL_SHA256['x86_64']="16c831cc71b8ab79e5156451558df4a025783ba335047f6343518e7225416929"
- 安裝
qemu-user-x86-64
pkg install qemu-user-x86-64
- 安裝Ubuntu
proot-distro install ubuntu20.04_x86_64
- 登入Ubuntu，proot-distro會自動使用QEMU執行。
proot-distro login ubuntu20.04_x86_64
透過
uname -a指令可看到架構是為x86_64，而不會出現Exec format error。
如果在安裝套件的時候出現
signal 11 Segmentfault錯誤，跑一次dpkg --configure -a即可。
4. 比較原生與模擬執行的速度#
說明：下表的qemu-user指的是本文方法
native代表的是proot Ubuntu安裝的arm64架構的執行檔
Box64表示在proot Ubuntu使用box64指令，轉譯執行x86_64架構的執行檔
使用7z解壓縮一個133MB的zip檔案，用time測要多久時間完成。
| 方法 | qemu-user | native | Box64 |
|---|---|---|---|
| 完成時間（秒） | 5.895 | 2.064 | 2.141 |
從上面的結果來看，速度上native > Box64 > qemu-user
5. 結論#
qemu-user仍然比Box64慢。
使用qemu-user的好處在於，整個Linux系統都是模擬的，卻不用像qemu-system那樣吃資源
若是使用Box64的方案，使用者無法從APT安裝x86_64架構的套件，而qemu-user可以。並且qemu-user較少有unknown system call的錯誤出現。
ARM64架構的系統搭配Box64的作法適合偶爾跑x86_64程式，該程式還不可以依賴太多libc或者特定的函式庫（Box64得一一實作system call）。
qemu-user基本上不會有這個問題，適合專門模擬x86程式的情況。
可是qemu-user仍然會不時出現Segmentfault的錯誤，致使圖形環境的套件裝不起來。