Running a arm64 of guest on x86_64 host via kvm
최근들어 arm64 아키텍쳐가 인기가 많아졌다. 애플의 실리콘 반도체라고 불리는것도 arm64 기반이며 Windows 11 도 arm64 에서도 작동된다. 리눅스는 오래전부터 다양한 아키텍쳐로 포팅이되었기 때문에 arm64 를 위한 배포판도 다양하게 존재한다. 문제는 arm64 아키텍쳐를 경험하기 위해서 arm64 하드웨어가 있어야 했지만, 이제는 x86_64 기반의 가상머신을 이용하면 arm64 아키텍쳐를 게스트로 운영할 수 있다.
이 문서는 x86_64 기반 가상머신에서 arm64 아키텍쳐기반의 게스트를 실행하는 방법에 대해서 기술한 것이다.
x86_64 가상머신
x86_64 아키텍쳐 기반의 가상머신으로 리눅스 운영체제를 기반으로 KVM 을 활용하고 있다. GUI 툴로서 virt-manager, CLI 로는 virsh 를 활용해서 간단하게 게스트를 생성하고 운영하고 있다. arm64 아키텍쳐 게스트를 운영하기 위한 호스트로서 x86_64 아키텍쳐 기반 가상머신 스펙은 다음과 같다.
- OS: Ubuntu 22.04
- Kernel: 5.15.0-207.156.6.el9uek.x86_64
- CPU: AMD Ryzen 7 2700X Eight-Core Processor
libvirt vs QEMU
arm64 아키텍쳐기반 게스트를 운영하기 위해서는 QEMU 를 사용해야 한다. QEMU 는 가상머신 에뮬레이터라고 생각하면 된다. 문제는 QEMU 는 CLI 기반만 제공한다.
반면에 libvirt 는 KVM/QEMU 등을 지원하는 일종의 핸들러 라이브러리고 생각하면 된다. libvirt 를 이용하면 xml 기반으로 게스트 관련 가상머신 스펙을 정의할 수 있으며 virt-manager 와같은 GUI 툴도 활용할 수 있다.
QEMU 에뮬레이터라고 했기 때문에 arm64 를 위한 QEMU 에뮬레이터를 설치하면 arm64 기반 게스트 운영체제를 운영할 수 있다. 다음과 같이 arm64 를 위한 QEMU 에뮬레이터를 설치해준다.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
$ sudo apt install qemu-system-arm Reading package lists... Done Building dependency tree... Done Reading state information... Done The following packages were automatically installed and are no longer required: guestfish guestmount libconfig9 libguestfs-perl libstring-shellquote-perl libsys-virt-perl libwin-hivex-perl libxml-parser-perl libxml-xpath-perl Use 'apt autoremove' to remove them. The following additional packages will be installed: qemu-efi-aarch64 qemu-efi-arm Suggested packages: vde2 The following NEW packages will be installed: qemu-efi-aarch64 qemu-efi-arm qemu-system-arm 0 upgraded, 3 newly installed, 0 to remove and 2 not upgraded. Need to get 15.8 MB of archives. After this operation, 532 MB of additional disk space will be used. |
위 패키지를 설치가 완료되면 다음과 같이 virt-manager 에서 게스트를 생성할때에 Architecture options 이 생긴다.
arm64 를 위한 지원 파일 생성(Optional)
Ubuntu22.04 에서는 이 과정이 필요하지 않다.
arm64 게스트 실행을 위해서 파일이 필요하다. 첫번째로 NVRAM 변수들을 저장하기 위한 플래쉬 볼륨(Flash volume) 을 생성해야 한다.
|
1 |
]$ truncate -s 64m varstore.img |
두번째로 ARM UEFI 펌웨어 파일이 필요하다.
|
1 2 |
]$ truncate -s 64m efi.img ]$ dd if=/usr/share/qemu-efi-aarch64/QEMU_EFI.fd of=efi.img conv=notrunc |
이제 필요한 사항은 모두 갖춰졌다.
Amazon Linux Arm64 이미지 실행
처음부터 Arm64 기반 OS 를 게스트로 설치하면서 생성할 수도 있다. 하지만 이미 있는 Arm64 기반 OS를 가져다 쓸 수도 있다. 여기서는 Amazon Linux 를 가져다 사용해 보도록 하겠다.
Amazon Linux 는 Amazon 이 AWS 서비스에서 사용할 목적으로 만든 배포판이다. 현재 Amazon Linux2 와 Amazon Linux3 등 다양한 버전을 제공한다. 최근 프로젝트가 Amazon Linux2 를 많이 사용하고 있어서 Amazon Linux2 Arm64 기반 OS 이미지를 게스트로 한번 실행 보도록 하겠다.
Amazon Linux2 는 다음과같이 다운로드 할 수 있다. 이미지 파일은 Amazon Linux 2 virtual machine images 에서 찾을 수 있다.
|
1 |
]$ curl -LJO https://cdn.amazonlinux.com/os-images/2.0.20240610.1/kvm-arm64/amzn2-kvm-2.0.20240610.1-arm64.xfs.gpt.qcow2 |
seed.iso 만들기
Amazon Linux2 는 기본적으로 ec2-user 라는 시스템 계정이 있으며, 로그인을 위해 패스워드 방식이 아닌 SSH 인증키 방식을 사용한다. 하지만 배포되는 이미지에 맞는 인증키가 따로 없기 때문에 부팅과정에서 이 부분을 변경하도록 해야하는데, 이를 위해서 seed.iso 를 만들어 게스트 OS 에 CD-ROM 에 넣어 부팅해준다. 이 부분에 대한 설명은 다음의 페이지에서 찾을 수 있다.
간단하게, 시스템 호스트 이름(나중에 변경하면 된다) 과 ec2-user 에 로그인 패스워드를 변경하도록 seed.iso 파일을 만들어 보도록 하겠다.
먼저 작업을 위한 디렉토리 seedconfig 만들고 meta-data, user-data 파일을 생성한다.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
]$ mkdir seedconfig ]$ vim meta-data local-hostname: amazonlinux.onprem ]$ vim user-data #cloud-config #vim:syntax=yaml users: # A user by the name `ec2-user` is created in the image by default. - default chpasswd: list: | ec2-user:amazon # In the above line, do not add any spaces after 'ec2-user:'. |
로그인이 가능하도록 필요한 부분만 넣었다. 이제 다음과 같이 seed.iso 파일을 생성해 준다.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
]$ genisoimage -output seed.iso -volid cidata -joliet -rock user-data meta-data I: -input-charset not specified, using utf-8 (detected in locale settings) Total translation table size: 0 Total rockridge attributes bytes: 331 Total directory bytes: 0 Path table size(bytes): 10 Max brk space used 0 183 extents written (0 MB) |
virt-manager 로 Amazon Linux2 생성하기
이제 준비할 것들은 모두 갖췄다. virt-manager 를 이용해서 Amazon Linux2 를 구동해 보자.
OS 이미지가 있기 때문에 Import 로 하고 Arm64 는 aarch64 로 선택, Machine Type 은 virt 다.
다운로드 받은 amazon linux2 이미지와 운영체제 종류를 선택한다. 운영체제 종류를 잘 모르겠다면 Generic Linux 로 해도 된다.
Memory, Cpu 는 사양에 맞게 조절해주고 다음을 선택한다.
가상머신 이름을 지정하고 네트워크 선택을 한다음에 반드시 Customize configuration before install 를 체크해 준다. 그리고 Finish 를 하면 다음과 같은 화면이 나온다.
Firmware 를 Custom 으로 하고 no-secboot.fd 선택해 준다. 그리고 설치를 시작해 준다.
정상적으로 부팅이 된다. 로그인이 안되기 때문에 앞에서 만든 seed.iso 파일을 이용해야 한다. 이를 위해서 Amazon Linux2 게스트 OS 에 CD-ROM 하드웨어를 추가해 준다.
이제 VM 을 다시 시작시키면 seed.iso 에 user-data 에 설정한 ec2-user 의 패스워드로 로그인이 가능해 진다.
정상적으로 로그인이 성공했다. ec2-user 는 기본적으로 sudoer 권한을 가지고 있기 때문에 sudo 를 이용해서 root 작업을 할 수 있다.
sshd 에 설정에서 패스워드 인증을 활성화 해준다.
|
1 2 |
- 65 PasswordAuthentication no + 65 PasswordAuthentication yes |
설정을 변경해 줬기 때문에 sshd 를 재시작 해준다.
이렇게 sshd 로 패스워드 인증방식을 활성화 했기 때문에 원격에서 접속도 가능해진다.
마지막으로 Amazon Linux2 게스트 를 셧다운 해주고 seed.iso 를 위한 CD-ROM 하드웨어를 삭제해준다.