大家好，我是极客范的本期栏目编辑小友，现在为大家讲解苹果M1芯片版的Mac已可运行Linux系统问题。
苹果M1芯片版的Mac已可运行Linux系统问题。自从苹果推出使用其新的高性能ARM芯片的新Mac以来，第三方软件开发人员一直试图在新硬件上启动和运行替代操作系统。上个月初，一些开发人员在M1 Mac上启动了Windows 10和Fedora Linux虚拟机，但这并不能替代操作系统。在M1 Mac替代操作系统的开发中，最大的突破是ARM设备虚拟机专业公司Corellium的团队。该团队设法移植了Linux，并使其在M1 Mac Mini上“完全可用”。
新的Linux端口使得Ubuntu首次在苹果的M1 Macs上运行。Corellium已成功将Ubuntu移植到M1 Macs，并发布了一个教程供其他人学习。修改后的Ubuntu版本将在启动后加载到常规用户界面，并包含USB支持。
虽然M1芯片与其他苹果芯片共享了很多组件，但它是非标准化的，所以创建Linux驱动程序来确保Ubuntu正常运行并不容易。
苹果在设计M1 Mac时没有考虑双系统或替代系统。苹果公司软件工程高级副总裁Craig Federighi此前曾指出，政府无意支持其他操作系统在本地启动，比如Windows或Linux。虚拟机似乎是苹果推荐用户使用其他操作系统的唯一方式，但这并不妨碍人们创建自己的端口。
Hector Martin是一个经常在各种硬件上运行Linux的开发人员，他也在尝试将Linux移植到M1 Macs上。这些开发者大多被苹果M1芯片提供的性能优势所吸引。在基于ARM的MAC上运行Linux必须是静默的。“能够运行Linux的ARM笔记本电脑让我期待了很久，”Linux的创造者Linus Torvalds在11月表示。“除了操作系统，新版Apple Air几乎完美无缺。”
科雷利姆发了一条信息。
科雷利姆首席技术官克里斯韦德昨天在推特上宣布了团队工作的最新进展。他在博客中写道：“研究苹果M1不仅是为了创建一个新的Linux端口，也是我们安全研究的一部分。”
这篇博文提供了Corellium在这个过程中克服的很多障碍，包括处理苹果的SoC如何创造出更多的CPU内核，处理苹果专有的中断控制器等等。此外，Corellium还添加了一个预加载器，它充当Linux的包装器，并作为启动处理器内核的缓冲区。
本文包括一个在M1 Mac上安装Ubuntu的教程，以及一个用户可以下载的Github存储库(corellium /linux-m1)。按照这些步骤，用户最终可以直接从USB启动操作系统。但是，距离Boot Camp风格的双系统还有很长的路要走。即使Corellium团队已经发布了教程，但其步骤仍然比大多数用户想象的要复杂，因此不建议普通用户将其作为日常驱动使用。
“这个新端口在Mac Mini M1上“完全可用”，可以通过USB启动完整的Ubuntu桌面。”Corellium首席技术官Chris Wade表示，“不过，用户会需要一个USB-C加密狗才能让网络正常工作，运行端口需要对Linux和定制内核有所了解。Corellium将很快发布关于这一过程的教程。”
技术细节
Corellium团队表示，苹果不使用传统方法启动其CPU。首先，它引导加载程序运行一个名为Mach-O的可执行文件，该文件被包装在名为IMG4的签名包装器中。随着更多的中央处理器内核启动，情况变得更加复杂，它们将从内存映射输入/输出(MMIO)寄存器中指定的地址开始运行内核。
苹果设计了自己的控制器，超出了通常的ARM通用中断控制器(GIC)标准。定时器指向快速中断请求(FIQ)，这不是一个标准化的程序，反映了旧的32位ARM系统。根据Corellium团队的说法，必须提供一组处理器间中断(IPI)，以使多个处理器能够通信。
科雷利亚团队有一席之地。
理 FIQ 支持的经验，并早已为 Apple 的大多数非标准方法做好了准备。它的处理方法之一是，添加一个预加载程序，充当 Linux 的包装程序，从而导致 OS 在 M1 处理器上启动。该小组没有用于 M1 Mac 的接口，因此不得不寻找替代输入路线。在蓝牙、USB 主机和 PCIe 上的 xHCI USB 主机中，他们选择了 USB 主机并与 I2C 上的芯片进行交互。
建立正确的 USB 连接后，他们可以连接键盘，鼠标和闪存驱动器。这为运行正常的桌面 Linux 发行版提供了可能性。
团队经验
Corellium 在解决 Apple 操作系统保护方面有一些经验。此前它为安全研究人员提供了虚拟 iPhone，以帮助进行漏洞探索。这一举动激怒了苹果，使得它于 2019 年 8 月以版权为由向 Corellium 提起诉讼。苹果后来在 2020 年 1 月指控 Corellium 违反了数字千年版权法案（DMCA），而法官在 12 月驳回了其侵犯版权的控告。关于其他数字千年版权法案指控的裁决已被推迟。
Corellium 此次利用其开发 Sandcastle 项目的经验，编写用于新 Apple SoC 的 Linux 驱动程序。幸运的是，Apple 正式允许在 Apple Silicon Macs 上引导自定义内核，因此替换程序开发者们无需利用漏洞来导向内核。与其他 64 位 ARM SoC 相比，Apple Silicon 的固件接口和启动过程非常不同。经过一些工作，Corellium 团队设法增加了对足够硬件接口的支持，从而成功在 M1 Mac Mini 上引导 Linux Ubuntu。
安装教程
用户可以下载 Corellium 共享的有关如何启动 Ubuntu 的说明。关于此说明，简单概括，首先需要下载其实时映像（从用于 Raspberry Pi 的 ARM64 Ubuntu 构建中稍作修改），然后将映像复制到外部 USB 驱动器（需要至少 16GB 的容量），将 USB 驱动器连接到 Mac Mini 的 USB-C 端口，启动进入初始操作系统界面，安装自定义内核（Corellium 提供了安装脚本），最后使用默认凭据登录。
Corellium 也称，安装过程不是很友好，因此不建议初学者在 Mac Mini 上使用 Linux。此外，M1 的机器学习核心没有 GPU 加速或支持，因此不要企图在新系统上玩游戏或运行机器学习任务。但对于 PC 硬件和 Linux 的发烧友来说，这仍然是个令人振奋的消息。此外，Linux 创造者 Linus Torvalds 也称，Apple Silicon MacBooks 所提供的性能和电池寿命是首屈一指的，因此它们非常适合进行实时编程。 责任编辑:tzh
自从 Apple 推出使用其新的高性能 ARM 芯片的新 Mac 之后，第三方软件开发人员就一直不停尝试，试图在新硬件上启动和运行可替代的操作系统。上个月初，一些开发人员在 M1 Mac 上启动了 Windows 10 和 Fedora Linux 虚拟机，但是这并不算操作系统的替代使用。在开发 M1 Mac 替代操作系统中，获得最大突破是专门从事 ARM 设备虚拟机的公司 Corellium 的团队。该团队设法移植了 Linux，并使其在 M1 Mac Mini 上 “完全可用”。
新的 Linux 端口使得 Ubuntu 首次在 Apple 的 M1 Macs 运行。Corellium 已成功将 Ubuntu 移植到 M1 Macs 上，并发布了一个教程供其他人遵循。修改后的 Ubuntu 版本启动后会加载到常规用户界面中，并包括 USB 支持。
尽管 M1 芯片和 Apple 的其他芯片共享着很多组件，但它是非标准化的，因此创建 Linux 驱动程序以确保 Ubuntu 正常运行并不容易。
苹果公司在设计 M1 Mac 时并未考虑到双系统或替代系统。苹果公司软件工程高级副总裁 Craig Federighi 此前曾指出官方无意支持以本地方式启动其他操作系统，例如 Windows 或 Linux。虚拟机看似是苹果公司建议用户使用其它操作系统的唯一方法，但这并没有阻止人们创建自己的端口。
Hector Martin 是一个常常将 Linux 在各种硬件上运行的开发人员，他也正试图将 Linux 移植到 M1 Macs 上。这些开发人员大多被苹果 M1 芯片提供的性能优势吸引，在基于 ARM 的 MAC 上运行 Linux 想必是无声的。“可以运行 Linux 的 ARM 笔记本电脑已经让我期待很久了，” Linux 创造者 Linus Torvalds 在 11 月表示，“除了操作系统外，新版的苹果 Air 几乎是完美的。”
Corellium 发文
Corellium 首席技术办公室 Chris Wade 昨天在 Twitter 上宣布了团队工作的最新进展。他在博客上写道：“研究苹果 M1，不仅是为了创造新的 Linux 端口，这也是我们安全研究的一部分。”
该博客文章提供了 Corellium 在此过程中克服的诸多障碍，包括处理 Apple 的 SoC 是如何创建更多 CPU 内核的，处理 Apple 专有的中断控制器等等。除此之外，Corellium 还添加了预加载器，该预加载器充当 Linux 的包装程序，并作为启动处理器内核的缓冲。
这篇文章包括在 M1 Mac 上安装 Ubuntu 的教程，还有一个 Github 存储库（corellium /linux-m1），用户可以从中下载。按照这些步骤操作，用户最终可以直接从 USB 启动操作系统。但是，目前距离 Boot Camp 风格的双系统还有很长的路要走。即使 Corellium 团队已经公布了教程，但其所需的步骤仍比大多数用户想像的更为复杂，所以不建议普通用户把它作为日常驱动程序。
“这个新端口在 Mac Mini M1 上 “完全可用”，并且可以通过 USB 启动完整的 Ubuntu 桌面。”Corellium 的首席技术官 Chris Wade 称，“但是，用户将需要一个 USB-C 加密狗才能使网络正常工作，并且运行端口需要对 Linux 和自定义内核有所了解。Corellium 近期会发布有关该过程的教程。”
技术细节
Corellium 团队表示，苹果不使用传统方式来启动其 CPU。首先，它引导加载程序运行一种名为 Mach 目标文件格式（Mach-O）的可执行文件，该可执行文件以名为 IMG4 的签名包装器格式进行包装。随着启动更多 CPU 内核，情况变得更加复杂，它们将从内存映射 I / O（MMIO）寄存器指定的地址开始运行内核。
苹果公司设计了自己的控制器，该控制器超出了通常的 ARM 通用中断控制器（GIC）标准。定时器中断被导向快速中断请求（FIQ），这不是标准化程序，反映了较旧的 32 位 ARM 系统。Corellium 团队称，必须提供一组处理器间中断（IPI）才能使多个处理器进行通信。
Corellium 团队具有处理 FIQ 支持的经验，并早已为 Apple 的大多数非标准方法做好了准备。它的处理方法之一是，添加一个预加载程序，充当 Linux 的包装程序，从而导致 OS 在 M1 处理器上启动。
该小组没有用于 M1 Mac 的接口，因此不得不寻找替代输入路线。在蓝牙、USB 主机和 PCIe 上的 xHCI USB 主机中，他们选择了 USB 主机并与 I2C 上的芯片进行交互。
建立正确的 USB 连接后，他们可以连接键盘，鼠标和闪存驱动器。这为运行正常的桌面 Linux 发行版提供了可能性。
团队经验
Corellium 在解决 Apple 操作系统保护方面有一些经验。此前它为安全研究人员提供了虚拟 iPhone，以帮助进行漏洞探索。这一举动激怒了苹果，使得它于 2019 年 8 月以版权为由向 Corellium 提起诉讼。苹果后来在 2020 年 1 月指控 Corellium 违反了数字千年版权法案（DMCA），而法官在 12 月驳回了其侵犯版权的控告。关于其他数字千年版权法案指控的裁决已被推迟。
Corellium 此次利用其开发 Sandcastle 项目的经验，编写用于新 Apple SoC 的 Linux 驱动程序。幸运的是，Apple 正式允许在 Apple Silicon Macs 上引导自定义内核，因此替换程序开发者们无需利用漏洞来导向内核。与其他 64 位 ARM SoC 相比，Apple Silicon 的固件接口和启动过程非常不同。经过一些工作，Corellium 团队设法增加了对足够硬件接口的支持，从而成功在 M1 Mac Mini 上引导 Linux Ubuntu。
安装教程
用户可以下载 Corellium 共享的有关如何启动 Ubuntu 的说明。关于此说明，简单概括，首先需要下载其实时映像（从用于 Raspberry Pi 的 ARM64 Ubuntu 构建中稍作修改），然后将映像复制到外部 USB 驱动器（需要至少 16GB 的容量），将 USB 驱动器连接到 Mac Mini 的 USB-C 端口，启动进入初始操作系统界面，安装自定义内核（Corellium 提供了安装脚本），最后使用默认凭据登录。
Corellium 也称，安装过程不是很友好，因此不建议初学者在 Mac Mini 上使用 Linux。此外，M1 的机器学习核心没有 GPU 加速或支持，因此不要企图在新系统上玩游戏或运行机器学习任务。但对于 PC 硬件和 Linux 的发烧友来说，这仍然是个令人振奋的消息。此外，Linux 创造者 Linus Torvalds 也称，Apple Silicon MacBooks 所提供的性能和电池寿命是首屈一指的，因此它们非常适合进行实时编程。 责任编辑:tzh
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