Как пользоваться qemu
Преимущество виртуализации в том, что она позволяет запустить несколько разных операционных систем на одном компьютере одновременно и при этом неважно какой они будут архитектуры. Среди домашних пользователей достаточно часто используются такие программы для эмуляции компьютера, как Virtualbox и VMware, это мощные программы с графическим интерфейсом и множеством возможностей, которые очень просто настроить.
Но существуют и другие решения, которые дают больше контроля над процессом виртуализации и при этом более сложны. Один из таких инструментов — qemu. В этой инструкции мы рассмотрим что такое qemu и как пользоваться qemu для виртуализации, кроме того, разберем его преимущества над другими программами.
Что такое qemu?
Qemu — это бесплатный инструмент с открытым исходным кодом для эмуляции и виртуализации работы операционных систем на компьютере. Программа может работать в Windows, Linux, MacOS и даже на Android. Ресурсы хоста, такие как процессор, жесткий диск, память, разделяются между виртуальными машинами.
Qemu использует аппаратную виртуализацию, поэтому может выполнять гостевые операционные системы почти так же быстро, как и на основном железе. Может использоваться гипервизор XEN или модуль ядра KVM в Linux. Qemu может работать в двух режимах работы:
- Полная эмуляция системы — в этом режиме qemu полностью эмулирует устройство, например, компьютер, включая все его компоненты, процессор и различные периферийные устройства. Он может использоваться для запуска нескольких операционных систем без перезагрузки или отладки системного кода.
- Эмуляция пользовательского режима — работает только для Linux хоста, позволяет запускать процессы Linux, скомпилированные для одной архитектуры в другой, например, ARM программы в x86. Полезно для разработки, кросс-компиляции и отладки.
Эмулировать можно такие архитектуры: x86 (32 и 64 бит), PowerPC (32 и 64 бит), ARM, MIPS (32 бит), Sprac (32 и 64 бит), Alpha, ColdFire(m68k), CRISv2 и MicroBlaze. Этот список уже более внушительный чем у Virtualbox.
Установка qemu
Перед тем как мы сможем использовать программу, необходимо ее установить. Если вы используете дистрибутив Linux, например, Ubuntu, то сможете найти программу в официальных репозиториях. Для Ubuntu команда будет выглядеть вот так:
sudo apt install qemu-kvm qemu
Для Fedora и других систем RedHat можно установить группу Virtualization:
sudo dnf install @virtualization
В ArchLinux используйте Pacman:
Для Windows или MacOS вам нужно скачать исполняемый файл из официального сайта. Программа управляется только через терминал, так что вы главном меню системы ничего не появиться после установки. А теперь перейдем к тому как настроить qemu.
Как пользоваться qemu?
Теперь, когда программа установлена и готова к использованию попытаемся разобраться как ее запустить и применять. Но сначала нужно разобраться какие команды и для чего используются. Эмулятор qemu создает много команд, но их можно разделить на группы:
- qemu-архитектура — эмуляция окружения пользователя для указанной архитектуры;
- qemu-system-архитектура — эмуляция полной системы для архитектуры;
- qemu-img — утилита для работы с дисками;
- qemu-io — утилита для работы с вводом/выводом на диск;
- qemu-user — оболочка для qemu-архитектура, позволяет запускать программы других архитектур в этой системе;
- qemu-system — оболочка для qemu-system-архитектура, позволяет полностью эмулировать систему нужной архитектуры.
Сначала разберемся с эмуляцией полной системы, поскольку для решения этой задачи виртуальная машина qemu используется чаще всего, а уже потом перейдем к режиму пользователя.
1. Использование qemu-system
Чтобы вы понимали что и откуда берется для начала рассмотрим опции утилиты qemu-system. Синтаксис команды такой:
$ qemu-system параметры
Куда сложнее здесь синтаксис каждого из параметров:
-имя_параметра имя_опции = значение : значение2
Мы рассмотрим только основные параметры, и их опции, которые нам понадобятся:
- -machine указывает тип компьютера, который вы собрались эмулировать, можно выбрать ubuntu, pc, pc-q35 и другие варианты, смотрите подробнее командой -machine help;
- -cpu — тип процессора, можно передать непосредственно тип процессора, а также дополнительные флаги;
- -smp — включает симуляцию мультипроцессорной архитектуры;
- -boot — позволяет настроить порядок загрузки устройств, a,b — дискета, с — первый жесткий диск, d — CDROM, n-p — загрузка через сеть, по умолчанию виртуальная машина загружается из жесткого диска;
- -m — указывает количество оперативной памяти, доступной машине;
- -k — раскладка клавиатуры по умолчанию;
- -soundhw — подключить звуковую карту к системе;
- -device — подключить указанное устройство к машине, нужно указать драйвер и его опции;
- -name — имя гостевой системы, будет отображаться в верху окна;
- -uuid — установить UUID для системы;
- -fda, fdb — подключить дискету из файла;
- -hda, hdb — подключить жесткий диск из файла;
- -cdrom — подключить оптический диск;
- -usb — включить поддержку USB;
- -usbdevice — подключить USB устройство;
- -display — выбрать тип отображения, доступно sdl, curses, gtk, none, vga и другие;
- -full-screen — запустить в полный экран;
- -no-acpi — отключить поддержку ACPI;
- -net — создать сетевой интерфейс;
- -realtime включить режим реального времени, опции mclock нужно передать значение on;
- -gdb — ожидать подключения отладчика gdb;
- -enable-kvm — включить поддержку kvm;
- -loadvm — загрузить сохраненное состояние;
- -daemonize — сделать процесс фоновым;
- -snapshot — записывать изменения не в файл жесткого диска, а в отдельные файлы;
- -nographic — отключить графический вывод.
- -kernel — использовать указанный образ ядра linux.
- -append — командная строка для ядра;
- -initrd — файл initrd для загрузки Linux.
Мы рассмотрели опции для qemu-system-x86-64, для других архитектур, они могут немного отличаться. А теперь разберем несколько простых примеров как использовать qemu, как создать машину qemu и настроить ее.
Сначала нужно создать жесткий диск для установки. Вы можете использовать реальные жесткие диски, но работать с образами намного удобнее. Можно просто создать пустой файл, заполненный нулями, а затем форматировать его в нужную файловую систему во время установки, но также можно создать файл формата qcow2, этот формат используется по умолчанию в qemu. Воспользуемся командой qemu-img:
qemu-img create -f qcow2 ubuntu.qcow 10G
Опция -f указывает формат нового файла. Теперь мы можем непосредственно перейти к запуску qemu-system. Вот так будет выглядеть самая простая команда запуска системы:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.qcow -boot d -cdrom
/downloads/ubuntu-17.04-server-amd64.iso -m 640
Здесь мы подключаем наш жесткий диск как hda, затем указываем что нужно загружаться с cdrom и подключаем образ системы ubuntu к нему. Последний параметр указывает сколько оперативной памяти будет выделено для машины.
Дальше откроется окно, похожее на VritualBox и начнется установка системы. После того как установка будет завершена, вы сможете запускать машину командой:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.img -m 640
Создавать виртуальную машину с другой архитектурой не очень сложно, достаточно изменить команду. Например, сделаем виртуальную машину ppc:
qemu-system-ppc -hda ubuntu.qcow -boot d -cdrom
/downloads/ubuntu-17.04-server-amd64.iso -m 640
Поскольку сейчас мы не используем kvm, то система будет работать очень медленно все можно очень сильно ускорить, если его включить с помощью опции -enable-kvm:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.qcow -m 640 -enable-kvm
По умолчанию в гостевой системе не будет звука, но вы можете подключить туда звуковую карту:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.qcow -m 640 -enable-kvm -soundhw ac97
Не всегда мы запускаем машину только в качестве сервера, иногда нужно запустить обычную десктопуную систему, в таком случае нам придется настроить виртуальную видеокарту, потому что того, что идет по умолчанию хватит только на консоль. Для этого используется опция -vga:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.qcow -m 640 -enable-kvm -soundhw ac97 -vga qxl
С помощью опции -global qxl-vga.vram_size можно задать объем видеопамяти, доступный машине, значение указывается в байтах, например:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.qcow -m 640 -enable-kvm -soundhw ac97 -vga qxl -global qxl-vga.vram_size=4294967
Для многих машин важно чтобы из них был доступ в сеть интернет. Настройка сети qemu — это достаточно обширная тема, которую мы не будем полностью раскрывать в этой статье. Если кратко, то, в qemu используется специальный виртуальный шлюз vlan, который позволяет соединять машины с внешней сетью или между собой. Каждый vlan имеет свой номер. Самый простой способ настроить сеть — использовать такие параметры:
qemu-system-x86_64 -hda ubuntu.qcow -m 640 -enable-kvm -net nic,vlan=0 -net user,vlan=0
Здесь мы два раза вызываем опцию -net, в первый раз создаем виртуальную сетевую карту с помощью параметра -nic и подключаем ее к vlan с номером 0. Вторая же опция -net создает наш vlan 0 с типом конфигурации user, которая не требует дополнительной настройки и автоматически подключается к сети хоста.
2. Использование эмуляции окружения
Теперь рассмотрим использование qemu для эмуляции архитектуры в окружении пользователя. Команда qemu-user или qemu-архитектура позволяет выполнять программы, собранные для другой архитектуры прямо в вашей системе. Это очень часто используется для отладки программ, собранных для arm на компьютере или других подобных задач. Команде достаточно передать команду и ее параметры:
Точно так же вы можете выполнить arm программу или программу для любой из поддерживаемых архитектур.
Выводы
В этой статье мы очень кратко рассмотрели как пользоваться qemu, основные настройки этой утилиты и опции. На самом деле там намного больше опций и возможностей. Одна только возможность эмулировать такое огромное количество архитектур чего стоит. Если для вас эмулятор qemu слишком сложен через терминал, то можно использовать графический интерфейс, например, virt-manager. А вы используете qemu? Или предпочитаете другие виртуальные машины? Почему? Напишите в комментариях!
Источник
Система виртуализации QEMU
Обновлено 24 января 2020
KVM (Kernel-based Virtual Machine) — это программное решение, обеспечивающее виртуализацию в среде Linux, которая поддерживает аппаратную виртуализацию на базе Intel VT (Virtualization Technology) либо AMD SVM (Secure Virtual Machine).
QEMU — свободная программа с открытым исходным кодом для эмуляции аппаратного обеспечения различных платформ, которая может работать и без использования KVM, но использование аппаратной виртуализации значительно ускоряет работу гостевых систем, поэтому использование KVM в QEMU (enable-kvm) является предпочтительным вариантом.
Первоначально разработка велась в рамках проекта Linux KVM (Kernel-based Virtual Machine), в котором, помимо собственно KVM (поддержки технологий аппаратной виртуализации x86-совместимых процессоров на уровне ядра Linux), разрабатывались патчи для QEMU, позволяющие QEMU использовать функциональность KVM. Однако недавно разработчики QEMU в содружестве с разработчиками KVM приняли решение интегрировать поддержку KVM в основную ветку QEMU (mainline).
Используя KVM, вы может запустить несколько виртуальных машин с немодифицированными образами Linux и Windows. Каждая виртуальная машина имеет собственную приватную среду, в которой она работает: сетевую карту, диск, графический адаптер и т.д.
Поддержка KVM вошла в ядро Linux начиная с версии 2.6.20.
libvirt — это интерфейс и демон для управления виртуальными машинами различных технологий (qemu/kvm, xen, virtualbox), он позволяет удобно настраивать и манипулировать виртуальными машинами. Также к нему есть много разных сторонних приложений для управления, web-интерфейсов и т.д. Например, весьма полезным может быть графический интерфейс управления виртуальными машинами virt-manager .
Установка пакетов
По умолчанию QEMU поддерживает архитектуры i386 и x86_64. Отредактируйте флаги для поддержки необходимых гостевых машин. Пример добавления поддержки архитектуры arm :
Для установки QEMU и libvirt выполните:
emerge -a app-emulation/qemu app-emulation/libvirt
Источник
What is QEMU in Linux?
QEMU is free and open source (FOSS) hardware virtualization toll developed by Fabrice Bellard distributed under GPL license. It supports a wide range of operating systems including Windows and MacOS. Bochs, PearPC, etc. are similar, but do not have many of its features, such as high-speed and cross-platform features. It is like VirtualBox and VMware virtualization software but natively it is command based tool unlike the two mentioned. To get the near-native speed of hardware in a virtualization environment one can use it with the KVM with the help of hardware extensions such as Intel VT-x.
qemu of 0.9.1 and earlier can use the kqemu accelerator. In the version after qemu1.0, kqemu cannot be used , mainly using the qemu- kvm acceleration module, and the acceleration effect and stability are significantly better than kqemu.
Mode of operation
QEMU has two main modes of operation:
User mode simulation mode.
A Linux program compiled with a central processor. The Wine and Dosemu is its main goal.
System mode simulation mode, which is the system mode.
QEMU can simulate the entire computer system, including the central processing unit and other peripheral devices. It makes it easy to test and debug programs written across platforms. It can also be used to virtualize several different virtual computers on a single host.
The main part of QEMU is released under the LGPL, while its system mode simulation is released under the GPL; and the kqemu accelerator is released under free but closed source conditions. The kqemu allows QEMU to be simulated to near real speed, but it is useless if the virtual operating system is Microsoft Windows 98 or below.
QEMU Software advantages
- Multiple architectures are supported by default.
- Can simulate IA-32 ( x86 ) PC, AMD 64 PC, MIPS R4000, Sun SPARC sun3 and PowerPC (PReP and Power Macintosh) architecture
- Scalable to customize new instruction sets
- Open source, portable, fast simulation
- On the x86 architecture that supports hardware virtualization, one can use KVM to accelerate with the kernel ksm large page backup memory, which is much faster than VMware ESX.
- Increased simulation speed, some programs can even run in real time
- Programs that can run Linux on other platforms
- Can store and restore operating status (such as running programs)
- Virtual network card
QEMU virtualization Software disadvantages
- Imperfect support for Microsoft Windows and certain host operating systems.
- Support for less common architectures
- Unless you use the kqemu or KVM accelerator, its simulation speed is still not as good as other virtual software, such as VMware.
- Difficult to install and use than other simulation software such as VirtualBox.
Usage
The following instructions can create a 500MB “qcow” format hard disk image.
The following instructions will cause the virtual machine to run in 128MB of memory, using c.img, which uses the hard disk image created by the above instructions and linux.iso as the CD image.
Note that if you are using a physical optical drive, change the -cdrom linux.iso parameter to -cdrom /dev/cdrom or the CD-ROM you are using.
If you want to use the full-screen driver operating system by default, you can add the “-full-screen” parameter to the above command. If you want to leave the full screen at runtime, use the key combination Ctrl-Alt-F.
Qemu Parameter introduction
-L dir points to the directory where the BIOS and VGA BIOS are located
-hda/-hdb/-hdd/-hdc “filename” Use “filename” as the hard disk 0/1/2/3 image.
-cdrom “filename” Use “filename” as the CD image (the file should be of ISO type).
Users of Windows can use the physical CD by the following instructions:
-cdrom //./x: -> x for disc name/location
For example: -cdrom //./e: -> Use E:\ for the disc
-fda/-fdb “filename” Use “filename” as the disk 0/1 image.
-m size specifies the size of the memory in megabytes.
-soundhw ? List all available sound cards
-soundhw all Use all sound cards
-usb allows the use of usb devices.
The -usbdevice name adds a usb device “name”.
-net nic Create a new network card.
For more commands see the official Qemu page
Acceleration module
Kqemu
The kqemu acceleration module is a closed source add-on designed by Fabrice Bellard for the Linux kernel to speed up the QEMU subsystem. Simulate x86 operating systems on x86 hardware up to real machine speed.
QEMU supports the following disk image formats:
- .dmg
- Bochs – Read-only
- Linux cloop – Read-only
- .hdd, .hds – Read-only
- QEMU- .qcow2, .qed, .qcow, .cow
- .vdi, .vhd, Virtual VFAT, .vmdk, .img, and .iso
Источник
