QEMU 笔记

我最近尝试了在 Gentoo 上用 QEMU 运行 Windows 10。 我想把过程中的一些细节记录在这里。

Gentoo Wiki 和 ArchWiki 上的 QEMU 条目也是很好的参考。

设置

安装 qemu-system-x86_64。 启用编译选项 gtk。 启用 Linux 内核中的 KVM 选项。 KVM 极大地提高虚拟机的运行效率。

创建磁盘镜像：

$ qemu-img create -f qcow2 win10.qcow2 20G

创建启动虚拟机的脚本文件 start.sh：

#!/bin/bash

CMD="qemu-system-x86_64 "
CMD+="-M q35 "
CMD+="-accel kvm "
CMD+="-cpu host "
CMD+="-smp 4,sockets=1,cores=2,threads=2 "
CMD+="-m 4G "
CMD+="-hda win10.qcow2 "
CMD+="-cdrom Win10_1909_English_x64.iso "
CMD+="-net nic "
CMD+="-net user "
CMD+="-usb "
CMD+="-device usb-tablet "
CMD+="-rtc base=localtime "
CMD+="-display gtk "
CMD+="-daemonize "
CMD+="-name 'Windows 10' "

echo "$CMD" && eval "$CMD"

注：

  • -smp 选项应根据宿主机上的 CPU 的情况和虚拟机的需求而定。
  • -m 选项应根据宿主机上的 RAM 的情况和虚拟机的需求而定。

运行此脚本并完成安装流程。 重启后可将 -cdrom 选项去除。

使用

可以用上述 start.sh 启动虚拟机。 打开 GTK 界面中的 “Grab on hover” 选项。 按 Ctrl+Alt+M 隐藏菜单， Ctrl+Alt+F 进入全屏。

注： 如果不隐藏菜单， 全屏显示可能有位移。 但隐藏菜单后， Ctrl+Alt+G 失效。

USB 设备

要在虚拟机中使用宿主机上的 USB 设备， 先找到设备的总线(bus)和设备(device)编号：

$ lsusb
Bus 001 Device 003: ID 04f2:b5ce Chicony Electronics Co., Ltd Integrated Camera

在 QEMU 的 GTK 界面中按 Ctrl+Alt+2 进入控制台。 使用 device_add 命令：

(qemu) device_add usb-host,hostbus=1,hostaddr=3,id=usb1

按 Ctrl+Alt+1 回到 VGA 显示。

要移除设备， 使用 device_del 命令：

(qemu) device_del usb1

用户需要有访问 USB 设备的权限（root， 或在 usb 组中）。

音频

我在 QEMU 的命令行中加上了 -soundhw all 后可以在虚拟机中播放声音。 效果比较差。 如果宿主机上有 PulseAudio， 可以参考 ArchWiki 中的描述。

镜像管理

在宿主机上挂载

宿主机上应安装有 nbd 和 ntfs 内核模块。 nbd 是一种在用户态中实现块设备的方式。

# modprobe nbd
# qemu-nbd -c /dev/nbd0 win10.qcow2  # 将 qcow2 映射为一个 nbd
# mount /dev/nbd0 /mnt/windows  # 挂载 nbd
...
# umount /dev/nbd0
# qemu-nbd -d /dev/nbd0

扩张磁盘

我一开始使用了 10G 的磁盘镜像。 安装完后发现磁盘已满。 可以增加磁盘大小：

$ qemu-img resize win10.qcow2 +10G

然后调整分区大小， 在 Windows 中可以使用磁盘管理工具 (diskmgmt.msc) 完成。

压缩镜像

当磁盘较大时， 即使虚拟机没有使用全部空间， 镜像文件也会随着使用越来越大。 此时可以压缩镜像。 做此操作前应先尽可能释放虚拟机中的空间， 例如删除不必要文件、进行磁盘清理 (cleanmgr) 和映像清理。

用 qemu-img 创建磁盘镜像的副本：

$ mv win10.qcow2 win10.qcow2~
$ qemu-img convert -p -O qcow2 win10.qcow2~ win10.qcow2

另外， 也可加上 -c 选项， 这样还会对磁盘中已被占用的部分应用压缩算法。

启动虚拟机， 确认磁盘镜像无问题后， 可以删除旧的镜像。

后记

QEMU 的作者是 Fabrice Bellard。这人还有许多其他有名的作品，包括 FFmpeg （被广泛使用和抄袭的媒体编码程序库） 和 TinyCC。 他还发明了一种快速计算圆周率的算法，并曾以此成为世界纪录保持者。

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