Emulace VM v GNU/Linuxu: Qemu

6.3.2006 09:04 | Přečteno: 4019× | linux

V tomto 'článku' budu pojednávat o možnosti jak emulovat virtuální stroj pomocí Qemu

Když jsem nedávno chtěl vyzkoušet v GNU/Linuxu emulaci virtuálního počítače (dále jen VM=Virtual Machine), zkusil jsem najít i nějaký tutoriál v češtině. Žádný jsem nenašel. Proto jsem se zahloubal do manuálu a o některé zkušenosti bych se chtěl podělit. Nedočtete se zde víc než je v manuálu, ale zase to bude česky

K čemu mi bude VM?

Virtual Machine, neboli hezky česky Virtualní stroj, umožnuje ve spuštěném OS naemulovat další počítač s přesně nastavenými vlastnostmi. Tohoto se většinou využívá, když chcete vyzkoušet nějaký operační systém, ale nechcete ho instalovat, v případě qemu ho můžete použít i k emulaci jiné architektury, např. PPC, SPARC a jiných.

Něco málo o Qemu

Qemu, narozdíl od vetšiny jiných emulátorů je schopen emulovat i instrukce procesoru jiné architektury než je PC. Konkrétně se jedná o x86, x86_64, ARM, SPARC, SPARC64, PowerPC, PowerPC64, MIPS, m68k. V GNU/Linuxu se dá také použít pouze pro spuštění jednoho programu s jinými instrukcemi. Více o jejich podpoře se můžete dozvědět zde.

Qemu si můžete stáhnout buď jako už zkompilované binárky, nebo si ho zkompilovat sám. Bohužel nejde zkompilovat se čtvrtou řadou GCC, takže zatvrzelí kompiláři budou muset buď downgradovat gcc neko skousnout použití hotových binárek.

Práce s qemu

Jak bylo výše řečeno, qemu umožňuje emulovat různé architektury, pro každou architekturu je jeden spustitelný soubor. Nás budou zajímat pouze ty, které mají v názvu -system- a samotné binárko qemu určené pro emulaci x86. Tyto slouží k emulaci celého systému, ostatní jsou určeny pouze ke spouštění programů pro jinou architekturu.

Některé paramatry důležité pro práci s Qemu:
-m int -číslo zadané za -m určuje velikost paměti, která bude poskytnuta emulovanému systému
-boot [a,c,d] -určuje, odkud (z jakého virtuálního disku) se bude bootovat: a je disketa, c harddisk, d cdrom
-hda až -hdd image -použije image jako obraz harddisku
-fda a -fdb image -použije image jako obraz diskety
-cdrom image -použije image jako obraz CD, podle manuálu nejde používat zároveň s -hdc
-localtime -nastaví hodiny na lokální čas, jinak se použije použije greenwichský čas z BIOSu
-snapshot -zakazuje zápis do image souborů, pokud je zápis nutný, zapisuje do /tmp

Jako disk se dá použít i existující adresář na vašem filesystému. Stačí zadat jako obraz fat:adresář
Tento přístup je ale pouze pro čtení, takže nastavíme možnost zápisu fat:rw:adresář
A v případě že se jedná o disketu, přibývá ještě floppy:
Takto můžete vytvořit z libovolného adresáře virtuální fat filesystém.

Tak si to pěkně vyzkoušíme třeba při emulaci 64-bitového systému pro MenuetOs:

qemu-system-x86_64 -m 64 -boot a -fda disc-images/M64-034.IMG

A teď něco trochu složitějšího - Syllable:

qemu -m 64 -localtime -snapshot -boot a -hda disc-images/syllable/harddisk.img -hdb fat:/home/lukas/test/ -fda disc-images/syllable/floppy.img

Jak je vidět, Syllable má zavaděč na disketě, který potom spouští samotné Syllable, které je uložené jako harddisk.

Vytvoření prázdného image:
Pravděpodobně si budete chtít vytvořit i nějaký obraz disku do kterého budete moci instalovat, to uděláte příkazem qemu-img create jmeno_souboru velikost
Zde existuje mnohem více možností, jako základ toto ale stačí, ostatní odkážu na dokumentaci qemu.

Zrychlujeme-modul kqemu

Pokud už Vás nebaví čekat tak dlouho než se nějaká akce v qemu vykoná a přemýšlíte jak to urychlit, je kqemu právě pro Vás. kqemu je proprietární modul pro linuxové jádro (neplést s Kqemu, grafickým frontendem pro KDE), který některé instrukce vykonává přímo na procesoru (pokud je to možné-tj. používáte počítač platformy x86 a tuto platformu zároveň emulujete). To značně zrychluje práci. Pro instalaci kqemu musíte mít stažené zdrojové kódy qemu a jádra. Přesnější popis instalace je v dokumentaci.

V dokumentaci je sice psáno, že pro běh kqemu si musíte zkompilovat i celé qemu, nutné to však není. Binární verze qemu, která je ke stažení na oficiálních stránkách totiž umožňuje kqemu používat. Toto se hodí obvzvláště pro uživatele gcc 4.x.x Protože s gcc 4 nejde qemu přeložit. A teď jak na to:

1.) stáhněte si zdrojáky pro qemu i kqemu

2.) rozbalte zdroje qemu tar zxvf qemu-x.y.z.tar.gz

3.) presuňte se do vyniklého adresáře cd qemu-x.y.z

4.) rozbalte kqemu tar zxvf /tmp/kqemu-x.y.z.tar.gz

5.) spustte ./configure --disable-gcc-check

6.) přejděte do adresáře kqemu cd kqemu

7.) a jednoduše zkompilujte make && make install

8.) spusťte skript install ./install

9.) a máte funkční modul kqemu, často se ale stane, že po opětovném spuštění počítače 'zmizí' potřebné zařízení v /dev takže budete muset spustit skript install znovu.

Odkazy

Qemu
Testované OS:
MenuetOs
Syllable        

Komentáře

[Aleš Kapica]

No je sice pěkné že jsi sesmolil článeček, jenže...

Rozjet qemu na běžné distribuci podle mě zvládne každý debil během 10 minut se slovníkem v ruce (pokud neumí česky a nemá za málo přečíst manuál). Zkompilovat qemu s jaderným modulem, posledním gcc, na poslední verzi jádra na 64bitové architektuře, to už je jiná pohádka. A asi proto jsem sklonil hlavu před vmware (i když to taky nebylo zcela jedním tahem)

[cezz]

Vmware je znacne inde (ide o virtualizator, nie emulator). Clanok mi pripada dobry, vela ludi Qemu nepozna a je len dobre ak sa aj prostrednictvom tohto blogu o nom dozvie Snaha sa ceni. Nevidim dovod clanok odsudit a uz vobec nie ako blogovy zapis - keby vsetky boli taketo

[#Tom]

Funguje vám zrychlující modul kqemu nebo qvm86? Mně jde pěkně zkompilovat, zavést, chyby to nehlásí, ale žádného zrychlení jsem si nevšiml...

[Aleš Kapica]

Ehm, to je to na co jsem narážel. Nejsem v tom sice nějak extra kovaný, ale.. Pokud je ten modul zakompilovaný jiným gcc než vlastní binárka, tak to ho nežere. Standardní binárky jsou kompilované BEZ PODPORY jaderného modulu. Mě se sice podařilo všechno zkompilovat, jenže případný pokus o spuštění qemu končí segmentation fault.

[stativ]

Tak co znamena toto: Could not open '/dev/kqemu' - QEMU acceleration layer not activated u standardnich binarek pokud neni pouzit kqemu?

BTW: Meril jsem rychlost bootu olive: bez modulu asi 1:40 a s modulem asi 1:05 min. Je dost mozny ze to zavisi na halde dalsich faktoru.

[#Tom]

Já jsem zkoušel tento primitivní měřič rychlosti kalibrovaný na 400 MHz Pentium II v čistém DOSu:

uses Dos;
var Old08: Procedure;
const CLK_TCK: LongInt = 0;
procedure New08; interrupt;
begin
  inline($9C); Old08;
  Inc(CLK_TCK);
end;
procedure StartupTimer;
begin
  GetIntVec($08, @Old08);
  SetIntVec($08, @New08);
  CLK_TCK := 0;
end;
procedure ShutdownTimer;
begin
  SetIntVec($08, @Old08);
end;
procedure CPUDelay; assembler;
asm
    mov cx,0ffffh
@1: loop @1
end;
{ Returns CPU speed in delays/sec }
function CPUSpeed: LongInt;
var
  L: LongInt;
  Duration: LongInt;
  Multiplier: LongInt;
begin
  StartupTimer;
  Duration := 0;
  Multiplier := 16;
  Duration := CLK_TCK;
  for L := 0 to Multiplier * 256 do
    CPUDelay;
  Duration := CLK_TCK - Duration;
  CPUSpeed := Round(Multiplier * 256.0 * 55.0 / Duration);
  ShutdownTimer;
end;
function ToMHz(Speed: LongInt): LongInt;
begin
  ToMHz := Round(Speed * 400.0 / 3265);
end;
var Speed: LongInt;
begin
  Speed := CPUSpeed;
  WriteLn('Your CPU speed is: ', Speed, ' delays/sec');
  WriteLn('That is equal to ', ToMHz(Speed), ' MHz Pentium II (Deschutes)');
end.

S modulem kqemu i bez něj mi to ukázalo přibližně 60 MHz.

Dále jsem zkoušel výpis adresářů celého disku, ten trval v obou případech stejně dlouho. A nakonec jsem zkoušel pakovat nějaká data starým DOSovým RARem, v obou případech to trvalo rovněž stejně dlouho.

[pol128]

Qemu je vynikajúci software s jednoduchým ovládaním. Ja si v ňom skúšam rôzne OS alebo verzie OS. Veľa live cd sa dá pekne, rýchlo skúsiť a až potom páliť. Za VMWare peniaze dávať nechcem, až tak to nepotrebujem.

[shamot]

QEMU som tiež vyskúšal, potreboval som totiž WinXP kvôli Delphi (a to zasa kvôli škole, musíme v tom robiť semestrálku). Najprv mi to nešlo, hádzalo to nejakú chybu pri štatre Win, niečo že sa nemôže overiť autentifikácia, vyriešilo to kqemu, s ním to ide vpohode. Akurát že teraz keď som nainštaloval Delphi 7, tak mi pri jeho štarte vyhodí runtime error.

[jan.xxx]

Tak to je hezký úvod. Teď bych se rád něco dověděl o funkčnosti např. sériového portu. Mám WIN aplikaci, která komunikuje s diářem (ve WIN 98). Nainstaluji v qemu WIN 98 a nyní chci komunikovat. Jak na to???

[helb]

Jde to. Je to popsané v dokumentaci na webu qemu (pripadne pomuze google). Já jsem si pres to flashoval firmware v mobilu.

[Jan Novák]

Tak jsem to z té dokumentace nějak nepochopil

Asi nemáte někde v historii příkaz, kterým jste spouštěl qemu?