QEMU

Ein virtueller PC mit QEMU

QEMU ist ein Prozessor-Emulator, der einen virtuellen Rechner bereitstellt. Für das darin installierte Betriebssystem verhält sich QEMU wie echte Hardware. Dies ist zum Testen und zum gleichzeitigen Ausführen mehrerer Betriebssysteme auf der selben Hardware sehr hilfreich.

Windows XP unter QEMU

Installation

QEMU kann einfach mit Pacman installiert werden:

pacman -Sy qemu

Installation eines Betriebssystems

Die große Stärke des puren qemus ist die Unabhängigkeit vom Type der CPU. So ist es zum Beispiel möglich auf einer normalen 32Bit CPU ein 64bit Betriebssystem zu installieren indem qemu die 64bit CPU simuliert. Diese Stärke ist aber auch die große Schwäche da durch das Simulieren viel CPU Leistung verloren geht.

Folgende CPU typen können mit folgenden Befehlen simuliert werden.

qemu-system-arm
qemu-system-cris
qemu-system-m68k
qemu-system-mips
qemu-system-mips64 
qemu-system-mips64el
qemu-system-mipsel
qemu-system-ppc
qemu-system-ppc64
qemu-system-ppcemb
qemu-system-sh4
qemu-system-sh4eb
qemu-system-sparc
qemu-system-x86_64

Erweitern des zuweisbaren Rams (als ROOT)

Qemu vergibt standardmäßig 128mb Ram an das emulierte OS, um diese Grenze zu Erweitern gibt die Option "-m XXX" wobei XXX die Ramgröße in mb ist. Jedoch bewirkt diese Option alleine nichts, denn zuerst muss die Größe von /dev/shm verändert werden. Denn qemu greift auf /dev/shm zurück um Ramspeicher für das Gast OS zu erhalten.

Dazu editieren wir die Folgende Zeile in unserer /etc/fstab wobei XXX für die gewünschte Größe in MegaByte steht.

none                   /dev/shm      tmpfs     defaults,size=XXXM            0      0 

Zur Erklärung, mit dieser Zeile wird Speicher vom type "tmpfs" nach /dev/shm gemountet welcher Arbeitsspeicher ist, den Qemu dann verwenden kann. Dieser Speicher kann bei System überlast auch in den Swap wandern.

Diese Zeile dient zum erneuten mounten von /dev/shm und erspart uns einen System Neustart :D

mount -o remount /dev/shm

Erstellen einer virtuellen Festplatte

Für die Installation eine Betriebsystems erstellen wir zunächst eine virtuelle Festplatte.

qemu-img create -f qcow arch.qcow 4G

Nun haben wir ein Festplatten-Image arch.qcow mit einer maximalen Größe von 4GByte. Die Datei ist dabei nur so groß, wie der tatsächlich vom Gastsystem benötigte Platz.

Starten vom Installationsmedium

Wir können das Gastsystem direkt von einem ISO-Image oder von einem physischen Medium installieren. Bei letzterem ersetzen wir den ISO-Dateinamen einfach durch das entsprechende Gerät, wie z.B. /dev/dvd.

qemu -cdrom arch-0.7.2-ftp.iso -boot d arch.qcow

Hierbei bedeutet -boot d, dass wir vom virtuellem CD-ROM-Laufwerk starten wollen.

Starten des Gastsystems

Das Gastsystem lässt sich einfach durch Angabe des Fesplatten-Abbildes starten:

qemu arch.qcow

Bedienung

Durch Klicken mit der Maus in das Qemu-Fenster, kann die Maus im Gast genutzt werden. Durch Drücken von "Strg+Alt" kann der Mauszeiger wieder befreit werden.

Beschleunigung mit kqemu oder kvm

Durch die Emulation einer vollständigen CPU arbeitet ein System in QEMU um Faktor 5 bis 20 langsamer als auf realer Hardware. Mit dem Kernel-Modul kqemu ist es möglich, ohne CPU-Emulation Code direkt auf der Host-CPU auszuführen. Laut Projekt liegt der Performance-Verlust dann bei maximal Faktor 2.

Alternativ ist in aktellen Kernel ab 2.6.20 mit den Modulen kvm-intel bzw kvm-amd bereits ein Beschleuniger für Prozessoren mit Virtualisierungsfunktionen vorhanden. Nach dem laden des passenden Moduls muss legendlich eine angepasste und im qemu-Paket bereits mitgelieferte Version von qemu qemu-kvm benutzt werden. Mehr Informationen zu KVM finden sich unter [1]

Installation von kqemu

Das Paket kqemu kann einfach mit Pacman installiert werden:

pacman -Sy kqemu

Wer nicht den Standard-Kernel einsetzt, muss eine entsprechend andere Version von kqemu wählen: z.B. kqemu-ck. Nach der Installation sollte man noch folgende Zeile in /etc/modprobe.conf einfügen, um kqemu auch ohne root-Rechte nutzen zu können.

options kqemu major=0

Nachdem das Modul mit modprobe kqemu geladen wurde, ist es auch schon einsatzbereit. Um dies bereits beim Systemstart zu laden, kann man kqemu in die rc.conf eintragen.

Start mit kqemu

Ab sofort wird kqemu automatisch für Code im User-Mode genutzt. Soll zusätzlich auch Code im Kernel-Mode auf der Host-CPU ausgeführt werden, so muss man den Parameter -kernel-kqemu beim Start von qemu mit angeben. -no-kqemu deaktiviert den Einsatz von kqemu.

Vorsicht: Das Modul ist noch in der Entwicklung und funktioniert mit manchen Gast-Systemen wie z.B. Windows 95 nicht im Kernel-Mode. Die Installation eines Betriebsystems sollte man besser ohne -kernel-kqemu machen.

Hinweis für Arch64: Auf einem 64-Bit-System muss qemu mit qemu-system-x86_64 gestartet werden, um kqemu einzusetzen.

nützliche Literatur

• Projektseite von QEMU
• Wikibook "QEMU und KVM"
• Deutsches HOWTO von Stefan Becker
• Wikipedia-Artikel