使用Qemu在Windows上模拟arm平台并安装国产化操作系统

使用Qemu在Windows上模拟arm平台并安装国产化arm 操作系统（麒麟V10）

2022年11月17日

背景介绍

我们平常使用的PC一般都是x86架构的Intel CPU，如果由于某些原因需要使用arm架构的操作系统，我们无法使用一些虚拟机软件（如vmware workstation、virtual box等）进行安装，因为这种类型的虚拟机软件只能安装和宿主机的CPU相同架构的系统。不过，我们可以使用qemu软件，该软件可以理解为一个模拟器，可以模拟一个arm架构的虚拟机。qemu有时候也被称为虚拟机软件。

本文简单介绍了如何在windows系统中安装并使用qemu安装arm架构的kylinV10系统（其它类似的操作系统也可以参考，仅仅是安装时使用的ISO镜像不同），可以在x86架构的windows上运行arm架构的虚拟机，以便在windows上可以使用其它cpu架构的操作系统进行开发、编译、验证问题等操作。仅供需要的人员作为参考。

Qemu是什么

QEMU是一款开源的模拟器及虚拟机监管器(Virtual Machine Monitor, VMM)。QEMU主要提供两种功能给用户使用。一是作为用户态模拟器，利用动态代码翻译机制来执行不同于主机架构的代码。二是作为虚拟机监管器，模拟全系统，利用其他VMM(Xen, KVM, etc)来使用硬件提供的虚拟化支持，创建接近于主机性能的虚拟机。

文档说明

本次安装后虚拟机上网使用的是tap模式，所以启动命令及上网配置都是采用的tap模式，如果使用其它模式，安装和启动命令可能稍微有些不同。

宿主机系统：windows10、windwos11（本文档中的宿主机使用windows11系统）

Qemu软件：qemu-w64-setup-20220831.exe

麒麟V10操作系统安装包：Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso（该安装包需要厂家提供，需要的人也可以从网上中找一找）

麒麟引导文件（EFI文件）：qemu-kylin EFI文件

虚拟网卡软件：openvpn-connect-3.3.6.2752_signed.msi

主要步骤

安装Qemu软件；
安装虚拟网卡
使用qemu-img命令创建qemu虚拟机；
使用qemu-system-aarch64命令安装kylin系统
使用qemu-system-aarch64命令启动kylin系统
在kylin系统中进行网络配置

安装qemu软件

安装qemu

将qemu的安装包下载下来后，直接双击执行就可以，和安装其它的软件一样，不再赘述。安装过程中请记住安装的路径，后面配置环境变量的时候需要用到。

配置环境变量

在“我的电脑”上右键，找到“属性”：
在这里插入图片描述
弹出“设置”界面，如下图所示：

点击“高级系统设置”，弹出系统属性界面，如下图所示：

点击“环境变量”按钮，弹出环境变量编辑界面，如下图所示：

打开cmd，执行qemu-system-aarch64 -version，可以展示版本信息，如下所示：

qemu-system-aarch64 -version
QEMU emulator version 7.1.0 (v7.1.0-11925-g4ec481870e-dirty)
Copyright (c) 2003-2022 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers

安装虚拟网卡

安装openvpn

双击下载下来的openvpn-connect-3.3.6.2752_signed.msi软件，和安装其它软件一样，一步步安装即可。

注意：不一定非得安装这个软件，安装别的vpn软件也可以，只要能创建虚拟的网卡就可以。

修改网卡名称

安装完成后，在网络连接界面可以看到新增加了一块网卡，如下图所示：
在这里插入图片描述
注意：大的红框中的网卡是新增加的，黄色框中的名称是经过我修改后的，安装完openven后可能不是这个名字，下面马上要说修改网卡名称的操作。只需要关注小的红框中的网卡类型是否是“TAP-Windows Adapter”即可，找到这种类型的网卡就是新增加的网卡。且连接状态也是未连接状态，不用关注，等启动虚拟机后即可变为正常状态。红框下面的“以太网”是我电脑的真实物理网卡。

右键单击新增加的网卡，重命名该网卡，如下图所示：
在这里插入图片描述
注意：我这里修改为了tap0，其它的名称也可以，建议还是修改为tapXX这种形式，最好不要用中文名称。

共享物理网卡的网络

右键单击本机物理网卡，如下图所示：
在这里插入图片描述

点击“属性”按钮，在弹出的界面中选择“共享”选项，如下图所示：
在这里插入图片描述
选中“允许其它网络通过此计算机的Internet连接来连接”复选框，“家庭网络连接”项选择刚才新增加的网卡（且是修改过名字后的名称），选中“允许其它网络用户控制或禁用共享的Internet连接”，确定即可。

创建qemu虚拟机

打开cmd界面，为虚拟机创建目录并使用qemu-img.exe命令创建虚拟机，如下所示：

C:\Users\>mkdir D:\virtual-machines\qemu\kylinV10
C:\Users\>D:
D:\>cd D:\virtual-machines\qemu\kylinV10
D:\virtual-machines\qemu\kylinV10>qemu-img.exe create -f qcow2 kylindisk.qcow2 120G
Formatting 'kylindisk.qcow2', fmt=qcow2 cluster_size=65536 extended_l2=off compression_type=zlib size=128849018880 lazy_refcounts=off refcount_bits=16

注意：镜像大小可以根据自己的需求进行修改。

在指定目录下会有kylindisk.qcow2的文件。

 D:\virtual-machines\qemu\kylinV10 的目录

2022/11/16  15:45    <DIR>          .
2022/11/16  15:31    <DIR>          ..
2022/11/16  15:43           198,656 kylindisk.qcow2
2022/11/10  13:07         2,097,152 QEMU_Kylin_EFI.fd
               2 个文件      2,295,808 字节
               2 个目录 318,376,022,016 可用字节

安装kylin系统

将之前下载的EFI文件拷贝到创建的镜像目录中（不拷贝也可以，使用-bios选项指定即可，拷贝是为了方便以后找到该文件，防止不小心删除了该文件）。

在cmd界面中，使用qemu-system-aarch64.exe命令安装麒麟操作系统：

D:\virtual-machines\qemu\kylinV10>qemu-system-aarch64.exe -m 8192 
-cpu cortex-a72 -smp 8,sockets=4,cores=2 -M virt 
-bios D:\virtual-machines\qemu\kylinV10\QEMU_Kylin_EFI.fd 
-device VGA -device nec-usb-xhci -device usb-mouse -device usb-kbd 
-drive if=none,file=D:\virtual-machines\qemu\kylinV10\kylindisk.qcow2,id=hd0 
-device virtio-blk-device,drive=hd0 
-drive if=none,file=D:\softwares\Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso,id=cdrom,media=cdrom 
-device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom 
-net nic -net tap,ifname=tap0

注意：注意：执行命令时请去掉换行符。-net tap,ifname=tap0中的tap0请修改为前面步骤中自己修改后的网卡名称。-bios参数请更换为自己的路径。-drive if-none,file=xxx请更换为自己创建的镜像路径。-drive if=none,file=xxx/Kylin-Server-10-SP2-aarch64-Release-Build09-20210524.iso请更换为自己的镜像路径。

主要参数说明如下

-m 虚拟机内存的大小，单位是MB
-cpu cpu类型，可以使用qemu-system-aarch64 -M help命令查看支持的类型。
-bios 引导文件的路径

此时会启动一个图形界面，如下图所示：
在这里插入图片描述
选择后会进入操作系统安装界面，如下图所示：

和安装其它linux系统一样，按照自己的需求一步步配置即可。建议尽量小的安装，只选择必须的组件，因为安装过多功能需要的时间可能会比较长。

启动kylin系统

在cmd界面中，使用qemu-system-aarch64.exe命令启动麒麟操作系统

D:\virtual-machines\qemu\kylinV10>qemu-system-aarch64.exe -m 8192 
-cpu cortex-a72 -smp 8,sockets=4,cores=2 -M virt 
-bios D:\virtual-machines\qemu\kylinV10\QEMU_Kylin_EFI.fd 
-device VGA -device nec-usb-xhci -device usb-mouse -device usb-kbd 
-drive if=none,file=D:\virtual-machines\qemu\kylinV10\kylindisk.qcow2,id=hd0 
-device virtio-blk-device,drive=hd0 
-device virtio-scsi-device -net nic -net tap,ifname=tap0

注意：执行命令时请去掉换行符。-net tap,ifname=tap0中的tap0请修改为前面步骤中自己修改后的网卡名称。-bios参数请更换为自己的路径。-drive if-none,file=xxx请更换为自己创建的镜像路径。

为了以后启动方便，可以将此命令保存为bat文件，后续直接双击执行即可。

配置kylin系统中的网络

在宿主机中查看刚才新增加的tap0网卡的IP地址，右键单击该网卡，选择“状态”>“详细信息"，如下图所示：
在这里插入图片描述
可以看到宿主机共享了网络后，tap0网卡的IP地址变为了192.168.137.1,这个地址即是虚拟机系统中网络的网关地址，掩码即是虚拟机系统中网络的子网掩码。进入kylinV10虚拟机后，可以通过命令行或者图形界面配置网络地址，本次实验中，我将kylinV10虚拟机中的IP地址设置为了192.168.137.101，掩码为255.255.255.0，网关为192.68.137.1,DNS为114.114.114.114。自己的环境可以根据自己的需要修改。

设置SSH连接

在kylinV10中开启sshd服务

安装完kylinV10系统后，默认是开启了SSH连接，如果没有开启，先判断是否安装了ssh：

yum list installed | grep openssh
[root@localhost ~]# yum list installed | grep openssh
openssh.aarch64                             8.2p1-9.p03.ky10                @anaconda        
openssh-clients.aarch64                     8.2p1-9.p03.ky10                @anaconda        
openssh-server.aarch64                      8.2p1-9.p03.ky10                @anaconda

如果有以上显示，表示已经安装了openssh，如果没有安装，则执行以下命令安装openssh：

yum install openssh

执行systemctl status sshd命令查看是否已经开启sshd服务：

[root@localhost ~]# systemctl status sshd
● sshd.service - OpenSSH server daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/sshd.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Wed 2022-11-16 18:55:19 CST; 16h ago
     Docs: man:sshd(8)
           man:sshd_config(5)
 Main PID: 1303 (sshd)
    Tasks: 1
   Memory: 24.2M
   CGroup: /system.slice/sshd.service
           └─1303 sshd: /usr/sbin/sshd -D [listener] 0 of 10-100 startups

如果有以上显示，则表示已经开启了sshd服务。如果未开启，则使用以下命令开启ssh服务：

systemctl start sshd

使用systemctl is-enabled sshd查看是否设置了sshd开启启动

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled sshd
enabled

如果显示的是disable，则通过以下命令设置ssh开机启动：

systemctl enable sshd

在windows中通过ssh连接kylinV10

如果只是想在当前windows系统中通过ssh连接kylinV10，则只需要ssh user@ip 即可。ip地址是kylinv10中配置的ip地址。本次环境使用的是192.168.137.101，直接ssh root@192.168.137.101即可连接。

如果想在别的机器上通过ssh访问kylinV10，则需要在当前windows系统中设置做端口映射。具体的方法可以通过网络搜索。

禁用图形桌面

如果安装的时候没有选择图形界面，可以忽略此步骤。

systemctl isolate graphical.target 切换为图形模式

systemctl isolate multi-user.target 切换为命令行模式

systemctl set-default graphical.target  设置图形界面为默认模式

systemctl set-default multi-user.target 设置命令行模式为默认模式

只需要执行systemctl set-default multi-user.target，然后重启系统即可。

常见问题

重启qemu虚拟机后，无法连接外网

此问题可能是windows网络共享的问题，在宿主机种右键物理网卡，点击“属性”按钮，在弹出的界面中选择“共享”选项，先取消共享，点击确定后，再次选择共享即可。

参考

Windows Server2008下安装qemu模拟arm架构CPU安装银河麒麟v4

桌面银河麒麟V10字符界面模式与图形界面模式切换方式 - 信创技术联盟

银河麒麟服务器操作系统 V10 SP1 开启SSH服务 - 我命由我不由天—hao - 博客园

使用 qemu-system-ARCH 运行虚拟机 | 虚拟化指南 | SUSE Linux Enterprise Server 15 SP3