Émulateur Qemu - Kvm - Installation et options de base
Mise à jour : Debian Buster 11.1 / Bullseye
- Qemu / KVM
- qemu est un émulateur permettant de lancer et installer une distribution sur une architecture identique ou différente de celle de l'hôte
- kvm est un module du noyau qui utilise les capacités de virtualisation des processeurs (intel ou amd)
- qemu utilise le module kvm lorsque l'architecture processeur de l'invité et de l'hôte sont identiques, il en résulte une accélération très sensible des performances
- Ce document décrit l'installation et l'utilisation des options de base de qemu avec amorçage Bios/MBR
- D'autres options sont décrites dans
1 - Installation
1.1 - Qemu
-
Installer la version de qemu pour l'architecture ou les architectures souhaitées. La liste des familles d'architectures disponibles est affichable avec
$ aptitude search qemu-system- |grep binaires
p qemu-system-arm - binaires de QEMU pour l'émulation d'un système complet (arm)
p qemu-system-gui - binaires complets d’émulation de QEMU (interface utilisateur et gestion de l’audio)
p qemu-system-mips - binaires QEMU pour l'émulation d'un système complet – mips
p qemu-system-ppc - binaires QEMU pour l'émulation d'un système complet – ppc
p qemu-system-sparc - binaires QEMU pour l’émulation d'un système complet – sparc
p qemu-system-x86 - binaires QEMU pour l'émulation d'un système complet – x86
- Dans le cas présent, on s’intéresse à l'émulation de systèmes x86_64, celle-ci est fournie par le paquet qemu-system-x86, disponible en plusieurs versions
$ aptitude versions qemu-system-x86
i 1:5.2+dfsg-11+deb11u1 stable,stable-security 500
p 1:6.1+dfsg-6~bpo11+1 bullseye-backports 100
- On installe ici la version stable
$ sudo aptitude install qemu-system-x86
- Le paquet qemu-system-x86 fournit l'émulation pour plusieurs types de processeur (utiliser l'auto-completion):
$ qemu-system-
qemu-system-aarch64 qemu-system-x86_64
qemu-system-arm qemu-system-x86_64-microvm
qemu-system-i386
- La version de qemu pour le processeur x86_64 est ici 5.2.0
$ qemu-system-x86_64 --version
QEMU emulator version 5.2.0 (Debian 1:5.2+dfsg-11+deb11u1)
Copyright (c) 2003-2020 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
1.2 - Kvm
-
Lorsque le processeur supporte la virtualisation, qemu utilise les modules kvm, ce qui accélère considérablement la vitesse de l'émulation.
-
Pour un processeur intel, la virtualisation est signalée par la présence du flag vmx
$ grep --color vmx /proc/cpuinfo
-
Pour un processeur amd, la virtualisation est signalée par la présence du flag svm
$ grep --color svm /proc/cpuinfo
-
Les modules kvm, kvm-intel ou kvm-amd sont chargés
$ lsmod |grep kvm
kvm_intel 323584 0
kvm 1019904 1 kvm_intel
irqbypass 16384 1 kvm
2 - Principe
Le lancement d'une émulation s'effectue au moyen
-
d'une commande spécifiant l'architecture à émuler : qemu-system-<architecture_émulée>
-
suivie d'une liste d'options, telles que
-
caractéristiques de l'émulation (taille mémoire, nombre de cpus, type d'affichage...)
-
liste de périphériques de stockage réels ou virtuels avec leurs priorités
-
des options d'amorçage du système (priorités, écran de bios, uefi, ...)
- .....
- Dans ce qui suit on suppose que le système émulé est du type x64_64, la commande de lancement de l'émulation sera donc
$ qemu-system-x86_64
La commande lance l'amorçage de la plate-forme par défaut bios
3 - Options
3.1 - Accélération, mémoire, processeurs, réseau
- Le fonctionnement sans l'émulation kvm est très lente. L'option -accel kvm (remplace l'option -enable-kvm) lorsqu'elle est supportée est donc très recommandée
-accel kvm
- Lorsque le processeur émulé est identique au processeur hôte, l'option -cpu host peut-être utilisée
-cpu host
- La taille mémoire attribuée par défaut à l'émulation est de 512M, ce qui est généralement insuffisant et se traduit, en cours de fonctionnement, par une erreur du type Kernel panic - not syncing: No working init found. Utiliser l'option -m suivie de la taille mémoire en MiB pour changer la valeur par défaut, si dessous 2048 MiB (sur les 8GiB disponibles)
-m 2048
-
Par défaut, un seul processeur est attribué à l'émulation. Utiliser l'option -smp suivie du nombre de processeurs attribué à l'émulation, ci-dessous 4 processeurs (sur les 8 disponilbles)
-smp 4
3.2 - Accès réseau
- Par défaut, l'accès réseau (SLIRP) est activé. Si l'accès réseau n'est pas nécessaire pour le fonctionnement de la machine invitée, le supprimer avec l'option
-net none
3.3 - Périphériques de stockage
- Les options permettant d'ajouter des périphériques de stockage sont décrites dans Émulateur Qemu - Kvm - Périphériques de stockage
4 - Sélection de l'amorçage
4.1 - Firmware
- Par défaut, un firmware bios/MBR est émulé, équivalent à l'option (chemin complet ou implicite)
-bios /usr/share/seabios/bios.bin
-bios bios.bin
4.2 - Amorçage automatique
- Par défaut, le bios tente de lancer les supports d'amorçage , selon l'ordre suivant
- Disque dur
- Floppy
- CDROM
- Réseau
- Pour forcer l'ordre d'amorçage, utiliser l'option -boot order :
- Amorçage sur le premier disque dur
-boot order=c
- Amorçage sur le cdrom
-boot order=d
- Amorçage la première fois sur le cdrom, les fois suivantes sur le premier disque dur
-boot once=d,order=c
- Alternativement, il est possible d'utiliser, l'option index=n dans la désignation du périphérique par -drive xxxx (voir Périphériques de stockage), mais cette option ne marche pas (bug?) avec un cdrom
4.3 - Amorçage manuel
- Pour accéder au menu de sélection manuelle du support d'amorçage, utiliser l'option -menu=on
$ qemu -boot menu=on
- le bios affiche pendant un court instant
Press ESC for boot menu
- taper sur ESC
- Le menu se limite au choix numéroté des périphériques d'amorçage
- Sélectionner le périphérique à amorçer en tapant le numéro associé : le clavier est en mode qwerty, ne pas utiliser la touche Maj pour taper les chiffres
- Si le périphérique sélectionné ne peut pas être amorcé, le périphérique suivant dans la liste est scruté
4.4 - Options spécifiques amorçage linux
- Il est possible de fournir le noyau et l'initrd sous forme de fichiers sans les installer dans le disque image, par exemple
-kernel vmlinuz-5.10.0-9-amd64 -initrd initrd.img-5.10.0-9-amd64 -append "root=/dev/sda1 quiet"
les paramètres de la ligne de commande du noyau, au minimum la racine du système, doivent être spécifiés en utilisant l'option -append
- Dans le cas d'un système arm, il est possible de passer une image dtb (device tree binary) au noyau, par exemple
-kernel vmlinuz-4.19.0-10-arm64 -initrd initrd.img-4.19.0-10-arm64 \
-append "rw earlycon=pl011,0x3f201000 console=ttyAMA0 loglevel=8 root=/dev/mmcblk0p2 fsck.repair=yes net.ifnames=0 rootwait memtest=1" \ -dtb bcm2837-rpi-3-b-plus.dtb
- A vérifier : dans certains cas, le chemin absolu des fichiers devrait-être spécifié ? ....
5 - Simplification de la commande
5.1 - Alias
- Pour éviter d'avoir à retaper une commande et ses options, on peut utiliser un alias, sur le modèle
$ alias qemu="qemu-system-x86_64 -accel kvm -cpu host -m 2048 -smp 4"
- La commande se réduit alors à
$ qemu
et peut-être suivie par d'autres options
$ qemu -boot menu=on,order=c ....
5.2 - Scripts
- Alternativement un script peut-être utilisé pour relancer une commande avec toutes ses options
$ cat qemu.sh
#!/bin/bash env
qemu-system-x86_64 -accel kvm -cpu host -m 2048 -smp 4 - boot menu=on,order=d ......
- Rendre le script exécutable
$ chmod u+x qemu.sh
- Pour le lancer
$ ./qemu.sh
Si d'autres options suivent l'appel du script, elles ne seront pas prises en comte