【虚拟机】WSL2下QEMU+KVM，试图平替VMware！
本帖最后由 tangptr@126.com 于 2024-8-2 23:45 编辑# 前言
首先说明，不能完全替代VMware，只能说在不盗版VMware的前提下，用WSL2+QEMU+KVM也能玩。
经测试，Windows 10 LTSC 2021不能给WSL2启用嵌套虚拟化，因此我直接选择了Windows 11，其他的Windows 10版本我就没测试了。
# 启用WSL2
首先是安装Windows Subsystem for Linux，一般是通过控制面板实现。另外WSL2额外要求安装Virtual Machine Platform。
WSL2还要更新搞个特别的更新操作。
```
wsl --update
```
# 安装WSL发行版
一般而言，由于大部分网上使用WSL2的案例均为Ubuntu，因此这里就选择了Ubuntu-24.04 LTS。可以去应用商店里下载，也可以在PowerShell里下载。
```
wsl --install Ubuntu-24.04
```
但是呢，还得整个活，让WSL启用嵌套虚拟化。
在`%UserProfile%`目录里，创建一个`.wslconfig`文件，添加以下代码：
```
nestedVirtualization=true
```
注意要先关掉WSL2
```
wsl --shutdown
```
等待八秒后进入WSL，确认一下是不是真的有虚拟化功能了：
```
cat /proc/cpuinfo | grep -E 'svm|vmx'
```
有输出就证明有虚拟化。
# 更新内核
由于系统版本的区别，老一些的Windows 11默认的WSL内核是没有KVM的，要重新折腾一份。
新版Windows 11（Build 26100）虽然默认带上了KVM，默认的内核也不是v6的，有点老，所以干脆重新折腾一份吧。
WSL2的内核源码可以[去GitHub下载](https://github.com/microsoft/WSL2-Linux-Kernel/releases)。
先做点准备工作：
```
sudo apt update -y && sudo apt upgrade -y
sudo apt -y install build-essential libncurses-dev bison flex bc libssl-dev libelf-dev cpio cpu-checker
```
这里我选择6.6.36.3版内核，下载并解压：
```
wget https://github.com/microsoft/WSL2-Linux-Kernel/archive/refs/tags/linux-msft-wsl-6.6.36.3.tar.gz
tar -xf linux-msft-wsl-6.6.36.3.tar.gz
cd WSL2-Linux-Kernel-linux-msft-wsl-6.6.36.3/
```
把微软的编译配置复制出来：
```
cp Microsoft/config-wsl .config
```
然后开始配置
```
make menuconfig
```
进入菜单式界面，这里进入`Virtualization`，然后根据自己情况进行选择。
接着进入`Processor type and features`，来到`Linux guest support`，勾选`KVM Guest support (including kvmclock)`。
找到`General setup`/`BPF subsystem`然后取消所有项，否则编译失败。
最后开始编译。
```
make -j$(nproc)
```
编译要花一会时间，所以中途可以去看番。
编译完成的内核映像在`./arch/x86/boot/bzImage`这个位置，你可以将其复制到任意位置。
回到`.wslconfig`配置文件，添加这一行代码：
```
kernel=<内核文件路径>
```
注意这里要使用Windows风格路径，且`\`符号必须双拼，可以含空格，不需要引号，比方说：`kernel=D:\\a b c\\bzImage`。
然后`wsl --shutdown`关掉你的WSL，八秒后再打开。
然后安装内核模块和头文件。
```
sudo make modules_install headers_install
```
再次`wsl --shutdown`关掉你的WSL，八秒后再打开。
确认一下KVM可以使用了：
```
kvm-ok
```
输出`KVM acceleration can be used`就说明KVM能用了。
# 安装QEMU
连内核都重新编译了，那么QEMU也直接通过源码搞个新的吧。（目前最新版是9.0.2）
```
wget https://download.qemu.org/qemu-9.0.2.tar.xz
tar -xf qemu-9.0.2.tar.xz
cd qemu-9.0.2
```
编译QEMU有些准备工作要做：
```
sudo apt install -y git libglib2.0-dev libfdt-dev libpixman-1-dev zlib1g-dev libbz2-dev liblzo2-dev ninja-build python3-pip meson ovmf libsdl2-dev libgtk-3-dev libvte-dev libspice-protocol-dev libspice-server-dev libslirp-dev python3-sphinx python3-sphinx-rtd-theme
```
然后配置编译参数：
```
./configure --target-list=x86_64-softmmu --disable-werror --enable-kvm --enable-tools --enable-lzo --enable-bzip2 --enable-sdl --enable-gtk --enable-vdi --enable-qcow1 --enable-spice --enable-slirp
```
开始编译：
```
make -j$(nproc)
```
编译完成后安装到系统里：
```
sudo make install
```
最后配置KVM权限，免得使用QEMU都要加`sudo`前缀。
```
sudo adduser <用户名> kvm
sudo chown <用户名> /dev/kvm
```
# 创建虚拟机
首先用`qemu-img`命令创建一个磁盘映像：
```
qemu-img create disk.img 40G
```
这里创建了个文件名是`disk.img`的40G大小的raw格式映像，虽然可以用其他格式（比如QEMU的`qcow1`格式），I/O性能可能会更好，但是毕竟用raw格式方便研究文件系统。
然后创建一个`runvm.sh`的脚本文件。这个文件将是我们配置QEMU虚拟机的基石。先添加一些基本的东西：
```
qemu-system-x86_64 \
-accel kvm \
-bios /usr/share/ovmf/OVMF.fd \
-cpu host,vmx=on,hypervisor=off \
-smp 2 -m 4096 \
-vga qxl \
-cdrom windows_setup.iso \
-drive format=raw,file=disk.img \
-nic e1000e
```
说明一下每行的意义：
- `qemu-system-x86_64`是QEMU的可执行文件名。
- `-accel kvm`指定使用KVM作为加速器。
- `bios /usr/share/ovmf/OVMF.fd`指定使用OVMF作为固件。OVMF（Open Virtual Machine Firmware）是TianoCore开源的虚拟机UEFI固件。去掉这一行让QEMU使用SeaBIOS这个Legacy固件。
- `cpu host,vmx=on,hypervisor=off`中，`host`是让QEMU告诉虚拟机CPU的型号和主机一致，`vmx=on`是让虚拟机开启对Intel VT-x的支持（若主机是AMD的CPU就用`svm=on`），`hypervisor=off`是让虚拟机不能通过`cpuid`的返回值判断虚拟机的存在。
- `-smp 2`是双核。
- `-m 4096`是虚拟机使用4G内存。
- `-vga qxl`是给虚拟机QXL虚拟显卡，这个显卡兼容性最好。
- `-cdrom windows_setup.iso`是给虚拟机添加一个光驱，虚拟光盘的文件名是`windows_setup.iso`。这里应当替换为你要安装的操作系统的安装映像。
- `-drive format=raw,file=disk.img`是给虚拟机添加一个raw格式硬盘，虚拟硬盘的文件名是`disk.img`。
- `-nic e1000e`是给虚拟机添加Intel E1000e虚拟网卡。
然后启动虚拟机：
```
bash runvm.sh
```
至于怎么装系统，就不是本文关心的事情了。
# 安装SPICE Guest Tools
这个东西类似于VMware Tools，本质是为了增强虚拟机使用体验的。
Linux虚拟机可以直接用命令安装：
```
sudo apt install spice-vdagent spice-webdavd
```
Windows虚拟机需要从SPICE官网[下载SPICE Guest Tools](https://spice-space.org/download/windows/spice-guest-tools/spice-guest-tools-latest.exe)。
# 增强QEMU使用体验
接下来我们要提升QEMU的使用体验。在`runvm.sh`中，追加以下参数：
```
-device usb-ehci -device usb-mouse -device usb-tablet -device usb-kbd \
-audio spice,model=hda \
-spice addr=0.0.0.0,port=3001,disable-ticketing=on,disable-agent-file-xfer=off \
-device virtio-serial \
-chardev spicevmc,id=vdagent,debug=0,name=vdagent \
-device virtserialport,chardev=vdagent,name=com.redhat.spice.0 \
-chardev spiceport,id=spicechannel1,name=org.spice-space.webdav.0 \
-device virtserialport,nr=2,chardev=spicechannel1,name=org.spice-space.webdav.0
```
启动虚拟机时会发现没有窗口弹出，因为这里我们指定使用virt-viewer来操作虚拟机。
然后在Windows 11主机上[下载安装virt-viewer](https://virt-manager.org/download)。
在virt-viewer这里，通过`spice://localhost:3001`地址连接到QEMU。
在使用virt-viewer，且SPICE Guest Agent正常运行的情况下：
- 可以双向复制粘贴文本
- 可以无缝切换鼠标
- 可以拖拽发送文件（但只能Host向Guest发送，且只能复制到指定位置：比如Windows上拖拽复制只会复制到桌面上）
- 可以通过virt-viewer播放虚拟机里的声音
## 警告
**严禁使用Windows Update（手动更新也不行），它会干掉SPICE Guest Agent导致其无法正常开机自动启动。后果是鼠标会消失，键盘无响应。**
万一发生此事，需要删除掉`-device usb-ehci -device usb-mouse -device usb-tablet -device usb-kbd`这一行参数，使其使用标准键鼠，放弃无缝键鼠切换。然后在虚拟机里重装SPICE Guest Tools。
# 结语
本文介绍了如何安装WSL2，并讲解了WSL2内核的编译来给WSL2添加KVM。然后说明了如何编译最新版的QEMU，以及虚拟机的创建方法，最后讲解了QEMU使用体验的增强方法。
平（价代）替也就这么回事了，真正用起来还是很操蛋的。如果不是有意追求QEMU里某些特性（比如ISA-DebugCon这类VMware没有的虚拟设备），还是老实去玩VMware吧。
牛逼，我一看标题就知道不简单，进来一看果然是精华帖
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