QEMU pro klikače

11. 1. 2012 | Jan Šmíd | Recenze | 7057×

O virtualizaci toho již bylo napsáno poměrně mnoho, emulátor QEMU tedy snad netřeba představovat. Pro úplnost se jedná o svobodný emulátor hardwaru počítače, a to včetně architektury procesoru. Samotné QEMU nedisponuje zvlášť vysokým výkonem, což ještě ve verzi 0.10 řešil dodatečný modul kqemu. Namísto něj dostalo QEMU podporu KVM (Kernel-based Virtual Machine) a o něco později i Xenu. Ve spojení s těmito virtualizačními technologiemi QEMU zastává funkci emulátoru ostatního hardwaru.

Obsah

• Grafické frontendy pro QEMU
• GTK+
  • Qemu Launcher
  • Qemulator
• Qt
  • AQEMU
  • QtEmu
• Další grafické nadstavby pro QEMU
  • KQEMU
  • QEMU Manager

Grafické frontendy pro QEMU

Když se řekne VirtualBox, každý ví co si představit. Jednoduchý program s přátelským grafickým prostředím, snadným nastavením a intuitivním průvodcem tvorbou a konfigurací virtuálního počítače. Naopak QEMU samo o sobě žádné grafické prostředí neobsahuje. Nainstalujete-li si pouze QEMU, pravděpodobně se již přátelíte s terminálem, nebo se s ním spřátelit plánujete. Virtuální počítač se v QEMU vytváří sekvencí příkazů, které mohou vypadat například takto:

qemu-system-x86_64 -M pc -hda /data/data/qemu_hdd -m 1024 \
  -cdrom /data/data/Stažené/CentOS-6.0-x86_64-netinstall.iso \
  -net user,vlan=0,hostname=centos  -boot d

Význam jednotlivých příkazů

• qemu-system-x86_64 → emulace 64 bitového procesoru
• -M pc → typ počítače (Machine)
• -hda /data/data/qemu_hdd → nastavení pevného disku
• -m 1024 → velikost operační paměti (memory)
• -cdrom /data/data/Stažené/CentOS-6.0-x86_64-netinstall.iso → umístění optické mechaniky, -cdrom /dev/cdrom pro použití skutečné
• -net user,vlan=0,hostname=centos → nastavení síťové karty
• -boot d → bootování, d pro optickou mechaniku, c pro pevný disk

Pro ty z nás, kteří se kvůli takové té malé domácí virtualizaci nechceme zaobírat studiem různých příkazů a jejich parametrů (qemu --help), existuje množství grafických rozhraní transformujících QEMU v obdobně pohodlný virtualizační nástroj, jako je VirtualBox.

GTK+

Qemu Launcher

Qemu Launcher je malá a spartánská aplikace. Spartánská v tom smyslu, že upřednostňuje praktičnost před vzhledem. Na disku však, a to i se svou (jedinou) dodatečnou závislostí, nezabere ani 700 kB. O dalších 139 kB se můžete ochudit instalací qemuctl, což je malý nástroj pro „komandování“ běžících virtuálních počítačů.

Rozhraním aplikace je malé okno se třemi hlavními záložkami, přičemž to, co nás zajímá, se nachází na té první (Configurations). Zbylé dvě obsahují pouze cesty ke spustitelným souborům a pracovnímu adresáři (Launcher settings) a informace o aplikaci (About). Důležitou položkou je Configuration Name, protože právě jménem odlišujete jednotlivé virtuální počítače. Qemu Launcher pro ně v základu nemá žádný další (např. ikonový) seznam. Stejně tak neobsahuje ani žádného průvodce tvorbou virtuálního stroje. Každou vytvořenou sestavu je tedy potřeba před ukončením Launcheru uložit (save).

Samotná konfigurace virtuálních strojů je úhledně a tematicky rozdělena do pěti „sekcí“ – Disks and Memory (nastavení pevných disků, virtuálních mechanik a operační paměti), Linux Boot (pro bootování externího jádra), Network (připojení k síti), Hardware (nastavení procesorů, grafických a zvukových karet) a Emulator (další parametry emulátoru, např. hardwarová virtualizace, logování, aktivace kontrolního panelu qemuctl.

Qemulator

O poznání komplexnější Qemulator mě zklamal už během prvního startu. Při každém spuštění, a to i při nulovém počtu virtuálních počítačů, zdlouhavě načítá a kontroluje obsah svých konfiguračních souborů a nastavení virtuálních strojů. První, co bude uživatele zajímat v hlavním okně Qemulatoru, je pravděpodobně nastavení. Do toho se dostanete kliknutím na první ikonu vlevo nebo skrze menu Setting-Preferences. V nastavení lze editovat cesty ke spustitelným souborům emulátoru, parametry hlavního okna, kontrolního monitoru a externích aplikací (např. vncviewer).

Průvodce tvorbou virtuálního stroje spustíte ikonou zeleného plus nebo nabídkou System-Create new system. K úspěšnému vytvoření nového stroje je potřeba nastavit minimálně jméno a bootovací zařízení. Dodatečně můžete přidat pevné disky, navýšit RAM, změnit typ procesoru, … Pro milovníky ikonek je tu i velký výběr distribučních log. Po uzavření průvodce se nový virtuální stroj objeví v hlavním okně. Jestliže prahnete po podrobnějším nastavení, tak u spodního okraje hlavního okna klikněte na show settings. Dostane se vám obdobných možností jako v Qemu Launcheru. Na záložce Qemu si dokonce můžete zobrazit textové příkazy, které Qemulator předává samotnému Qemu.

Mezi nevýhody Qemulatoru bych zařadil pomalý start a chod aplikace (např. o něco delší čekání na otevření/zavření dalších oken). Dalším problémem je ukončení hlavního okna. Po spuštění virtuálního počítače se mi již nepodařilo hlavní okno Qemulatoru ukončit klasicky a musel jsem si to vynutit. Oprav těchto problémů se nedočkáme, namísto toho dostaneme celou novou aplikaci. Qemulator se totiž sloučil s projektem Virtual NetManager a vznikly VirtualBricks, které si zatím našly cestu např. do AURu Arch Linuxu. V Debianu a Ubuntu si ještě chvíli budeme muset počkat.

Qt

AQEMU

AQEMU je z dvojice mnou testovaných qemu „klikátek“ pro KDE to šikovnější. Zorientovat se v této aplikaci je otázka několika vteřin, protože svou filosofií připomíná VirtualBox. Pod horním rámem okna se nachází ovládací prvky virtuálních strojů (Spustit, zastavit, ukončit,…), včetně průvodce jejich vytvořením. Ikonou terminálu lze zobrazit příkazy předávané emulátoru Qemu. V levém sloupci se obdobně jako ve VirtualBoxu nachází seznam virtuálních strojů, ve zbytku okna jejich podrobné nastavení.

Co se parametrů emulace týče, nabízí AQEMU asi nejširší možnosti nastavení. Přesto si díky úhlednému rozdělení udržuje sympatickou jednoduchost. Editovat lze jak typ emulace, tak počet, typ a architekturu procesoru. A je opravdu z čeho vybírat. Velmi povedený je i správce pevných disků a sériových, paralelních a USB portů. V rozšířených možnostech (Advanced a Other) se nachází řada dalších nastavení (např. KVM virtualizace). Vzhledem k závislosti AQEMU na libvncserver0 je spuštění VNC výstupu jednoduchost sama. Stačí ho prostě povolit (Other-VNC). Šikovnou „featurou“ je i spuštění obrazovky virtuálního počítače přímo v okně AQEMU. To lze nastavit v základním nastavení AQEMU (File-General settings). Užitečný je i grafický nástroj pro konvertování virtuálních disků (File-Convert HDD Image).

QtEmu

QtEmu je pravý opak Qemu Launcheru. Aplikace na první pohled zaujme svým designem, ve funkčnosti ale pokulhává. Útěchou by mohl být fakt, že mnou testovaná verze nesla označení 2.0~alpha1. Stabilní verze 1.0.5 (z konce roku 2007), která je udržována např. v Debianu a Arch Linuxu, je na tom ale ještě hůře, protože poskytuje jen základní možnosti tvorby a spuštění virtuálních strojů.

Verze 2.0~alpha1 vyšla 26. 6. 2009 a je dlouhodobě podporována v Ubuntu, a to už od verze 10.04 „Lucid Lynx“. Projekt je hostován na SourceForge ale poslední aktivita pochází z března 2010. Mailing list je mrtvý už od roku 2009 a zdá se, že QtEmu potkal stejný osud, jako jeho předchůdce KQEMU.

Hlavními novinkami v 2.0~alpha je nový Control Monitor a rozšířené možnosti nastavení. Těch je sice více než v první verzi, ale ve srovnání s ostatními GUI je jich stále málo. Např. nelze nastavit více než jeden pevný disk na jeden virtuální počítač, ani emulovat či virtualizovat architekturu amd64. Ovládání reaguje pomalu a uložení či ukončení virtuálního počítače občas vůbec nereaguje. To posléze způsobuje problémy s ukončením samotné aplikace.

Další grafické nadstavby pro QEMU

KQEMU

KQEMU, nebo také KDE QEMU Launcher, byl Qt3 grafický frontend vytvořený v prostředí Kommander. Projekt je stále hostován na SourceForge, ale vývoj utichl v roce 2006. Poslední dostupnou verzí byla a je 0.3alpha. Název aplikace byl totožný s názvem akceleračního modulu kqemu, který na x86 počítačích urychloval běh virtuálních strojů stejné architektury. Ten od QEMU 0.11 není nadále podporován.

QEMU Manager

Na QEMU založený virtualizační nástroj pro Windows. Autorem je britský programátor jménem Dave Reynolds. Poslední verze 7.0, postavená na QEMU 0.11.1, vyšla v dubnu 2010.

       

Komentáře

[alblaho]

Já jsem si hrál s VirtManagerem z produkce Red Hatu a vypadá to velice použitelně. Navíc má člověk jistotu dalšího vývoje.

[SAM:]

Bohužel poslední dobou se zdá, že vývoj se poněkud pozastavil. Asi je způsobeno pracemi na oVirt. Virt-Manager ma tu nepříjemnou vlastnost, že v KDE poměrně dost padá některé dialogy třeba nefungují správně. Snažil jsem se to řešit s vývovájařem. Dokonce jsem mu vybisektoval commity, ale neměl moc ochotu se tím zabývat.

Pod Xfce chodí virt-manager lépe.

[Lukáš Zapletal]

Neřekl bych, že se vývoj zvášť zpomaluje. A neřekl bych, že by nějak zvlásť padal.

KDE to je samozřejmě jiná káva, vše se píše a ladí pro GNOME. Teprve až pak se řeší KDE, většinou ve volném čase a podobně.

Sečteno a podtrženo, virt-manager je velmi pěkně použitelný. V budoucnu ho funkčností asi "převálcuje" RHEV (oVirt), ale čtenář abclinuxu.cz se jistě spokojí s aktuálně nabízenou funkčností. Doporučuji ho zkusit.

Když už jste si dal tu práci s bisekty, tak to už byl krůček k patchi

[Migi]

VirtManager zdá se mi už jako dělo na vrabce, co se týče "takové té malé domácí virtualizace".

[David Jaša]

virt-manager je fíčurama opravdu taková ta malá domácí virtualizace, jenom to má děsivý UI. Neděsivý UI (snad) budou mít Boxes.

[Migi]

Přistup do nastaveni jen s pravy roota a primarni vystup na VNC. To mi přišlo idealni tak na firemni nasazeni, na doma je to trochu ... nepraktický.

[SAM:]

No, stačí se podívat do git repozitáře. Za poslední čtvrtrok tam toho moc nepřibylo.

[Lukáš Zapletal]

Čtvrtrok jsou tři měsíce. Je to jen otázka pohledu

[Lukáš Zapletal]

Je to jen kousek velké skládačky.

[Jirkus]

Pěkný článek, díky. Chtěl bych se zeptat někoho jak je na tom QEMU s USB zařízeními. Jsou funkční alespoň jako ve Virtualboxu?

[Jiří J.]

USB 2.0 jakž-takž funguje, použitelné to je. Nevím přesně, co "jsou funkční" znamená, takže řeknu jen, že třeba

-device usb-ehci -device usb-host,vendorid=...,productid=...

funguje stejně, jako virtualboxí pojetí připojení USB zařízení. Místo vendor/product lze pochopitelně použít i bus/addr, vizte -device usb-host,? .

[vencour]

Měl jsem dojem, že lze přidělit/nastavit qemu přímý přístup na pci sběrnici, aby například virtualizovaný stroj dostal přístup na kartu ve slotu. Tj. že bych měl win2k, k tomu něco, co svého času běželo a takhle bych to rozchodil. V manu o tom zmínu nevidim, takže se pletu a přímo zpřístupnit takový speciální hardware nejde? Tj. když mam ovladače pro win2k, qemu, stroj s pci sbrnicí a kartu do pci, tak v qemu tohle nerozchodim?

[100% Lenin]

Hm, zajímavé. Pokud se nemýlím, tak nejdříve musíte otdělit HW ot jádra. Tak to bylo svého času v XEN. Při startu systému jste deklaroval, na jaké PCI zařízení nemá XEN brát ohled a to jste potom přiřadil VM.

Něco jsem zkoušel a fungovalo to se síťovkama i s diskama. Pokusy s grafikou nebyly nic moc. Spíše experimenty. To zrovna XEN nechtěl podporovat. Asi by lidi jeli v linuxu na wydlích a co by na to félkej bill?

Takže asi tak. Pohledejte v dokumentaci, jestli to je možné provést a pak to půjde. Jinak to asi nemá moc smysl. Pokud si ovšem rozumíme a mluvíme o samostatně vyděleném a hamatatelném HW.

Zdarec.

[stativ]

Podle všeho by to měl podporovat Xen a KVM, pokud máš příslušný HW. Je dost možné, že to bude vyžadovat qemu z www.linux-kvm.org.

[alkoholik]

Na to potrebujes hardware s podporou VT-d/IOMMU.

[zippy]

Alebo skus libvirt, ktory to vsetko spravi za teba. Ono aj virt-{manager,viewer} su postavene nad libvirtom.

[#]

Diky za clanek AQEMU vypada vyborne.

Mohl by tu nekdo porovnat klady/zapory reseni zalozenyho na QEMU vs. VirtualBox? Osobne to pouzivam jen na doma na C2D s 4GB RAM pro XP + naky testovaci linuxy/unixy. Co sem si vsim tak ve VB neni zrovna silny IO, taky takovy KDE s efektama je dobre zasekany, jak je na tom QEMU?

[Jiří J.]

Z hlediska I/O jsem dělal nedávno benchmark, celkově vzato se qemu spíše hodí pro čistý výkon a/nebo velkou konfigurovatelnost emulovaného hardware (s novou -device syntaxí). Qemu (spolu s akcelerací přes KVM) je tedy třeba ideální pro virtuální serverové instalace (web, sql, mail, ...), zatímco virtualbox těží daleko více na desktopu (2D video akcelerace, 3D akcelerace, podpora více monitorů, roztahování okna s VM, velká rychlost i bez vmx/svm, multiplatformnost (linux/win/mac/?), skrývání myši ve VM, ...).

Takže na "trvalé" systémy na desktopu určitě doporučuji virtualbox, na jednorázovky typu "pusť system rescue cd na kamarádův USB HDD" je pak daleko jednodušší použít qemu (starou syntaxi).

Co se týče grafiky / grafického výkonu, tak tam jednoznačně vede virtualbox.

[#]

dik za shrnuti a link na benchmark. Muj nejvetsi problem s I/O ve VB byl vlastne ocekavatelnej, extrahoval sem totiz svuj bz2 backup realne masiny pod virtualem, takze to proste trvalo dyl, nicmene virtio vypada, ze by mohlo vest k lepsi odezve. Mas na to nakej feedback od vyvojaru (koukam v diskuzi zatim zadna reakce)?

[Jiří J.]

Na IRC jsem někdy v prosinci slíbil tento benchmark jednomu z vývojářů, protože jsme se trochu neshodli ve způsobech použití obou virtualizačních nástrojů (kvm/vbox), takže jsem v lednu dodržel své slovo a benchmark udělal. Na žádost dotyčného vývojáře se to pak objevilo i na mailing listu, ale nikdo se neozval. Popravdě se ani nedivím - priority virtualboxu jsou někde jinde, maximálně se budou vývojáři zabývat tou regresí při zápisu na "SATA".

[stativ]

Neměla by akcelerace naopak běhat mnohem lépe s KVM, když jde použít PCI pass-through?

[100% Lenin]

jde o to, co chcete akcelerovat. Kdysi jsem masivně testoval XEN (linux větev) a paralelně jsme testovali citrix. Bych pravdu řekl - na nasazení izolovaných serverů pro testování na desktopu je výhodnější KVM - pro testování desktopu na desktopu je určitě lepší virtualbox - pro virtualizaci serveru na serveru - nebojte se XEN řešení. Myslím, že citrix xen server se dá stáhnout free a klidně nasadit na nějaký domácí miniprojekt. Když na to dojde, pustíte tam i PC a připojíte se vzdáleným desktopem.

No - a pokud chcete akcelerovanou grafiku - dejte si do case dvě fošny, jednu na windoze a druhou na linux. :D Zdar

[100% Lenin]

pardon, PC = wydle :D

[stativ]

jde o to, co chcete akcelerovat.

No, měl jsem na mysli hlavně grafiku. Třeba když nainstaluji ve VirtualBoxu něco graficky náročného (např. KDE) a vedle to nainstaluji do KVM nebo XENu s pci-passthrough pro grafiku, čekal bych, že to v KVM/XEN poběží mnohem lépe.

No - a pokud chcete akcelerovanou grafiku - dejte si do case dvě fošny, jednu na windoze a druhou na linux. :D

A to mi bude jako k čemu? „windoze“ nepotřebuju

[Jiří J.]

Koukám, že tu vzniklo několik nedorozumnění.

Předně jde o 3D akceleraci - virtualbox používá pro 3D renderování v hostiteli OpenGL (pokud je mi známo), což je univerzální způsob natolik, aby fungoval s různými graf. kartami na různých platformách. Kluci z KVM myslím něco podobného připravují, ale za pomoci KMS jaderného driveru (když nepočítám redhatí QXL). O vmware nemám ponětí, ale tuším, že nějaký driver v kernelu už taky je. Přestože metody jsou různé, pokaždé jde víceméně o renderování na hostitelově aktivní grafické kartě za použití driveru hostitele.

Druhá možnost je tzv. "pci-passthrough", který umožňuje přímo "propojit" virtualizovaný systém s jakýmkoli PCI(e) zařízením bez znatelného zvýšení latence, díky IOMMU. Tento postup v našem případě má ale pár nevýhod:

• Dané PCI zařízení může používat pouze jeden OS. I kdyby se podařilo namapovat (DMA) rozsah adres daného zařízení do více OS, komunikace nikdy nebude bezstavová. Jednodušše řečeno - pokud kartu přiřadíme virtuálnímu stroji, hostitel ji nemůže používat. Zde asi směřovala narážka na "windoze" - obyčejně by člověk mohl chtít virtuální windows se super nadupanou grafickou kartou. A jelikož tuto kartu pak nemůže použít hostitel, musela by být k dispozici třeba integrovaná grafická karta, kterou použije hostitel při bootu (a kernel parametrem si zakáže sahání do DMA range nadupané PCIe grafické karty).
• Zatímco pci-passthrough jako takový je podporován ze strany KVM a vmware (virtualbox ho myslím zatím neumí), grafickou kartu zatím KVM "propojit" neumí. Mám pocit, že problém byl (je) v inicializační sekvenci a nějaké adresní provázanosti fyzické adresy hostitele s adresami v ROM karty. Neberte mě za slovo, přesně to bude někde na KVM mailing listu.
• Základní desky s IOMMU jsou v sektoru "hi-end", pokud si člověk nekoupí vyloženě nějakou tu super duper gaming sniper assault základovku za 10000+ tisíc, nemá (na desktopu) na pci-passthrough nárok. KVM navíc (pokud vím) podporuje pouze AMD procesory.

Kolem a kolem - pro běžného uživatele desktopu to nestojí za ty problémy. Ne v současnosti. Na většinu jednodušších grafických úkonů stačí wine (resp. crossover), případně virtualbox se svoji jednoduchou 3D akcelerací, na komplexnější věci je potřeba buď rozjet danou aplikaci nativně na OpenGL, nebo restartovat do OEM Windowsu, který přece dneska má každý!

Z vlastní zkušenosti mohu říct, že restart je sice otravná operace, ale pokud se zkombinuje s hibernací, ruší daleko méně.

[alkoholik]

Takze drobne opravy:
Videl jsem report, ze v KVM uz nekomu funguje VGA passthru. V XENu slape pres rok.
Zakladni desky (ASUS Crosshair IV a V Formula), na kterych provozuju Windows virtualy s passnutymi grafikami, stoji nove kolem 5kKc a ne 10.
Kolem a kolem - misto tri pocitacu s Windows mam jeden se tremi virtualy.

[stativ]

Díky za obsáhlou odpověď. Takové porovnání jsem měl na mysli, aneb proč používat zbytečnou vrstvu jako má VirtualBox, jako je ovladač virtuální grafiky, který stojí za nic (podpora jen OpenGL 2 a nějaké staré verze DX, navíc ne úplně bez chyb), když je tu KVM s PCI passthrough.

Je škoda (ale je fakt, že je to celkem logické), že grafiku nemůže používat hostitel. Na druhou stranu vzhledem k tomu, že spousta dnešních CPU má integrovanou grafiku, není asi až tak neobvyklé mít 2 GPU. Bohužel mě to kazí plány na využití času mezi zkouškami. Ačkoliv moje základovka snad, možná, IOMMU podporuje, tak mám jen první generaci i7 (ie bez grafiky).

Podpora HW bude záviset hlavně na poptávce, i když se mi nezdá že by podporu IOMMU využili hlavně hráči. Skoro bych řekl, že ti to využijí nejméně.

[alkoholik]

To musis mit hardware s IOMMU a volny radic s diskem, ktery bys tomu virtualu predhodil. Na vetsine pocitacu sci-fi.

[lythos]

Virtual box neznam, pouzivam x let qemu. V posledni dobe se mi hlavne libi:
1. spoluprace s vio zarizenimi (treba /dev/vd*)
2. Bolloon driver a moznost pridavani a odebirani pameti za behu systemu
3. Moznost emulace vice platform