【其他】QEMU 在 Windows 和 CentOS 7 下安装及运行 ARM 操作系统指南

QEMU 在 Windows 和 CentOS 7 下安装及运行 ARM 操作系统指南

本文总结如何在 Windows 和 CentOS 7 宿主机上安装 QEMU，并通过 QEMU 模拟 ARM 架构（aarch64/armv7）的操作系统。

---

一、通用准备工作

无论哪种宿主机，都需要以下文件：

1. QEMU 程序（Windows 安装包或 CentOS 软件包）
2. UEFI 固件文件 （QEMU_EFI.fd，用于 ARM 虚拟机引导）
3. ARM 操作系统安装镜像（如麒麟 ARMv7、CentOS ARM64、Ubuntu ARM64 等）

架构选择 ：虽然可以模拟 ARMv7（32位），但推荐使用 ARM64（aarch64） 镜像，兼容性和稳定性更好。

若使用 ARMv7 镜像，启动命令中需将 CPU 型号改为 -cpu cortex-a15 等 32 位处理器。

---

二、Windows 下安装与运行

2.1 安装 QEMU

1. 访问 QEMU for Windows 官方下载页，下载 qemu-w64-setup-<版本>.exe。
2. 运行安装程序，建议安装路径为 D:\qemu（避免空格和权限问题）。
3. 将 D:\qemu 添加到系统 PATH 环境变量 ，以便在任意命令行使用 qemu-system-aarch64 等命令。

2.2 准备文件

创建一个工作目录，例如 D:\Kylin-ARM，放入以下文件：

• QEMU_EFI.fd（从 Linaro 快照 下载）
• ARM 系统镜像，如 Kylin_Server_V10_SP3_ARMV7.iso（或 CentOS-7-aarch64.iso）

2.3 创建虚拟硬盘

打开 命令提示符（cmd），进入工作目录，执行：

cd /d D:\Kylin-ARM
qemu-img create -f qcow2 kylin-system.qcow2 50G

2.4 启动安装

执行以下命令启动安装程序（以 ARM64 为例，若为 ARMv7 请将 -cpu cortex-a72 改为 -cpu cortex-a15）：

qemu-system-aarch64 ^
  -m 4096 ^
  -cpu cortex-a72 -smp 4 ^
  -M virt ^
  -bios QEMU_EFI.fd ^
  -device VGA ^
  -device nec-usb-xhci -device usb-kbd -device usb-mouse ^
  -drive if=none,file=kylin-system.qcow2,id=hd0 ^
  -device virtio-blk-device,drive=hd0 ^
  -drive if=none,file=Kylin_Server_V10_SP3_ARMV7.iso,id=cdrom,media=cdrom ^
  -device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom ^
  -netdev user,id=net0 -device virtio-net-pci,netdev=net0

参数说明：

• -m 4096：分配 4GB 内存（可调整）
• -cpu cortex-a72：模拟 ARMv8 处理器
• -smp 4：4 个 CPU 核心
• -bios：指定 UEFI 固件
• -drive ...：挂载虚拟硬盘和 ISO 镜像
• -netdev user：用户模式网络（可访问外网，支持端口转发）

安装过程较慢（可能 1~2 小时），完成后系统会自动重启。

2.5 日常启动

安装完成后，移除 ISO 挂载，使用精简命令：

qemu-system-aarch64 ^
  -m 4096 ^
  -cpu cortex-a72 -smp 4 ^
  -M virt ^
  -bios QEMU_EFI.fd ^
  -device VGA ^
  -device nec-usb-xhci -device usb-kbd -device usb-mouse ^
  -drive if=none,file=kylin-system.qcow2,id=hd0 ^
  -device virtio-blk-device,drive=hd0 ^
  -netdev user,id=net0 -device virtio-net-pci,netdev=net0

可将该命令保存为 start-kylin.bat 方便双击运行。

---

三、CentOS 7 下安装与运行

3.1 安装 QEMU

方案一：使用 EPEL 仓库（推荐）

sudo yum install epel-release -y
sudo yum install qemu-system-aarch64 qemu-img -y

方案二：源码编译（获取最新版）

# 安装编译依赖
sudo yum install gcc glib2-devel zlib-devel pixman-devel -y

# 下载源码（以 7.2.0 为例）
wget https://download.qemu.org/qemu-7.2.0.tar.xz
tar xvJf qemu-7.2.0.tar.xz
cd qemu-7.2.0

# 仅编译 aarch64 目标
./configure --target-list=aarch64-softmmu
make -j $(nproc)
sudo make install   # 可执行文件在 /usr/local/bin/

3.2 准备文件

创建工作目录并下载所需文件：

mkdir ~/arm-vm
cd ~/arm-vm

# 下载 UEFI 固件
wget https://snapshots.linaro.org/components/kernel/leg-virt-tianocore-edk2-upstream/latest/QEMU-AARCH64/RELEASE_GCC5/QEMU_EFI.fd

# 下载 ARM64 系统镜像（例如 CentOS 7 aarch64）
wget http://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/7.6.1810/isos/aarch64/CentOS-7-aarch64-Everything-1810.iso

3.3 创建虚拟硬盘

qemu-img create -f qcow2 centos-arm64.qcow2 20G

3.4 启动安装（无图形界面模式）

由于 CentOS 7 服务器通常没有图形环境，使用 -nographic 将控制台输出到终端：

qemu-system-aarch64 \
  -m 2048 \
  -cpu cortex-a57 \
  -smp 2 \
  -M virt \
  -bios QEMU_EFI.fd \
  -drive if=none,file=centos-arm64.qcow2,id=hd0 \
  -device virtio-blk-device,drive=hd0 \
  -drive if=none,file=CentOS-7-aarch64-Everything-1810.iso,id=cdrom,media=cdrom \
  -device virtio-scsi-device -device scsi-cd,drive=cdrom \
  -netdev user,id=net0,hostfwd=tcp::5555-:22 \
  -device virtio-net-pci,netdev=net0 \
  -vga virtio \
  -nographic

参数说明：

• -nographic：将串口/控制台重定向到当前终端，适合无图形界面的服务器。
• hostfwd=tcp::5555-:22：将宿主机的 5555 端口转发到虚拟机的 22 端口（SSH），方便远程连接。
• -vga virtio：虚拟显卡驱动。

安装过程全终端交互，按提示完成系统安装。

3.5 日常启动（无 ISO）

qemu-system-aarch64 \
  -m 2048 \
  -cpu cortex-a57 \
  -smp 2 \
  -M virt \
  -bios QEMU_EFI.fd \
  -drive if=none,file=centos-arm64.qcow2,id=hd0 \
  -device virtio-blk-device,drive=hd0 \
  -netdev user,id=net0,hostfwd=tcp::5555-:22 \
  -device virtio-net-pci,netdev=net0 \
  -vga virtio \
  -nographic

保存为 start-centos-arm.sh 并赋予执行权限：chmod +x start-centos-arm.sh。

3.6 （可选）使用 virt-manager 图形化管理

若 CentOS 7 安装了桌面环境，可安装 virt-manager：

sudo yum install virt-manager libvirt -y
sudo systemctl start libvirtd

然后配置 UEFI 支持（编辑 /etc/libvirt/qemu.conf，添加 nvram 路径），重启服务后用 virt-manager 新建 ARM 虚拟机。

---

四、常见问题与注意事项

问题	解决方案
启动后黑屏 / 无法引导	1. 确认使用了正确的 QEMU_EFI.fd 固件。 2. 尝试将 CPU 型号改为 -cpu max。 3. 若镜像为 ARMv7，改用 -cpu cortex-a15 并添加 -machine type=virt。
Windows 报错 VBOX_E_PLATFORM_ARCH_NOT_SUPPORTED	该错误是 VirtualBox 的限制，请使用 QEMU。
安装极慢	正常现象，QEMU 为软件模拟，性能约为物理机的 10%~30%。可适当增加 -m 内存和 -smp 核心数。
网络不通	检查 -netdev user 参数是否完整。如需 SSH 连接，确保添加 hostfwd。
宿主机 CPU 占用 100%	正常，QEMU 模拟 ARM 指令会消耗大量 CPU 资源。可尝试降低 -smp 核心数。

---

五、多虚拟机同时运行

如需同时运行多个 ARM 虚拟机，可以采用以下方法：

• 多开模式 ：分别创建独立的虚拟硬盘文件，使用不同的端口转发（如 hostfwd=tcp::5555-:22 和 ::5556-:22），分别启动 QEMU 进程。
• Overlay 镜像模式 ：共享一个基础镜像（base.qcow2），为每个实例创建差异镜像：
  qemu-img create -f qcow2 -b base.qcow2 -F qcow2 vm1-overlay.qcow2
  可大幅节省磁盘空间。
• 网络集群：使用 TAP 网桥或 Docker 容器化 QEMU 实现多节点互联。

资源要求：同时运行 3 个 2GB 内存的 ARM 虚拟机，宿主机建议至少 16GB 内存 + 多核 CPU。

---

六、总结

宿主机	安装方式	启动命令特点
Windows	下载安装包，配置 PATH	图形窗口显示，需添加 -device VGA 等显示设备
CentOS 7	EPEL 仓库或源码编译	常使用 -nographic 终端模式，可配置端口转发

无论哪种环境，核心步骤均为：

1. 安装 QEMU
2. 准备 UEFI 固件和 ARM 镜像
3. 创建虚拟硬盘
4. 使用 qemu-system-aarch64 启动安装
5. 后续启动移除 ISO 挂载

最后建议 ：由于 ARMv7 兼容性不确定，若遇到启动失败，请优先下载一个标准的 ARM64（aarch64） 发行版（如 Ubuntu Server、CentOS 7 aarch64）测试 QEMU 环境是否正常，再尝试运行你的麒麟 ARMv7 镜像。

如果在操作中遇到任何具体错误，欢迎提供报错信息，以便进一步排查。