【虚拟机】WSL2下QEMU+KVM，试图平替VMware！

tangptr@126.com

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-22.04 LTS。可以去应用商店里下载。
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：

[wsl2]
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

默认的WSL内核是没有KVM的，要重新折腾一份。WSL2的内核源码可以去GitHub下载。
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 cpu-checker aria2 

这里我选择6.1.21.2版内核，下载并解压：

aria2c -x 10 https://github.com/microsoft/WSL2-Linux-Kernel/archive/refs/tags/linux-msft-wsl-6.1.21.2.tar.gz
tar -xf WSL2-Linux-Kernel-linux-msft-wsl-6.1.21.2.tar.gz
cd WSL2-Linux-Kernel-linux-msft-wsl-6.1.21.2/

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)。
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。
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

由于选用的发行版是Ubuntu-22.04 LTS，因此apt下载到的QEMU版本是6.2.0的，有点老。这里直接通过源码搞个新的。（目前最新版是8.1.1）

wget https://download.qemu.org/qemu-8.1.1.tar.xz
tar -xf qemu-8.1.1.tar.xz
cd qemu-8.1.1

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
sudo apt install -y libsdl2-dev libgtk-3-dev libvte-dev libspice-protocol-dev libspice-server-dev
pip install ninja sphinx sphinx-rtd-theme ensure-pip

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

另外，QEMU从7.2版之后源码不再附带libslirp，需要自己编译安装，否则不能配置模拟网卡：

git clone https://gitlab.freedesktop.org/slirp/libslirp.git
cd libslirp
meson build
sudo ninja -C build 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。

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。
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。

溯影

牛逼，我一看标题就知道不简单，进来一看果然是精华帖