一、QEMU簡介
QEMU是一款開源的模擬器及虛擬機監管器(Virtual Machine Monitor, VMM)。QEMU主要提供兩種功能給用戶使用。一是作爲用戶態模擬器，利用動態代碼翻譯機制來執行不同於主機架構的代碼。二是作爲虛擬機監管器，模擬全系統，利用其他VMM(Xen, KVM, etc)來使用硬件提供的虛擬化支持，創建接近於主機性能的虛擬機。
用戶可以通過不同Linux發行版所帶有的軟件包管理器來安裝QEMU。如在Debian系列的發行版上可以使用下面的命令來安裝：
sudo apt-get install qemu
或者在紅帽系列的發行版上使用如下命令安裝：
sudo yum install qemu -y
除此之外，也可以選擇從源碼安裝。
獲取QEMU源碼
可以從QEMU官網上下載QEMU源碼的tar包，以命令行下載2.0版本的QEMU爲例：
$wget http://wiki.qemu-project.org/download/qemu-2.0.0.tar.bz2
$tar xjvf qemu-2.0.0.tar.bz2
如果需要參與到QEMU的開發中，最好使用Git獲取源碼：
$git clone git://git.qemu-project.org/qemu.git
編譯及安裝
獲取源碼後，可以根據需求來配置和編譯QEMU。
$cd qemu-2.0.0 //如果使用的是git下載的源碼，執行cd qemu
$./configure --enable-kvm --enable-debug --enable-vnc --enable-werror --target-list="x86_64-softmmu"
$make -j8
$sudo make install
configure腳本用於生成Makefile，其選項可以用./configure --help查看。這裏使用到的選項含義如下：
--enable-kvm：編譯KVM模塊，使QEMU可以利用KVM來訪問硬件提供的虛擬化服務。
--enable-vnc：啓用VNC。
--enalbe-werror：編譯時，將所有的警告當作錯誤處理。
--target-list：選擇目標機器的架構。默認是將所有的架構都編譯，但爲了更快的完成編譯，指定需要的架構即可。
二、基本原理
QEMU作爲系統模擬器時，會模擬出一臺能夠獨立運行操作系統的虛擬機。如下圖所示，每個虛擬機對應主機(Host)中的一個QEMU進程，而虛擬機的vCPU對應QEMU進程的一個線程。
系統虛擬化最主要是虛擬出CPU、內存及I/O設備。虛擬出的CPU稱之爲vCPU，QEMU爲了提升效率，借用KVM、XEN等虛擬化技術，直接利用硬件對虛擬化的支持，在主機上安全地運行虛擬機代碼(需要硬件支持)。虛擬機vCPU調用KVM的接口來執行任務的流程如下(代碼源自QEMU開發者Stefan的技術博客)：
open("/dev/kvm")
ioctl(KVM_CREATE_VM)
ioctl(KVM_CREATE_VCPU)
for (;;) {
ioctl(KVM_RUN)
switch (exit_reason) {
case KVM_EXIT_IO: /* ... */
case KVM_EXIT_HLT: /* ... */
}
}
QEMU發起ioctrl來調用KVM接口，KVM則利用硬件擴展直接將虛擬機代碼運行於主機之上，一旦vCPU需要操作設備寄存器，vCPU將會停止並退回到QEMU，QEMU去模擬出操作結果。
虛擬機內存會被映射到QEMU的進程地址空間，在啓動時分配。在虛擬機看來，QEMU所分配的主機上的虛擬地址空間爲虛擬機的物理地址空間。
QEMU在主機用戶態模擬虛擬機的硬件設備，vCPU對硬件的操作結果會在用戶態進行模擬，如虛擬機需要將數據寫入硬盤，實際結果是將數據寫入到了主機中的一個鏡像文件中。
三、創建及使用虛擬機
命令行創建及啓動虛擬機
成功安裝QEMU之後便可創建自己的虛擬機。具體步驟如下：
1, 使用qemu-img創建虛擬機鏡像。虛擬機鏡像用來模擬虛擬機的硬盤，在啓動虛擬機之前需要創建鏡像文件。
[kelvin@kelvin tmp]$ qemu-img create -f qcow2 fedora.img 10G
Formatting 'fedora.img', fmt=qcow2 size=10737418240 encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off
[kelvin@kelvin tmp]$ ls
fedora.img
-f選項用於指定鏡像的格式，qcow2格式是QEMU最常用的鏡像格式，採用寫時複製技術來優化性能。fedora.img是鏡像文件的名字，10G是鏡像文件大小。鏡像文件創建完成後，可使用qemu-system-x86來啓動x86架構的虛擬機：
qemu-system-x86_64 fedora.img
此時會彈出一個窗口來作爲虛擬機的顯示器，顯示內容如下：
因爲fedora.img中並未給虛擬機安裝操作系統，所以會提示“No bootable device”，無可啓動設備。
2, 準備操作系統鏡像。
可以從不同Linux發行版的官方網站上獲取安裝鏡像，以fedora20爲例：
[kelvin@kelvin tmp]$ wget http://ftp6.sjtu.edu.cn/fedora/linux/releases/20/Live/x86_64/Fedora-Live-Desktop-x86_64-20-1.iso
3, 檢查KVM是否可用。
QEMU使用KVM來提升虛擬機性能，如果不啓用KVM會導致性能損失。要使用KVM，首先要檢查硬件是否有虛擬化支持：
[kelvin@kelvin ~]$ grep -E 'vmx|svm' /proc/cpuinfo
如果有輸出則表示硬件有虛擬化支持。其次要檢查kvm模塊是否已經加載：
[kelvin@kelvin ~]$ lsmod | grep kvm
kvm_intel 142999 0
kvm 444314 1 kvm_intel
如果kvm_intel/kvm_amd、kvm模塊被顯示出來，則kvm模塊已經加載。最後要確保qemu在編譯的時候使能了KVM，即在執行configure腳本的時候加入了–enable-kvm選項。
4, 啓動虛擬機安裝操作系統。
執行下面的命令啓動帶有cdrom的虛擬機：
[kelvin@kelvin tmp]$ qemu-system-x86_64 -m 2048 -enable-kvm fedora.img -cdrom ./Fedora-Live-Desktop-x86_64-20-1.iso
-m 指定虛擬機內存大小，默認單位是MB， -enable-kvm使用KVM進行加速，-cdrom添加fedora的安裝鏡像。可在彈出的窗口中操作虛擬機，安裝操作系統，安裝完成後重起虛擬機便會從硬盤(fedora.img)啓動。之後再啓動虛擬機只需要執行：
[kelvin@kelvin tmp]$ qemu-system-x86_64 -m 2048 -enable-kvm fedora.img
即可。
圖形界面創建及啓動虛擬機
命令行啓動虛擬機比較繁瑣，適合開發者，但對於普通用戶來說，採用圖形界面管理虛擬機則更爲方便。採用圖形界面管理QEMU虛擬機需要安裝virt-manager，紅帽系列的發行版只需要執行命令：
$sudo yum install virt-manager -y
安裝完成後用root用戶啓動virt-manager：
$su -
#virt-manager
啓動後的界面如下圖所示：
點擊左上角電腦圖標即可創建虛擬機。按照步驟操作即可完成對虛擬機的創建。
