Česká škola: Kapica Aleš Wikipedia: Linuxové emulátory

K čemu jsou vhodné linuxové emulátory? Když je nutné pracovat s programy, které nejsou portovány pro Linux, když vyvíjíte na Linuxu software určený pro jinou platformu nebo chcete bezpečně vyzkoušet jinou distribuci nebo operační systém. A samozřejmě jsou vhodné i pro výuku k demonstraci různých platforem.

Hardwarové nároky

Samozřejmě platí pravidlo, čím výkonnější stroj, tím efektivnější práce s emulátorem. Některé z emulátorů mají nároky na výkon stroje tak vysoké, že jejich reálný provoz zcela postrádá smysl. Než trávit dlouhé chvíle čekáním, je pak lepší místo emulátoru pořídit samostatný stroj.

Většinu z uvedených emulátorů jsem otestoval na dvou strojích. Jeden s procesorem Intel Celeron 2,4 GHz a druhý s AMD AthlonXP 2700+. To, co bylo na prvním na hranici použitelnosti, se dalo na druhém normálně používat i k práci.

Příliš mnoho emulátorů

Na ilustrační snímku obrazovky je v linuxovém prostředí (host) spuštěno qemu s instancí operačního systému MS Windows 98SE (guest), pearpc s instancí operačního systému Apple Mac OS X (guest) a Win4Lin s instancí operačního systému MS Windows 2000 Proffesional (guest). Snímek byl pořízen na stroji s procesorem Intel Celeronem 2,4 GHz a 512MB operační paměti. Použitá distribuce byla Debian Sid s vlastnoručně kompilovaným jádrem 2.6.11.4. V hostovaných systémech jsou spuštěny aplikace: Recognita 5.0 (Win98se), iMovies a Application (Mac OS X), OmniPage 14 pro (Win2000 Pro). Na pozadí v KDE ještě běží Licq (ICQ klient), Opera (browser), Kate (textový editor).

Rozdělení emulátorů

Softwarové emulátory - které emulují prostředí operačního systému

Hardwarové emulátory - které fungují jako virtuální stroj

Mezi softwarové emulátory patří Dosemu nebo Wine.

Hardwarové emulátory lze rozdělit ještě na dvě skupiny a to

Hardwarové emulátory co částečně využívají architektury procesoru počítače - Win4Lin, Basilisk II, Executor, MOL

Hardwarové emulátory, které emulují CPU počítače - Bochs, Qemu, VMware, PearPC

http://nlp.fi.muni.cz/projekty/emuwin/

Dosemu

Emuluje : prostředí DOSu

http://www.dosemu.org/

Poslední aktualizace v březnu 2004

Plex86

Emuluje : stroj s procesorem PC (x86), využívá instrukcí procesoru x86

http://plex86.sourceforge.net/

Momentálně nevyvíjený, poslední aktualizace v prosinci 2003

Bochs

Emuluje : virtuální stroj s jedním, nebo i více procesory PC (x86), využívá instrukcí procesoru x86

http://bochs.sourceforge.net/

Poslední aktualizace v únoru 2004

Subjektivní hodnocení

Bochs je emulátor virtuálního stroje, tudíž pro instalaci jiného OS je nutno mít i příslušnou licenci. Testoval jsem jej s Windows98se. Instalace systému Trvala cca dvakrát tak dlouho jako u Qemu. Ze všech emulátorů PC které jsem zkoušel měl tento nejkomplikovanější nastavení konfiguračního souboru. Co do funkčnosti a uživatelského rozhraní se dá srovnávat s komerčním emulátorem VMware, ale pro vlastní provoz mi přišel trochu pomalý.

Qemu

Emuluje : virtuální stroj s jedním, nebo i více procesory PC (x86), PPC (PowerPC), Sparc. Na platformě PC využívá instrukcí procesoru x86

http://fabrice.bellard.free.fr/qemu/

Poslední aktualizace 10. března 2005

Subjektivní hodnocení

Qemu je emulátor virtuálního stroje, tudíž pro instalaci jiného OS je nutno mít i příslušnou licenci. Testoval jsem jej s Windows98se a různými Live CD. Instalace Win98se proběhla cca za 50 minut, ale funkčnost mne mile překvapila. Ze všech emulátorů PC které jsem zkoušel byl tento nejsvižnější.Uživatelské rozhraní qemu je poněkud nezvyklé, co však mi přišlo jako hodně dobré, to byla uživatelská jednoduchost při vlastním spouštění a provozu emulátoru.

Qemu akcelerátor

Od února 2005 je možné použít pro Qemu jaderný akcelerátor, který by měl údajně zrychlit virtuální stroj z 5 - 10 násobného zpomalení oproti skutečnému stroji na 1 až 2 násobné. Použití tohoto akcelerátoru však má několik háčků:

Akcelerátor není pod GPL, tudíž nemůže být kompilován do volně šiřitelných binárních verzí qemu

Akcelerátor je možné přidat pouze do verze kompilované z cvs

Pro kompilaci jaderného modulu je nutno mít stejnou verzi překladače gcc, jakou bylo kompilováno jádro

Alternativní akcelerátor pod GPL by měl vznikat na adrese http://www.nongnu.org/qvm86/ ovšem v současné chvíli tam není nic ke stažení, nicméně lze snapshot aktuálních zdrojáků stáhnout na adrese http://www.dad-answers.com/qemu/

Nicméně, ze zvědavosti jsem vyzkoušel a mohu potvrdit že skutečně došlo k výraznému zlepšení výkonu emulátoru. Je to dáno jednak tím, že jsem kompiloval qemu z cvs verze, tudíž je optimalizované pro můj stroj a svou roli jistě hraje i onen jaderný akcelerátor. Bohužel jsem měl možnost s akcelerátorem otestovat pouze různá Live CD, protože najíždění Win98se končí chybovou hláškou. Podle toho, co jsem našel na internetu, by tento problém neměl vzniknout při nové instalaci. (Pravděpodobně se s jaderným modulem dohaduje umravňovací patch..)

Připojení obrazu disku z qemu

mount -o loop,offset=32256 obraz_disku.img /pripojny/bod/

Nejjednodušší spuštění qemu

qemu obraz_disku.img -m 256 -nics 0

(Vypnuto používání sítě a velikost používané paměti zvětšena na 250MB)

Otestování vypáleného LiveCD pomocí Qemu

qemu -cdrom /dev/cdrom -boot d

(Pokud chcete otestovat obraz LiveCD ještě před vypálením napište místo cesty k zařízení cdrom cestu ke staženému iso obrazu)

Problémy

Win98 jako guest na Linuxu

Vůbec první doporučená věc je nainstalovat do Windows patch, který jim "vysvětlí" že CPU nemají jen pro sebe. Jinak procesor pojede neustále na 100 %

Po rebootu se nainstalované Windows zakousnou - nedbat na to, zabít qemu, spustit znova do normálního režimu

Po spuštění se grafika Windows rozhasí a zatuhnou - nedbat na to, zabít qemu, spustit znova do normálního režimu

Po startu grafika Windows najede ve 256 barvách - nevím, nepřišel jsem zatím na to proč to, ale pomohlo odebrání grafických ovladačů, ukončit bez restartu a po spuštění je doinstalovat znova - ovšem POZOR! nepomohlo vždy.

VMware

Emuluje : virtuální PC

http://www.vmware.com/

Komerční aplikace

Subjektivní hodnocení VMware je emulátor virtuálního stroje, tudíž pro instalaci jiného OS je nutno mít i příslušnou licenci. Testoval jsem jej s Windows98se. Instalace systému proběhla poměrně rychle, ale vlastním během jsem byl zklamán. Vykreslování bylo pomalejší než u Qemu, který je k dispozici zdarma. Velice kladně lze hodnotit uživatelské rozhraní a jeho možnosti které nabízí.

pro zrychlení grafických aplikací a vůbec optimalizaci běhu hostovaného systému je dobré dodržet dvě zásady
1. zvolit patřičný OS při vytváření virtuálního stroje
2. nainstalovat do hostovaného stroje vmware-tools jsou součástí instalace (/usr/lib/vmware/isoimages)

existuje několik verzí vmware. základní jsou:

vmware workstation
- instaluje se do běžného operačního systému (Linux,Win)
- určeno k emulaci na jednom počítači (vývoj SW, testovací prostředí)
- umožňuje emulovat celé síťové prostředí
- v aktuální verzi (5) lze vytvářet libovolné množství tzv. "snapshotů", tedy zakonzervovat stav hostovaného OS
- udávaná výkonnost je kolem 80 %
vmware GSX server
- instaluje se do běžného OS (Linux,Win)
- Uživatelé se k serveru připojují pomocí konzole (běh více virtuálních strojů současně, podpora až 64 procesorů, přidělování zdrojů)
- lze použít s konzolí pro správu
- aktuální verze (4) podporuje jeden snapshot
- efektivnost taktéž 80 %
vmware ESX server
- NEINSTALUJE SE DO OS má své vlastní ovladače i jádro
- podpora všech významných výrobců HW (HP, IBM …)
- lze použít s konzolí pro správu
- podporuje v-motion (přesunutí běžícího systému na jiný HW…na video streemu to ani nepoznáte…jen ping je o malinko delší)
- efektivita kolem 90 %

Win4Lin

Emuluje : virtuální PC, využívá instrukcí procesoru x86

http://www.netraverse.com/downloads/

Komerční aplikace

Subjektivní hodnocení

Win4Lin má jednu nepříjemnou vlastnost, že vyžaduje opatchované jádro. To učinit sice není žádný problém, nicméně na Debianu se mi to (zatím) nepodařilo. Takže mám zkušenosti pouze z Mandrakelinuxu.

Tam není s Win4Lin (téměř) problém. To téměř je zcela na místě, neboť aby bylo možné nainstalovat úpravu jádra pro spouštění Win4Lin, je nutné mít i odpovídající jádro. Paradoxně bylo téměř pravidlem, že zatímco byl balík pro Win4Lin pro jádro např. 2.6.8-10mdk tak na webu už bylo jádro verze 2.6.8-10mdk nahrazeno jádrem 2.6.8-12mdk, takže instalace selhala kvůli závislostem. Nicméně, občas se to podařilo. Pak však ztroskotalo spouštění, neboť patch nebyl zkompilován s podporou filesystému Reiserfs který používám. Takže usmálo-li se na mne štěstí a vše najelo, pak proběhla instalace Win4Lin bez problému. Stáhla se i aktualizovaná verze (v instalačním rpm balíku) a mohu konstatovat, že takhle švihat pak pod Win4Lin jsem Windows98se na žádném stroji nikdy neviděl.

Radost mi však zkalila omezená podpora DirectX, ovšem musím poznamenat, že s běžnými aplikacemi MS Office, Photoshop a jiné nebyl žádný problém a vše fungovalo super. Příjemné také bylo, že Win4Lin využívá přímo souborový systém Linuxu (nikoliv tedy obraz disku, jako virtualizéry), takže bylo možno k souborům přistupovat přímo z linuxových aplikací.

PearPC

Emuluje : stroj s procesorem PowerPC

http://pearpc.sourceforge.net/

Subjektivní hodnocení

Pearpc je emulátor procesoru PowerPC a lze na něj nainstalovat operační systémy určené pro tento procesor např. Mac OS X nebo Morphix. Upozorňuji, že pro instalaci jiného OS je nutno mít i příslušnou licenci. Testoval jsem jej s Mac OS X 10.1 Jaguar. Instalace systému proběhla bez problémů, ale bylo nutno předtím zkompilovat verzi z cvs. Verzi z distribuce (Debian) se mi nepodařilo rozchodit (i když možná po tréningu s cvs verzí by to už šlo) a stabilní verze pearpc nějak divně vykreslovala. Výsledkem jsem však byl příjemně překvapen.

Pearpc svým rozhraním i způsobem použití připomíná qemu - čistý příkazový řádek a jednoduché okno se spuštěným hostovaným OS. Mac OS se mi líbil i tím, že na rozdíl od Windows v Qemu nebo Win4Lin Pro nemrhal výkonem procesoru.

Wine

Emuluje : prostředí OS Windows

http://www.winehq.com/

Cedega (WineX)

Emuluje : prostředí OS Windows, se specializací na hry

funguje výborně na většinu 3D her (včetně Half Life 2!)
na http://www.transgaming.com/ najdete seznam her, co někdo kdy rozběhl, případně problémy
momentalně se musíte registrovat (cca $30USD) a pak si můžete stáhnout balíčky + support po mailu