[笔记] 使用 qemu 创建虚拟磁盘并安装 grub

之前使用 wsl 进行了直接创建虚拟磁盘并安装 grub,现在希望能够直接借助 qemu 的工具创建虚拟磁盘文件并安装 grub,由于需要用到 nbd(net block device网络块设备) 模块,在 wsl 中并不支持,因此这里使用到了 Hypver-V 虚拟机创建了一个 Ubuntu 系统,在系统中安装了 qemu 和 grub 的相关软件进行操作:

apt install -y qemu-utils qemu-system-x86_64 grub2

nbd 介绍

nbd全称 Net Block Device网络块设备,是 Linux 中的一个模块用于加载网络上的块设备,由于使用到了网络,因此拥有较大的兼容性,同时由于通过网络进行传输,因此磁盘传输速度受限于网络带宽.这里主要用到该模块加载 qemu 的虚拟磁盘文件.

首先需要通过 qemu 工具创建一块 qcow2 格式的虚拟磁盘文件:

# 创建一块大小为 128MB 的虚拟磁盘文件
qemu-img create -f qcow2 hd.img 128M

要将格式为qcow2的虚拟磁盘挂载到Linux系统上,需要加载nbd内核模块：

modprobe nbd max_part=8
# max_part=8 指定虚拟设备数量这里指定为 8

使用qemu-nbd命令将虚拟磁盘映射为块设备文件（例如，/dev/nbd0）：

qemu-nbd --connect=/dev/nbd0 hd.img

这将将disk.qcow2文件映射为/dev/nbd0设备文件。如果的虚拟磁盘文件名和设备文件名不同，需要相应地更改命令。

使用 mkfs.ext4 格式化块设备:

root@node01:/home/ghimi/code/demo01# mkfs.ext4 /dev/nbd0
mke2fs 1.47.0 (5-Feb-2023)
Discarding device blocks: done                            
Creating filesystem with 16384 4k blocks and 16384 inodes

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (1024 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

将虚拟磁盘挂载到创建的目录：

mount /dev/nbd0 /mnt

这将将虚拟磁盘挂载到了/mnt目录。

然后我们就可以使用 grub-install 命令安装 grub 到设备上了:

grub-install --boot-directory=/mnt/boot --no-floppy --force --target i386-pc /dev/nbd0
# --boot-directory 指定启动目录
# --no-floppy 设置没有软盘
# --force 只要没有发生错误，就继续写入,如果不指定 --force 可能会安装报错
# /dev/loop0 指定写入的磁盘文件，这里填刚刚通过 losetup -a 查询到的关联的回环设备文件
# --target i386-pc 指定目标设备文件为 x86 系统

在完成 grub 的安装后,我们就可以通过 qemu 命令指定我们的虚拟磁盘启动了:

qemu-system-x86_64 -hda /dev/nbd0 --nographic
# -hda 指定虚拟磁盘,这里指定了我们挂载后的nbd设备块文件
# --nographic 由于没有图形界面,这里指定该选项可以通过命令行启动

当然,这里我们是使用的 /dev/nbd0 加载后的块设备进行的启动,我们还可以先将该块设备卸载,然后直接指定虚拟磁盘文件进行启动:

# 移除关联挂载
umount /mnt
# 移除虚拟磁盘设备关联
qemu-nbd --disconnect /dev/nbd0
# 直接指定虚拟磁盘设备文件启动
qemu-system-x86_64 -hda hd.img --nographic

如果完成了对虚拟磁盘的操作，可以通过以下步骤卸载虚拟磁盘：

1. 卸载虚拟磁盘：

sudo umount /mnt/qcow_mount

2. 断开虚拟磁盘的映射：

sudo qemu-nbd --disconnect /dev/nbd0

这将断开虚拟磁盘的映射，并卸载nbd设备。

参考资料

• How to mount a qcow2 disk image