如何用PVE虚拟化在x86环境下模拟一个Arm开发环境

什么是Arm开发

这里解释下，这里介绍两类主要开发场景：一类是应用程序，另外一类是专用的系统（当选像华为单纯做芯片的这种，这个不属于这里说的这两类的开发，这个今天先不聊，如果大家感兴趣，可以找时间聊下做芯片到底做啥）。

• 第一种应用程序，比较好理解，参考前段时间微信和华为鸿蒙系统的事，微信基于原来的android和ios开发好了，但是这个软件不能平滑移植到鸿蒙系统（新的硬件+软件环境），需要额外花时间进行移植。
• 第二个种，专用系统，其实我们路由器就是一个典型的专有系统，需要特殊的硬件支持（多网卡，小的RAM），需要专门的内核，专门的系统来支持。这类在当前的物联网环境非常常见，我的各种边缘传感器，都是这样的，如AI智能摄像头。

为什么需要自己构建一个开发环境

现在生活中arm架构的环境越来越多。以个人或者家庭网络里面来说，手机arm架构占了大半，家里的电视、投影、电视盒子、路由器、摄像头，基本都是arm架构的。还有一部分基于Arm的开发板构建的家庭NAS。

对于一般用户来说，这些设备开机就用就行了。但对一个IT从业者，喜欢瞎折腾，喜欢闲搞机的我来说，就想今天刷下固件，明天跑个容器，哪天在跑个脚本什么的（典型的吃的太饱的那种）。

对个人开发者来说，更多场景是第一种——应用程序开发，折腾一些应用程序到arm环境上来运行。

所以有一个Arm环境的开发环境或者构建环境就很有必要了。

这个开发环境怎么来：

• 自己买板子，比如现在的什么树莓派一类的。
• 买云服务器。现在主要的云服务商都提供arm的实例，非常方便。
• 虚拟化。采用已有的x86环境，用虚拟化技术来模拟一个Arm的环境。

前面两种，都花钱就完了，就不多介绍了。这里说下第三种，用虚拟化的方式来模拟。

虚拟化实现的原理

采用虚拟化，模拟整个主机系统，利用其它VMM(虚拟化管理系统，如kvm，Xen等)来使用硬件提供的虚拟化支持，创建一个全功能arm虚拟机

简单来说，整个系统中有一个中间商（VMM），对应用程序来说，我看到的就是一个Arm环境，这些程序在运行的时到硬件层面，会被这种中间商接手，将其指令翻译成x86架构的指令去执行。这个动作多了一层，性能是有损耗的（传说中的中间商赚差价）

不过虚拟化模拟也有一定的限制：因为它是纯软件的模拟，只适合不关注外部硬件的应用。

接下来，结合pve介绍怎么用虚拟化构建一个Arm的开发环境。

环境物料信息

• N100 主机
• PVE 8
• debain arm 镜像：下载地址

具体步骤

1. 提前下载好arm的操作系统镜像。并在pve上安装arm的基本模拟软件

apt install qemu-efi-aarch64
apt install pve-edk2-firmware-aarch64

1. 创建虚拟机 操作系统部分，选择“不使用任何介质”

虚拟机的这里，scsi控制器，选择VirtIO SCSI，Bios选择OVMF， 这里不要创建efi启动盘

下面的磁盘大小，cpu，内存，根据实际情况，自行调整。网卡这里需要选择半虚拟化。

创建完成后，信息如下

1. 修改光驱CD/DVD 先移除已有的CD/DVD，原来的是ide接口的的，需要换成scsi接口

然后添加一个新的，光驱点击添加，选择CD/DVD，然后总线设备选择scsi，介质选择刚刚下载好的arm的驱动。

1. 添加efi启动盘 添加，选择efi启动盘，选择盘存储的位置即可。

1. 调整启动顺序 将scsi0（硬盘），scsi1 （光驱）调整到前面，网卡（pxe）调整到最后。保证从光驱开始启动

1. 修改虚拟机的配置文件 ssh登录到pve命令行，编辑/etc/pve/qemu-server/虚拟机id.conf文件 ，我这里虚拟机id 是105， 则编辑/etc/pve/qemu-server/105.conf, 编辑之前例行先备份. 原来的文件内容如下：

bios: ovmf
boot: order=scsi0;scsi1;net0
cores: 1
cpu: x86-64-v2-AES
efidisk0: local-lvm:vm-105-disk-0,efitype=4m,pre-enrolled-keys=1,size=4M
memory: 2048
meta: creation-qemu=8.1.5,ctime=1731638714
name: armvm
net0: virtio=BC:24:11:01:16:7F,bridge=vmbr0,firewall=1
numa: 0
ostype: l26
scsi0: local-lvm:vm-105-disk-1,size=32G
scsi1: local:iso/debian-12.8.0-arm64-netinst.iso,media=cdrom,size=538924K
scsihw: virtio-scsi-pci
smbios1: uuid=a8b3d976-c3cc-44d1-8e9e-fff140f075f8
sockets: 1
vmgenid: 909038c6-86fe-44e1-8e3b-5243e48e1481

修改处：

1）注释掉vmgenid

2）删除或者注释cpu: x86-64-v2-AES 行

3）增加一行：arch: aarch64

4）efi磁盘的size，如果是4M，改成64M 修改后如下：

bios: ovmf
boot: order=scsi0;scsi1;net0
cores: 1
arch: aarch64
#cpu: x86-64-v2-AES
efidisk0: local-lvm:vm-105-disk-0,efitype=4m,pre-enrolled-keys=1,size=64M
memory: 2048
meta: creation-qemu=8.1.5,ctime=1731638714
name: armvm
net0: virtio=BC:24:11:01:16:7F,bridge=vmbr0,firewall=1
numa: 0
ostype: l26
scsi0: local-lvm:vm-105-disk-1,size=32G
scsi1: local:iso/debian-12.8.0-arm64-netinst.iso,media=cdrom,size=538924K
scsihw: virtio-scsi-pci
smbios1: uuid=a8b3d976-c3cc-44d1-8e9e-fff140f075f8
sockets: 1
#vmgenid: 909038c6-86fe-44e1-8e3b-5243e48e1481

1. 启动虚拟机，开始装系统

这个安装过程不是无人值守的，需要手动选择时区，磁盘分区，输入密码等。安装过程会比较慢，等着完成即可。

1. 等待安装完成，进入系统

至此一个arm64位的环境就模拟完成了。

1. 后置工作 安装你需要的编译开发环境，docker，php，node等，就可以开始你的程序移植工作了。

总结

以上基本能够模拟一个完整的，纯软的arm开发环境。注意需要使用efi引导，还有对网卡，硬盘的特色要求，参考上面的文章基本都能够顺利完成。我上一篇文章分享我的IPTV电视直播源自动更新工具提到的是基于x86打包的，很多同学问arm的镜像，我就是基于这个环境来打包了。

参考： Proxmox VE(PVE)7.x 安装ARM虚拟机，对比N1性能测试

参考：一步步教你：在x86平台，如何用Qemu来模拟ARM系统