QEMU
QEMU
原作者ファブリス・ベラール
開発者QEMU チーム: Peter Maydell 他
安定版リリース
10.2.0 [ 1 ] ウィキデータで編集する / 2025年12月24日 （2025年12月24日）
リポジトリgitlab .com /qemu-project /qemu
書かれたC
オペレーティング·システムLinux、Microsoft Windows、macOS、その他のUNIXプラットフォーム
タイプハイパーバイザー、エミュレータ
ライセンスGPL-2.0のみ[ 2 ]
Webサイトwww.qemu.org​​ ウィキデータで編集する

Quick Emulator ( QEMU ) [ 3 ]は、動的なバイナリ変換を用いてコンピュータのプロセッサをエミュレートする、無料のオープンソースエミュレータです。つまり、エミュレートされたバイナリコードを、マシンで実行される同等のバイナリ形式に変換します。仮想マシンに様々なハードウェアおよびデバイスモデルを提供し、異なるゲストオペレーティングシステムを実行できます。QEMUはカーネルベース仮想マシン(KVM)と組み合わせて使用​​することで、ネイティブに近い速度でハードウェアをエミュレートできます。さらに、ユーザーレベルのプロセスをサポートしているため、あるプロセッサアーキテクチャ向けにコンパイルされたアプリケーションを別のプロセッサアーキテクチャ上で実行できます。[ 4 ]

QEMU は、 x86、ARM、PowerPC、RISC-V、その他のアーキテクチャのエミュレーションをサポートしています。

ライセンス

QEMUはFabrice Bellardによって開発されたフリーソフトウェアです。QEMUのさまざまなコンポーネントは、 GNU General Public License (GPL)、BSDライセンス、GNU Lesser General Public License (LGPL)、またはその他のGPL互換ライセンスの下でライセンスされています。[ 5 ]

動作モード

QEMUには複数の動作モードがある: [ 6 ]

特徴

QEMUは、x86、MIPS64（リリース6まで）、[ 9 ] SPARC（sun4mとsun4u）、ARM（Integrator/CPとVersatile/PB）、SuperH、PowerPC（PRePとPower Macintosh）、ETRAX CRIS、MicroBlaze、RISC-Vなど、様々なアーキテクチャのエミュレーションをサポートしています。また、すべてのプログラムの実行中に仮想マシンの状態を保存することもできます。ゲストオペレーティングシステムは、QEMU内で実行するためにパッチを適用する必要はありません。

仮想マシンは、ユーザーのハードディスク、CD-ROMドライブ、ネットワークカード、オーディオインターフェース、USBデバイスなど、さまざまな種類の物理ホストハードウェアとインターフェースできます。USBデバイスは完全にエミュレートすることも、ホストのUSBデバイスを使用することもできますが、これには管理者権限が必要であり、一部のデバイスでは動作しません。

仮想ディスクイメージはQCOW形式で保存できるため、イメージサイズを大幅に削減できます。QCOWイメージは、設定された容量全体ではなく、実際に使用されているディスク容量のみを占有します。つまり、QCOWでは未使用のディスク容量がイメージファイルに保存されないため、120GBのディスクがホスト上で数百MBしか占有しない可能性があります。

QCOW2形式では、オーバーレイイメージの作成も可能です。オーバーレイイメージは、元の（変更されていない）ベースイメージファイルからの変更部分のみを保存するファイルです。これにより、エミュレートされたディスクの内容を以前の状態に戻すことができます。例えば、ベースイメージには動作確認済みのオペレーティングシステムの新規インストールを保存し、オーバーレイイメージを使用して変更内容を記録することができます。ゲストシステムが使用不能になった場合（ウイルス攻撃、偶発的なシステム破壊など）、ユーザーはオーバーレイイメージを削除し、以前のエミュレートされたディスクイメージを使用することができます。

QEMUは、ネットワークアドレスを変換することで、ホストシステムの接続を共有する（異なるモデルの）ネットワークカードをエミュレートできます。これにより、ゲストOSはホストと同じネットワークを実質的に利用できるようになります。仮想ネットワークカードは、他のQEMUインスタンスのネットワークカードやローカルのTAPインターフェースにも接続できます。また、ホストOSのブリッジ機能を使用して、QEMUが使用するTUN/TAPインターフェースとホストOS上の非仮想イーサネットインターフェースをブリッジすることでも、ネットワーク接続を実現できます。

QEMUは、ホストシステムとゲストシステムの通信を可能にするために、統合SMBサーバーやネットワークポートリダイレクト（仮想マシンへの着信接続を許可するため）など、複数のサービスを統合しています。また、ブートローダーなしでLinuxカーネルを起動することもできます。

QEMUはホストシステム上のグラフィカル出力メソッドに依存しません。代わりに、統合されたVNCサーバーを介してゲストOSの画面へのアクセスを提供します。また、対応OSでは、画面のないエミュレートされたシリアル回線を使用することもできます。

SMPを実行する複数の CPU をシミュレートすることが可能です。

QEMU は、速度を向上させるために追加のカーネル モジュール ( KQEMUなど) が使用されている場合や、ネットワーク接続モデルの特定のモードが利用されている場合を除いて、実行に管理者権限を必要としません。

小さなコードジェネレータ

Tiny Code Generator (TCG) は、 GCCの特定のバージョンやコンパイラに依存することの欠点を解消し、QEMU が実行時に実行する他のタスクにコンパイラを組み込むことを目的としています。したがって、変換タスク全体は2つの部分で構成されます。まず、ターゲットコードの基本ブロック( TB ) をTCG ops (マシンに依存しない中間表記法の一種)で書き換え、次にこの表記法を TCG によってホストのアーキテクチャ向けにコンパイルします。これらの間で、ジャストインタイムコンパイラ(JIT) モードのために、オプションの最適化パスが実行されます。

TCGは、JITがTCG命令を何に変換すべきかを把握できるよう、実行されるアーキテクチャごとに専用のコードを作成する必要があります。アーキテクチャ用の専用JITコードが利用できない場合、TCGはTCGインタープリタ（TCI）と呼ばれる低速のインタープリタモードにフォールバックします。また、ターゲットコードを更新して、古いDynGen命令ではなくTCG命令を使用するようにする必要があります。

QEMUバージョン0.10.0以降、TCGはQEMU安定版リリースに同梱されています。これは、GCC 3.xに依存していたDynGenに代わるものです。 [ 10 ] [ 11 ]

アクセル

KQEMUは、 Fabrice Bellardによって書かれたLinuxカーネルモジュールで、同じCPUアーキテクチャのプラットフォーム上でx86またはx86-64ゲストのエミュレーションを大幅に高速化しました。これは、ユーザーモードコード（およびオプションでカーネルコード）をホストコンピューターのCPUで直接実行し、カーネルモードおよびリアルモードコードにのみプロセッサと周辺機器のエミュレーションを使用することで機能しました。KQEMUは、ホストCPUがハードウェアによる仮想化支援をサポートしていなくても、多くのゲストオペレーティングシステムのコードを実行できました。KQEMUは当初、無料で利用できるクローズドソース製品でしたが、バージョン1.3.0pre10（2007年2月）から[ 12 ] 、 GNU一般公衆利用許諾書の下で再ライセンスされました。QEMUバージョン0.12.0以降（2009年8月現在）は大容量メモリをサポートしているため、KQEMUと互換性がありません。[ 13 ] QEMUの新しいリリースでは、KQEMUのサポートが完全に削除されています。

QVM86は、当時クローズドソースだったKQEMUの代替として、 GNU GPLv2ライセンスに基づいて開発されました。QVM86の開発者は2007年1月に開発を中止しました。

カーネルベース仮想マシン（KVM）は、KQEMUとQVM86のサポートがなくなったため、QEMUで使用されるLinuxベースのハードウェア支援型仮想化ソリューションとして広く普及しました。QEMUは、ARMやMIPSなどの他のアーキテクチャでもKVMを使用できます。[ 14 ]

Intelのハードウェアアクセラレーテッド実行マネージャ（HAXM）は、NetBSD、Linux、Windows、macOS上でIntel VTを使用したx86ベースのハードウェア支援仮想化のためのKVMのオープンソース代替手段です[ 15 ]。2013年現在、IntelはAndroid開発においてQEMUとの使用を推奨しています[ 16 ] 。バージョン2.9.0以降、公式QEMUはHaxという名前でHAXMをサポートしています[ 17 ]。

QEMUは以下のアクセラレータもサポートしている: [ 17 ]

  • hvf、Apple のHypervisor.frameworkIntel VT ベース。
  • whpx は、Intel VT または AMD-V をベースにした Microsoft の Windows ハイパーバイザー プラットフォームです。
  • tcgはQEMU独自のTiny Code Generatorです。これがデフォルトです。

サポートされているディスクイメージ形式

QEMUは次のディスクイメージ形式をサポートしています: [ 18 ]

QEMU オブジェクトモデル

QEMUオブジェクトモデル（QOM）は、ユーザーが作成できる型を登録し、それらの型からオブジェクトをインスタンス化するためのフレームワークを提供します。[ 20 ]

QOM は次の機能を提供します。

  • 型を動的に登録するシステム
  • 型の単一継承のサポート
  • ステートレスインターフェースの多重継承

並列エミュレーション

QEMU を使用する仮想化ソリューションは、複数の仮想 CPU を並列に実行できます。ユーザーモードエミュレーションでは、QEMU はエミュレートされたスレッドをホストスレッドにマッピングします。QEMU は、エミュレートされた仮想 CPU (vCPU) ごとにホストスレッドを実行し、システム全体のエミュレーションを実現します。これは、並列システムエミュレーションをサポートするように更新されるゲスト OS によって異なります。現在、サポートされるゲスト OS は ARM、Alpha、HP-PA、PowerPC、RISC-V、s390x、x86、Xtensa です。それ以外の場合は、単一のスレッドを使用してすべての仮想 CPU (vCPU) をエミュレートし、各 vCPU をラウンドロビン方式で実行します。

統合

バーチャルボックス

2007年1月に初めてリリースされたVirtualBoxは、QEMUの仮想ハードウェアデバイスの一部を使用し、 QEMUに基づく動的再コンパイラを内蔵していました。KQEMUと同様に、VirtualBoxはVMM（Virtual Machine Manager）を介してホスト上でほぼすべてのゲストコードをネイティブに実行し、再コンパイラはフォールバックメカニズムとしてのみ使用します（ゲストコードがリアルモードで実行される場合など） 。[ 21 ]さらに、VirtualBoxは再コンパイルを最小限に抑えるために、内蔵の逆アセンブラを使用して多くのコード分析とパッチ適用を行いました。VirtualBoxは特定の機能を除き、 無料のオープンソース（GPLの下で利用可能）です。

Xen-HVM

仮想マシンモニターであるXenは、 Intel VT-xまたはAMD-Vハードウェアx86仮想化拡張機能とARM Cortex-A7およびCortex-A15仮想化拡張機能を使用して、HVM（ハードウェア仮想マシン）モードで実行できます。[ 22 ]これは、準仮想化デバイスの代わりに、実際の仮想ハードウェアセットがDomUに公開され、実際のデバイスドライバーを使用できるようになることを意味します。

QEMUには、CPUエミュレータ、エミュレートされたデバイス、汎用デバイス、マシン記述、ユーザーインターフェース、デバッガといった複数のコンポーネントが含まれています。QEMUのエミュレートされたデバイスと汎用デバイスは、I/O仮想化のためのデバイスモデルを構成します。[ 23 ]これらは、PIIX3 IDE（基本的なPIIX4機能も備えています）、Cirrus LogicまたはプレーンVGAエミュレートされたビデオ、RTL8139またはE1000ネットワークエミュレーション、そしてACPIサポートで構成されています。[ 24 ] APICサポートはXenによって提供されます。

Xen-HVMは、QEMUプロジェクトに基づくデバイスエミュレーションを利用して、仮想マシン（VM）にI/O仮想化を提供します。ハードウェアは、Dom0のバックエンドとして動作するQEMU「デバイスモデル」デーモンによってエミュレートされます。動的変換やKVMなどの他のQEMUモードとは異なり、ハイパーバイザーは仮想CPUを完全に管理し、QEMUがメモリマップドI/Oエミュレーションを処理している間、必要に応じてCPUを一時停止します。

KVM

KVM（カーネルベース仮想マシン）は、FreeBSDおよびLinuxカーネルモジュールであり、ユーザー空間プログラムが様々なプロセッサのハードウェア仮想化機能にアクセスできるようにします。QEMUはKVMを使用することで、x86、PowerPC、S/390ゲストに仮想化を提供できます。ターゲットアーキテクチャがホストアーキテクチャと同じ場合、QEMUはアクセラレーションなどのKVM固有の機能を利用できます。

Win4Lin Proデスクトップ

2005年初頭、Win4LinはQEMUとKQEMUの「チューニング」版をベースにしたWin4Lin Pro Desktopを発表し、NT版Windowsをホストしました。2006年6月には[ 25 ]、同じコードベースをベースにしたWin4Lin Virtual Desktop Serverをリリースしました。Win4Lin Virtual Desktop Serverは、LinuxサーバーからシンクライアントにMicrosoft Windowsセッションを提供します。

2006年9月、Win4Linは、FreeBSDとPC-BSDへの移植版であるWin4BSD Pro Desktopのリリースに伴い、社名をVirtual Bridgesに変更すると発表した。2007年5月には、Win4Solaris Pro DesktopとWin4Solaris Virtual Desktop Serverのリリースにより、Solarisのサポートが開始された。[ 26 ]

シリアルICE

SerialICEはQEMUベースのファームウェアデバッグツールで、QEMU内でシステムファームウェアを実行し、ホストシステムへのシリアル接続を介して実際のハードウェアにアクセスします。これは、ハードウェア・インサーキット・エミュレータ（ICE）の安価な代替品として使用できます。[ 27 ]

ウィンUAE

WinUAEはバージョン3.0.0でQEMU PPCコアを使用したCyber​​Storm PPCおよびBlizzard 603eボードのサポートを導入しました。 [ 28 ]

ユニコーン

Unicornは、QEMUの「TCG」CPUエミュレータをベースにしたCPUエミュレーションフレームワークです。QEMUとは異なり、UnicornはCPUのみに焦点を合わせており、周辺機器のエミュレーションは提供されておらず、生のバイナリコード（実行ファイルやシステムイメージのコンテキスト外）を直接実行できます。Unicornはスレッドセーフであり、複数のバインディングとインストルメンテーションインターフェースを備えています。[ 29 ]

Limbo x86 PC エミュレータ

Limboは、x86およびARM64 QEMUベースのAndroid用仮想マシンです。[ 30 ]これは、AndroidでMicrosoft Windowsをエミュレートできる数少ない仮想マシンソフトウェアの1つですが、[ 31 ]元々はLinuxとDOSをエミュレートするように設計されています。他のQEMUベースのエミュレータとは異なり、Limboはユーザーがコマンドを入力する必要がなく、仮想マシンの設定を行うためのユーザーインターフェースを備えています。

インド、マレーシア、タイなどのアジアの発展途上国では、Androidオペレーティングシステムの使用率が高いため、YouTubeでより人気があります。[ 32 ] Limboは2019年2月から2020年12月の間に不明な理由でGoogle Playストアから削除されましたが、APK（Androidパッケージ）インストールを使用して開発者のウェブサイトからインストールすることはまだ可能です。[ 33 ] Limboは、オーディオ品質と再生に関して問題を抱える傾向があります。2024年現在、これらの問題に対する修正は見つかっていません。[ 34 ]全体的に、Limboは他の仮想マシンソフトウェアよりも知名度が低く、トラブルシューティングに関する情報もあまりありません。

Limbo x86では、Ctrl、Alt、Del、ファンクションキーなど、基本的なAndroidキーボードでは使用できない多くのキーボード機能を使用するには、「Hacker's Keyboard」と呼ばれるアプリケーションをインストールする必要があります。[ 35 ] Google Play版では、Hacker's Keyboardは新しいバージョンのAndroidでは動作しないと記載されているため、APKファイルでインストールすることをお勧めします。[ 36 ]

エミュレートされたハードウェアプラットフォーム

x86

QEMUはi386およびx86_64アーキテクチャをエミュレートできます。中央処理装置（CPU）（これも設定可能で、2018年3月3日現在、Sandy Bridge [ 37 ] Ivy Bridge [ 38 ] Haswell [ 39 ] Broadwell [ 40 ] [ 41 ]およびSkylake [ 39 ]を含む多数のIntel CPUモデルをエミュレートできます）に加えて、以下のデバイスがエミュレートされます 。

QEMUのバージョン0.12以降で使用されているBIOS実装はSeaBIOSです。SeaBIOSのVGA BIOS実装もバージョン2.0.0以降で使用されています。QEMUのUEFIファームウェアはOVMFです。[ 45 ]

パワーPC

パワーマック

QEMU は次のPowerMac周辺機器をエミュレートします。

  • UniNorth PCI ブリッジ
  • VESA Bochs拡張をマッピングするPCI-VGA互換グラフィックカード
  • ハード ディスクと CD-ROM をサポートする 2 つの PMAC-IDE インターフェイス。
  • NE2000 PCIアダプタ
  • 不揮発性RAM
  • ADBキーボードとマウスを備えた VIA-CUDA 。

ファームウェアとして OpenBIOSが使用されます。

準備

QEMU は次のPREP周辺機器をエミュレートします。

  • PCIブリッジ
  • VESA Bochs 拡張機能を備えた PCI VGA 互換グラフィック カード
  • ハードディスクとCD-ROMをサポートする2つのIDEインターフェース
  • フロッピーディスクドライブ
  • NE2000ネットワークアダプタ
  • シリアルインターフェース
  • PREP不揮発性RAM
  • PC互換のキーボードとマウス

PREP ターゲットでは、Open-Firmware互換の BIOSであるOpen Hack'Ware が使用されます。

IBM システム p

QEMU は、次の周辺機器を使用して準仮想 sPAPR インターフェイスをエミュレートできます。

  • VirtIO デバイス、VGA 互換グラフィックス、USB などにアクセスするための PCI ブリッジ。
  • 仮想I/Oネットワークアダプタ、SCSIコントローラ、シリアルインタフェース
  • sPAPR 不揮発性 RAM

sPAPR ターゲットでは、SLOF と呼ばれる別の Open-Firmware 互換 BIOS が使用されます。

アーム

ARM32

QEMU をFedora 8の ARM ポートで起動

QEMUは、 NEON拡張を備えたARMv7命令セット（およびARMv5TEJまで）をエミュレートします。[ 46 ] Integrator/CPボード、Versatileベースボード、RealView Emulationベースボード、XScaleベースのPDA、Palm Tungsten|E PDA、 Nokia N800およびNokia N810インターネットタブレットなどのシステム全体をエミュレートします。QEMUは、 Android SDKの一部であるAndroidエミュレータ（現在のAndroid実装のほとんどはARMベースです）にも搭載されています。Samsungは、Bada SDKのバージョン2.0.0以降、エミュレートされた「Wave」デバイスの開発を支援するためにQEMUを選択しました。

1.5.0および1.6.0では、Samsung Exynos 4210（デュアルコアCortex-A9）およびVersatile Express ARM Cortex-A9 ARM Cortex-A15がエミュレートされます。1.6.0では、ARMv8（AArch64）アーキテクチャの32ビット命令がエミュレートされますが、64ビット命令はサポートされていません。

Xilinx Cortex A9 ベースの Zynq SoC には、次のコンポーネントが含まれています。

  • Zynq-7000 ARM Cortex-A9 CPU
  • Zynq-7000 ARM Cortex-A9 MPCore
  • トリプルタイマーカウンター
  • DDRメモリコントローラ
  • DMAコントローラ（PL330）
  • スタティックメモリコントローラ（NAND/NORフラッシュ）
  • SD/SDIO 周辺コントローラ (SDHCI)
  • Zynq ギガビット イーサネット コントローラー
  • USB コントローラー (EHCI – ホスト サポートのみ)
  • Zynq UART コントローラー
  • SPIおよびQSPIコントローラ
  • I2Cコントローラ

ARM64

QEMUは、ARM Cortex-A53、ARM Cortex-A57、ARM Cortex-A72など、Linuxで一般的に使用される64ビット「Aプロファイル」CPUをエミュレートできます。[ 47 ]これにより、 Raspberry Pi 3および4をエミュレートできます。 [ 48 ]

SPARC

QEMU は、32 ビットと 64 ビットの両方のSPARCアーキテクチャをサポートしています。

JavaStation （sun4mアーキテクチャ）のファームウェアがバージョン0.8.1にアップデートされたとき、[ 49 ] PROMの代替であるProllはバージョン0.8.2でOpenBIOSに置き換えられました。

SPARC32

QEMU は次のsun4m/sun4c/sun4d周辺機器をエミュレートします。

  • IOMMU または IO-UNIT
  • TCX フレーム バッファ (グラフィック カード)
  • ランス（Am7990）イーサネット
  • 不揮発性RAM M48T02/M48T08
  • スレーブI/O: タイマー、割り込みコントローラ、Zilogシリアルポート、キーボード、電源/リセットロジック
  • ハードディスクとCD-ROMをサポートするESP SCSIコントローラ
  • フロッピードライブ（SS-600MPにはありません）
  • CS4231 サウンド デバイス (SS-5 のみ、まだ動作していません)

SPARC64

QEMU は、次の周辺機器を備え たSun4u (UltraSPARC PC のようなマシン)、Sun4v (T1 PC のようなマシン)、または汎用Niagara (T1) マシンをエミュレートします。

  • UltraSparc IIi APB PCI ブリッジ
  • VESA Bochs 拡張機能を備えた PCI VGA 互換カード
  • PS/2マウスとキーボード
  • 不揮発性RAM M48T59
  • PC互換シリアルポート
  • ハードディスクとCD-ROMをサポートする2つのPCI IDEインターフェース
  • フロッピーディスク

マイクロブレイズ

QEMU は次の周辺機器をサポートしています。

ラティスMico32

サポートされている周辺機器: Milkymist SoC から

  • UART
  • VGA
  • メモリーカード
  • イーサネット
  • pfu
  • タイマー

クリス

オープンRISC

その他

次のターゲットをサポートする外部ツリーが存在します。

参照

参考文献

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Wikimedia Commons にはQEMUに関連するメディアがあります。
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