x86下qemu安装运行Windows 10 ARM
给巨硬一点小小的FA♂国震撼
起因是发现UUP dump上竟然可以打包aarch64的镜像包，于是准备捞一份10和一份11下来做纪念。结果捞下来以后就想着，下都下好了，不跑起来用用真是怠慢了它们。转念一想，VMware、VirtualBox、Hyper-V这种虚拟机都是同架构下做虚拟化的，性能好是好，但是不支持跨指令集，只好借助开源而万能的QEMU了。
在QEMU上运行Windows ARM版本与实体机器上的流程基本一致：加载固件、启动安装盘、补驱动和安装使用。相比于实体机按个开机键就能够自动加载BIOS，在QEMU中需要手动指定二进制文件作为BIOS。由于ARM处于百花齐放的状态，不能保证像x86一样有统一的Legacy启动模式，因而往往采取新兴而统一的UEFI来引导系统。
一 系统固件准备
系统固件可以认为是一段可以执行的机器码，与硬件环境有强相关性，负责初始化各类硬件设备，以及告诉操作系统如何使用这些设备。我们一般能接触到的UEFI固件通常是TianoCore的EDK，这是一个由Intel主导的社区实现的开源版本，因而不少人选择基于这个EFI固件魔改代码来支持不同平台，今天的主角QEMU正是其中的目标平台之一。Linaro作为ARM产业链中的中性组织，提供了ARM平台下编译好的参考二进制固件（https://releases.linaro.org/components/kernel/uefi-linaro/）。
但是在经过尝试发现，用linaro提供的固件引导Windows无法正常启动，因而在后续流程中，本文只得改用别人魔改的固件。虽说不要轻易采用来路不明的二进制程序，但在眼下并不良好的环境（指代码和文档稀缺），加之学习为主的目的，只得暂且捏着鼻子先用着了。
别人提供的二进制固件可以在GitHub上下载：https://github.com/raspiduino/waq/releases ，里面的vm.7z中解压出来的QEMU_EFI.img和QEMU_VARS.img两个文件就是所需要的UEFI固件。
二 虚拟机配置与启动
QEMU是个定制化程度较高的虚拟机软件，因而默认配置提供的是一个光秃秃的机器，可以认为是只有处理器和内存，完全满足不了运行Windows的需求——显示器、鼠标键盘等交互设备全部需要自己添加。
在这一步需要准备的东西有三个：
- QEMU本体：https://www.qemu.org/download/#windows
- Windows 10 ARM镜像：自行准备，或者从 uupdump.net 下载并打包
- virtio驱动程序：https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/archive-virtio/ ，选一个喜欢的版本下载ISO镜像
QEMU的虚拟机设备需要通过命令行配置，这里给一个我的模板：
qemu-system-aarch64 ^
-M virt,virtualization=true ^
-accel tcg,thread=multi ^
-cpu cortex-a57 ^
-device VGA ^
-smp 4 ^
-m 4G ^
-drive if=pflash,file=QEMU_EFI.img,format=raw ^
-drive if=pflash,file=QEMU_VARS.img,format=raw ^
-device qemu-xhci ^
-device usb-kbd ^
-device usb-mouse ^
-device intel-hda ^
-device hda-duplex ^
-nic user,model=e1000 ^
-boot d ^
-device usb-storage,drive=install -drive if=none,id=install,format=raw,media=cdrom,readonly=on,file=<Windows镜像> ^
-device usb-storage,drive=drivers -drive if=none,id=drivers,format=raw,media=cdrom,readonly=on,file=<virtio驱动镜像> ^
%*该模板从上到下依次配置了机器类型、硬件加速模式、处理器型号及数量、内存、显示设备、系统固件、外围硬件，以及系统盘和驱动盘。需要注意的是，机器类型最好开虚拟化参数（即virtualization=true），否则可能启动黑屏；系统安装盘和驱动盘要走USB设备而不能是virtio设备，否则会缺驱动，导致读不到数据，无法安装系统；最后的%*表示允许从命令行继续添加参数，比如加个系统盘，或者其他QEMU设置。在接下来的文字中，我会将这段命令行保存为run_win10.bat并直接使用。
如果仅仅是尝试是否能够正常启动的话，此时直接双击运行run_win10.bat就可以启动虚拟机做测试了。
三 安装系统
如果打算尝试体验，则需要创建并挂载一个虚拟硬盘，用于安装系统。
使用qemu-img工具创建虚拟磁盘：
qemu-img create -f raw system_10.img 20G此时会在当前目录下创建一个大小为20G的img文件，但在ext或者NTFS这类支持文件空洞的文件系统上，实际占用空间为0，文件的实际大小会随着向内写入数据逐步扩大，直至充满声明的文件大小。
如果文件大小为0的话，表示虚拟硬盘创建并未成功，在虚拟机里显示的磁盘大小为0，此时可以通过qemu-img resize命令来补救：
qemu-img resize -f raw system_10.img 20G此时应该正常显示文件大小为20G，而实际占用空间为0。经测试，安装系统并完成OOBE后空间占用大约在10G左右。
此时可以通过如下命令，启动一个可以安装系统的虚拟机：
run_win10.bat -drive if=virtio,format=raw,file=system_10.img如上面所提到，这条命令在之前的基础配置上额外添加了刚创建的system_10.img作为系统盘，并启动虚拟机。该系统盘的硬件类型为virtio-blk，性能相对较好，但需要手动安装驱动。
启动虚拟机后，会发现在选择安装盘步骤找不到任何硬盘，此时则需要在左下角加载驱动程序，运气好的话系统会自动搜索光驱，并提供可供安装的驱动；否则则需要手动浏览文件夹，选取viostor\w10\ARM64目录，安装程序才能找到合适的驱动程序；Windows 11同理。
接下来就是常规的安装流程了，与x86电脑上的流程并无大异。不过在OOBE阶段，可能会出现OOBEKEYBOARD、OOBELOCAL等错误信息，能跳过的直接跳过就行，如果不能跳过且一直重试失败的话，则可以用组合键Shift+F10调出cmd窗口，输入shutdown -r -t 0软重启后重新开始配置。
四 使用系统
刚进入系统的时候，巨硬会后台起一个索引程序，我给了四核的处理器直接拉满，网上说有办法停下来，有需要的可以自行搜索，在此不作赘述。
不过要吐槽的是右键菜单，在桌面右键想看看系统信息都能给我卡半天= =一开始以为是索引吃CPU导致卡顿，结果后来一看他COM用的竟然还是x86的，相当于x86经过QEMU转成arm64之后，巨硬又给转回x86指令了。。大哥啊这都系统基本组件了，重新写份原生的有那么难么。。。
另一个问题是显示分辨率问题，默认是800*600，看的那叫一个难受。系统里是不能调节的，我在网上找了半天，说是QEMU配个标准VGA设备能支持到1080p，然而倒腾了半天都没用= = 最后才发现系统的UEFI固件里有设置选项，可以调成1080p。
最后一个问题是网络，这个暂时就没研究了，大伙也说网络问题不少，之后有精力再来折腾吧。