在 KVM 虚拟机中运行 macOS 系统

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之前介绍过如何在 Ubuntu 系统和 KVM 中安装 Windows 系统，当时就说了，希望有机会能把 macOS 也给虚拟化了，这样就完美了。今天这篇文章就是解决这个问题的。

准备工作

开始之前，你需要做好以下的准备工作：

  • 一台可以正常工作的 Mac 电脑
  • 一台装好了 KVM 的 Linux 主机
  • 下载好了的 macOS 安装包
  • 一颗不怕折腾的心

首先参考 Dhiru Kholia 的方式，获取一份代码先：

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$ git clone git@github.com:kholia/OSX-KVM.git
Cloning into 'OSX-KVM'...
remote: Counting objects: 28, done.
remote: Total 28 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 28
Receiving objects: 100% (28/28), 2.62 MiB | 98.00 KiB/s, done.
Resolving deltas: 100% (1/1), done.

当然，如果你没有 Git 也可以直接下载 ZIP 压缩包。

创建 ISO 镜像

虚拟机是无法识别 Apple 的 DMG 文件的，所以我们需要在 Mac App Store 获取的 macOS Installer 的基础上，生成一个可以在虚拟机中启动的 ISO 镜像。

如果 macOS Sierra 已经下载好了的话，我们直接执行下面的命令就可以生成一个安装光盘镜像了。

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$ sudo ./create_install_iso.sh

运行截图如上，程序结束后，会在当前目录生成了一个名为 Install_macOS_Sierra_(OS_X_10.12.2).iso 的光盘镜像文件。

把这个文件复制到 KVM 服务器，这一步就算是完成了。

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rsync -avP Install_macOS_Sierra_(OS_X_10.12.2).iso server:/path/to/iso/

启动虚拟机

这里就是大坑了，之前折腾了 2 天都是卡在这里，用网上的各种方法一启动，就显示一个 boot: 就没有然后了。

我们先创建好需要的磁盘镜像 sierra.qcow2：

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$ cd /path/to/kvm
$ qemu-img create -f qcow2 sierra.qcow2 64G
Formatting 'sierra.qcow2', fmt=qcow2 size=68719476736 encryption=off cluster_size=65536 lazy_refcounts=off refcount_bits=16

参考仓库里面的 boot.sh 和 boot-macOS.sh，整理了如下的命令用于首次启动虚拟机：

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kvm-spice -enable-kvm -m 4096 -cpu core2duo,kvm=off \
    -machine pc-q35-2.4 \
    -smp 4,cores=2 \
    -usb -device usb-kbd -device usb-mouse \
    -device isa-applesmc,osk="ourhardworkbythesewordsguardedpleasedontsteal(c)AppleComputerInc" \
    -kernel ./enoch_rev2839_boot \
    -smbios type=2 \
    -device ide-drive,bus=ide.2,drive=MacHDD \
    -drive id=MacHDD,if=none,file=./sierra.qcow2 \
    -vnc 0.0.0.0:0 -k en-us \
    -netdev tap,id=net0,ifname=tap0,script=no,downscript=no -device e1000-82545em,netdev=net0,id=net0,mac=52:54:00:c9:18:27 \
    -device ide-drive,bus=ide.0,drive=MacDVD \
    -drive id=MacDVD,if=none,snapshot=on,file='/path/to/iso/Install_OS_X_10.11.6_El_Capitan.iso'

注意：这里我使用了 OS X El Capitan 的安装镜像，因为直接使用 macOS Sierra 无法调出「磁盘工具」，就算在「语言选择」界面等了多久都无法正常操作。所以最终选择了一个折中的办法，用老版本的镜像启动来初始化硬盘，然后再用新版本的镜像来安装系统。

OS X El Capitan 安装光盘的制作方法与 macOS Sierra 类似，请参考「创建 ISO 镜像」部分。

初始化磁盘

执行过上述命令后，命令行会一直处于等待状态，这个时候我们需要使用 VNC 远程桌面来完成剩下的操作。

注意：系统自带的 VNC 客户端还有 RealVNC Viewer 都无法正常访问没有密码保护的远程桌面。只有 TigerVNC 才能正常访问，这里也浪费了不少的时间。

正常连接后，可以看到 El Capitan 的欢迎界面：

接着像正常安装一样，开启「磁盘工具」，初始化磁盘：

这样，初始化磁盘的工作就完成了。

准备启动文件

其实，虽然是虚拟化 macOS，其实本质上还是运行一个 Hackintosh （黑苹果）。所以，必要的启动文件配置还是需要的。

好在在制作光盘镜像的时候，一些需要的文件就已经被打包在 ISO 光盘镜像里面了。

我们只需要打开 Terminal 把需要的文件复制到刚才初始化过的磁盘里面就可以了。

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# cp -avP /Extra /Volumes/Macintosh/

然后我们就可以把虚拟机关闭了。

安装 macOS Sierra

虚拟机关闭以后，我们换一个命令来执行刚才的启动步骤：

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kvm-spice -enable-kvm -m 4092 -cpu Penryn,kvm=off,vendor=GenuineIntel \
    -machine pc-q35-2.4 \
    -smp 4,cores=2 \
    -usb -device usb-kbd -device usb-mouse \
    -device isa-applesmc,osk="ourhardworkbythesewordsguardedpleasedontsteal(c)AppleComputerInc" \
    -kernel ./enoch_rev2839_boot \
    -smbios type=2 \
    -vnc 0.0.0.0:0 -k en-us \
    -device ide-drive,bus=ide.2,drive=MacHDD \
    -drive id=MacHDD,if=none,file=./sierra.qcow2 \
    -netdev tap,id=net0,ifname=tap0,script=no,downscript=no -device e1000-82545em,netdev=net0,id=net0,mac=52:54:00:c9:18:27 \
    -device ide-drive,bus=ide.0,drive=MacDVD \
    -drive id=MacDVD,if=none,snapshot=on,file='/path/to/iso/Install_macOS_Sierra_(OS_X_10.12.2).iso'

其实跟第一次启动虚拟机没有太多的不同，主要的变化是 CPU 的配置还有安装镜像不一样而已。

安装完成以后提示 Restart 到这里基本的安装就算完成了，我们需要关闭虚拟主机，然后再进行下一步。

用 Virsh 配置虚拟主机

参考 libvirt-macOS.xml 生成了如下的 XML 配置文件：

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<domain type='kvm' xmlns:qemu='http://libvirt.org/schemas/domain/qemu/1.0'>
  <name>sierra</name>
  <description># echo 1 &gt; /sys/module/kvm/parameters/ignore_msrs</description>
  <memory unit='KiB'>4194304</memory>
  <currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory>
  <vcpu placement='static'>2</vcpu>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='pc-q35-2.4'>hvm</type>
    <kernel>/path/to/kvm/enoch_rev2839_boot</kernel>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <kvm>
      <hidden state='on'/>
    </kvm>
  </features>
  <cpu mode='custom' match='exact'>
    <model fallback='allow'>Penryn</model>
  </cpu>
  <devices>
    <emulator>/usr/bin/kvm-spice</emulator>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='qcow2'/>
      <source file='/path/to/kvm/sierra.qcow2'/>
      <target dev='sda' bus='sata'/>
      <boot order='1'/>
      <address type='drive' controller='0' bus='0' target='0' unit='0'/>
    </disk>
    <interface type='bridge'>
      <source bridge='br0'/>
      <model type='e1000-82545em'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
    </interface>
    <input type='mouse' bus='usb'/>
    <input type='keyboard' bus='usb'/>
    <graphics type='vnc' port='5911' autoport='no'/>
    <video>
      <model type='vmvga' vram='16384' heads='1'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x02' function='0x0'/>
    </video>
    <memballoon model='none'/>
  </devices>
  <qemu:commandline>
    <qemu:arg value='-device'/>
    <qemu:arg value='isa-applesmc,osk=ourhardworkbythesewordsguardedpleasedontsteal(c)AppleComputerInc'/>
    <qemu:arg value='-smbios'/>
    <qemu:arg value='type=2'/>
    <qemu:arg value='-k'/>
    <qemu:arg value='en-us'/>
    <qemu:arg value='-cpu'/>
    <qemu:arg value='Penryn,vendor=GenuineIntel'/>
  </qemu:commandline>
</domain>

上面这个是配置文件，比如保存为 sierra.xml，然后用 virsh 注册一个新的虚拟机：

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$ virsh define sierra.xml
Domain sierra defined from sierra.xml

$ virsh start sierra
Domain sierra started

$ virsh list
 Id    Name                           State
----------------------------------------------------
  1    sierra                         running

接下来，用老方法映射一个本地端口来 VNC：

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ssh -L 5911:127.0.0.1:5911 server

重新启动以后的效果如下图：

最后，我们再把虚拟机设置为开启自动启动：

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$ virsh autostart sierra
Domain sierra marked as autostarted

设置好远程桌面和远程登录以后，就再也不用使用 VNC 了，完美！收工！