UTM：開源的多面手 macOS 虛擬機（更新到 2023.3.2）

時間：2023-07-01 01:51:01 | 來源：網(wǎng)站運營

時間：2023-07-01 01:51:01 來源：網(wǎng)站運營

UTM：開源的多面手 macOS 虛擬機（更新到 2023.3.2）：

前言

筆者曾經(jīng)介紹了支持 arm64 的平臺的 VMware Fusion，這篇文章引起了一部分 Apple Silicon 機型的 Mac 用戶的關(guān)注。

實際上，筆者自己從買到 Apple Silicon 的 Mac 起，一直在努力尋找其他代替 Parallels Desktop 的虛擬機方案——因為實在看不慣它的收費的套路，于是乎找到了兩個替代品：UTM 和 VMware Fusion。

之所以此前并未提及 UTM，原因是最初寫上面的文章的時候，UTM 才剛有一些起色，還不能做到成熟，但用到 3.1.5 版本的時候，逐漸發(fā)覺它有了很大的改變，比如操作邏輯從困難逐漸變得容易，增加了虛擬化 Monterey 版本及以后的 macOS 的支持，不僅對于 arm64 架構(gòu)系統(tǒng)的虛擬化有了一定的提升，還增強了穩(wěn)定性，修復(fù)了不少的 bug，這些改變都非?？上玻虼斯P者再單獨出一篇文章介紹 UTM。

由于 Windows 11 arm64 是很多 Apple Silicon 用戶關(guān)注的焦點，因此操作系統(tǒng)的安裝步驟就拿它為例。這里介紹的步驟適用于絕大多數(shù)版本的 Windows，其他的操作系統(tǒng)安裝步驟與此有相通之處，但并不完全一致。

??閱讀提醒：①本文以 MacBook Pro（14-inch，2021）演示，內(nèi)容視情況不定期更新，因此當(dāng)官方推出新的版本時，本文部分文字會有相應(yīng)的改動，請持續(xù)關(guān)注。

②目前 UTM 最新的正式版本是 4.1.6，故接下來基于此版本做介紹。不同版本號之間可能會有一些功能上的變化，但大體是相同的，請以自己所用的版本為準（越新越好）。

③筆者只是一個普通的 UTM 用戶，不是 UTM 的技術(shù)支持，因此恕不在此測試操作系統(tǒng)（勿問“○○在 UTM 上表現(xiàn)如何”、“能運行○○嗎”、“和○○相比哪個更好”等問題）。使用方面建議閱讀官方的幫助文檔（英文），若讀者是程序員，可以去官方的 GitHub 項目頁查找或提交相應(yīng)的 issue，甚至貢獻代碼。

什么是 UTM？

UTM 本來是一個旨在實現(xiàn) iPhone 與 iPad 運行虛擬機的開源項目，基于開源社區(qū)數(shù)十年來備受矚目的 QEMU，但在 2020 年 M1 芯片的問世后，順帶也支持到了 Mac 上來。UTM 的 macOS 版支持 Apple Silicon 和 Intel 雙架構(gòu)，和 iOS 版一樣完全免費，可以在這里下載它的 .dmg 文件：

同時，它在 App Store 上架了一個無內(nèi)購的買斷付費版，其實這個付費版應(yīng)當(dāng)看作捐贈版，與官網(wǎng)的免費版功能完全相同，目的是讓用戶更好地支持開發(fā)，并通過 App Store 接收最新的 UTM 更新。App Store 鏈接在下方：

上面兩個鏈接是正式版，建議大多數(shù)用戶下載。如果沒有使用最新版本，推薦更新。

另外，對于想嘗鮮的用戶，官方 GitHub 項目頁的 Releases 部分可以下載 Beta 版本的 UTM（如果從正式版升級到 Beta 版，為防不測，建議對已有的虛擬機文件做個備份）：

由于 UTM 繼承了 QEMU 的所有特性，可以支持的操作系統(tǒng)和虛擬 CPU 很多，無論是 arm64 還是 x64 處理器的 Mac，都可以既能直接以原生速度虛擬化運行與本機架構(gòu)相同的操作系統(tǒng)，又能用模擬的形式運行其他處理器架構(gòu)的操作系統(tǒng)，所以，UTM 可以稱得上是“多面手”的虛擬機。

準備工作

在下載安裝好 UTM 后，開始安裝操作系統(tǒng)前，需要準備好操作系統(tǒng)的安裝映像。

因為是安裝 Windows 11 arm64，我們有兩種方式：一是通過 .iso 文件，.iso 文件的獲得，可以通過 UUP Dump 下載站，或者通過其他能夠獲取 .iso 的方式（比如 ITELLYOU）。.iso 文件最好采用正式版，比如最新的 22H2，過低版本號的 .iso 因缺少 UEFI 驅(qū)動支持，安裝時會出現(xiàn)藍屏。

二是通過 .vhdx 格式的文件，需要通過如下的鏈接獲取 .vhdx 格式的 Hyper-V 虛擬磁盤文件，預(yù)裝了 Windows 11 on ARM Insider Preview，有 Beta 和 Dev 兩種渠道。下載該文件的前提是登錄加入 Windows Insider 計劃的 Microsoft 賬戶，具體的方法請自行查閱。

本文選擇第一種方式來安裝 Windows 11。

創(chuàng)建虛擬機

首次打開 UTM 的時候，可以有兩種方式創(chuàng)建虛擬機。

第一種是按照預(yù)配置方式，前往虛擬機資源庫，下載現(xiàn)有的虛擬機（虛擬機資源庫提供了一些操作系統(tǒng)的預(yù)配置，部分甚至直接預(yù)裝了操作系統(tǒng)），根據(jù)需要下載文件，并解壓出一個 .utm 擴展名的虛擬機包后，直接雙擊打開。

如果日后需要復(fù)用該虛擬機，可以右擊該虛擬機，選擇“克隆”。

第二種是從頭開始，點擊“+”創(chuàng)建一個虛擬機，開始頁面如下圖所示（我這里已經(jīng)創(chuàng)建好幾個虛擬機了）。

在新建虛擬機的第一步，UTM 首先會詢問用戶需要“虛擬化”還是“模擬”?！疤摂M化”采用原生的虛擬化引擎，要求操作系統(tǒng)支持的處理器架構(gòu)與電腦一致，運行速度更快，而“模擬”速度較慢，但架構(gòu)不受限制。

??注意：這一步的選擇直接關(guān)系到虛擬機是否正常啟動，如果選錯，虛擬機會出現(xiàn)異常。因此，針對你自己的機型，可以參照如下的表格選擇（不知道自己電腦屬于何種機型？可以點擊屏幕左上角的蘋果菜單 ? > 關(guān)于本機）。

要安裝的操作系統(tǒng)架構(gòu)	Apple Silicon 機型的選擇	Intel 機型的選擇
arm64（或者叫 aarch64，注意不是 arm/arm32）	虛擬化	模擬
x86_64	模擬	虛擬化
既非 arm64 也非 x86_64（例如 PowerPC、RISC）	模擬	模擬

這里的例子是 Windows 11 arm64，由于安裝的操作系統(tǒng)與自己的 CPU（Apple M1 Pro）架構(gòu)相同，因此選擇第一個“虛擬化”。

接下來選取操作系統(tǒng)，UTM 已經(jīng)對一些操作系統(tǒng)有了一定的預(yù)配置，因此可以無腦選擇，當(dāng)然如果對 QEMU 很熟悉的話，可以選擇“其它”來自定義設(shè)置。

對于 Windows 11 arm64 的安裝，這里我選擇“Windows”。

接下來選擇操作系統(tǒng)映像，對于 Windows 操作系統(tǒng)，針對 .iso 安裝，直接點擊“瀏覽”按鈕（如果是 .vhdx 格式安裝，需要先勾選“導(dǎo)入 VHDX 磁盤映像”，再點擊“瀏覽”），然后選取你下載好的 .iso 或 .vhdx 文件。

這里我還默認勾選了“Install drivers and SPICE tools”，可以在系統(tǒng)安裝好后繼續(xù)安裝 SPICE Guest Tools。也許你可能現(xiàn)在并不知道 SPICE Guest Tools 是什么，別著急，后面我會專門解釋。

選取映像文件完畢，點擊“下一步”。

接下來設(shè)定硬件與 CPU 核心數(shù)，CPU 核心數(shù)目可留空，內(nèi)存可設(shè)定為 8192 MB（8GB 大小屬于官方的推薦配置，如果你的 Mac 內(nèi)存沒那么大，可以保持在 4GB，也就是 4096 MB）。

然后設(shè)定存儲驅(qū)動器大小，Windows 11 的系統(tǒng)最低要求是 64 GB，當(dāng)然如果希望在虛擬機里多裝一些軟件，可以調(diào)的更大一些。

接下來進入“文件共享”的設(shè)置，可以點擊“瀏覽”選取文件夾，設(shè)定一個路徑，用于虛擬機與實體機的文件交換，這個功能只有部分操作系統(tǒng)支持，對于 Windows，待安裝 SPICE Guest Tools 后，會在資源管理器中以網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器的形式顯示。

我習(xí)慣設(shè)定這個路徑為自己的桌面，當(dāng)然你可以設(shè)定為別的文件夾，然后點擊“下一步”。

最后進入“總結(jié)”頁面，可以設(shè)定虛擬機的名稱，方便區(qū)分多個虛擬機。

虛擬機絕大多數(shù)的設(shè)置是不需要動的，點擊“保存”即可直接創(chuàng)建虛擬機。

但如果讀者還想再進一步設(shè)置，可以勾選“打開虛擬機設(shè)置”，在虛擬機創(chuàng)建后做一些設(shè)定，以后也可以從虛擬機列表右擊虛擬機，點擊“編輯”。

這樣整個虛擬機就創(chuàng)建完成了，它會出現(xiàn)在左側(cè)的虛擬機列表里。

運行虛擬機

點擊虛擬機名稱旁邊的運行按鈕運行虛擬機，此時就開始安裝系統(tǒng)了。

對于 Windows 11，在虛擬機開機一會兒后，會出現(xiàn)如下的提示“Press any key to boot from CD or DVD...”，請在虛擬機內(nèi)立即按鍵盤上的任意鍵進入安裝界面。

（如果不慎錯過，出現(xiàn)“UEFI Interactive Shell”，請重啟虛擬機再試）

接下來的安裝步驟完全省略，因為這并不屬于本文的重點，如果還有不清楚的地方，請參閱如下文章的“開始安裝 Windows”和“通過 OOBE 進入 Windows 系統(tǒng)”部分：

在完成安裝并經(jīng)歷一些設(shè)置步驟后，就是熟悉的桌面了。

為虛擬機安裝 SPICE Guest Tools（限部分操作系統(tǒng)支持）

和 Parallels Desktop 的 Parallels Tools、VMware 的 VMware Tools、VirtualBox 的 VirtualBox 客戶機增強功能一樣，UTM 也有相應(yīng)的 SPICE Guest Tools（來自于開源的項目 SPICE，旨在為 QEMU 提供開源的虛擬機驅(qū)動方案），它包含一套完整的虛擬機驅(qū)動程序，可以更好地提升虛擬機的體驗，并實現(xiàn)剪貼板與文件夾共享。

SPICE Guest Tools 目前支持的操作系統(tǒng)有 Windows 和 Linux，后者在幫助文檔中有說明，對于前者，SPICE Guest Tools 支持 XP 及以后的所有 Windows 版本。

UTM 為 Windows 虛擬機提供了一套比較便捷安裝它的方式。如果此前事先勾選了“Install drivers and SPICE tools”，那么桌面上會自動彈出 SPICE Guest Tools 的安裝程序窗口。如果沒有，可以點擊工具欄上的光驅(qū)圖標按鈕，選擇“Install Windows Guest Tools...”。

若電腦上無 SPICE Guest Tools，則 UTM 會自動下載 SPICE Guest Tools 的 .iso 映像，下載后 UTM 將嘗試掛載。注意應(yīng)確保所有虛擬機的光驅(qū)內(nèi)沒有加載任何映像，否則會彈出提示，要求預(yù)留空光驅(qū)（解決方法是點擊工具欄上的光驅(qū)圖標按鈕，選擇“CD / DVD（ISO）映像” > “彈出”，彈出所有虛擬光盤）。

在打開 SPICE Guest Tools 的安裝程序時，請點擊“Next >”按鈕下一步。

接下來點擊“I Agree”同意用戶許可協(xié)議。

然后就開始安裝 SPICE Guest Tools，請耐心等待安裝完成。

最后是安裝完成的界面，請務(wù)必選擇“Reboot now”并點擊“Finish”按鈕，重啟 Windows 使安裝的 SPICE Guest Tools 生效。

（順便提一下，這個驅(qū)動的數(shù)字簽名竟然是 Red Hat Inc.）

重啟后，這下虛擬機的體驗就更完整了：不僅可以根據(jù)窗口自適應(yīng)調(diào)整分辨率，還可以縮放為全屏，實現(xiàn)虛擬機與宿主機之間的剪貼板共享，之前設(shè)置的共享文件夾可以在資源管理器里查看，甚至 USB 的使用也是正常的。

至于激活系統(tǒng)什么的我也不多介紹了，因為 arm64 和 x64 版的 Windows 11 的激活機制是一樣的，而且這也超出 UTM 的敘述范圍了。

最后上一張我自用虛擬機的效果圖：

常見問題解答（FAQ）

Q1：在 Windows 虛擬機中，與共享文件夾之間復(fù)制文件時出現(xiàn)“錯誤 0x80070021：另一個程序已鎖定文件的一部分，進程無法訪問”的錯誤提示（類似下圖），這個問題該如何解決？

A：因為共享文件夾是通過 WebDAV 的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器實現(xiàn)的，早在 Windows XP Service Pack 2，微軟出于對 WebDAV 服務(wù)的安全考慮，對 Windows 做了一定的限制：若文件超出一定大小，則不予執(zhí)行復(fù)制或移動操作，以防止未經(jīng)授權(quán)的服務(wù)器對于客戶端計算機進行大流量的攻擊。

但可以通過修改注冊表適當(dāng)?shù)靥岣哌@個界限。首先打開注冊表編輯器，通過左側(cè)的樹形圖或直接通過地址欄輸入，定位到如下路徑：

HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Services/WebClient/Parameters然后在右側(cè)雙擊FileSizeLimitInBytes項，將其鍵值改為ffffffff（基數(shù)為十六進制） 。

重新啟動計算機使改變生效，再復(fù)制就可以了。

注意：由于 Windows 注冊表天然的限制，上述鍵值不能大于十六進制的FFFFFFFF（轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)是 4294967295），這意味著在虛擬機與共享文件夾之間，移動或復(fù)制文件最高的限制大約是 4.29 GB。

對于大多數(shù)情況下的文件移動和復(fù)制，這個大小是足夠的，但對于超出 4.29 GB 的文件，目前 UTM 還未突破這一問題，可以考慮的解決方案有：通過優(yōu)盤在宿主機與虛擬機之間轉(zhuǎn)移，或分卷壓縮文件、拆分文件（夾），或通過 SMB 的高級共享將 Windows 共享文件到 macOS，或使用遠程桌面軟件（例如 Microsoft Remote Desktop）。

當(dāng)然更高級一點的，可以通過內(nèi)網(wǎng) SSH 連接實體機的形式上傳下載，簡要說一下方法（部分的細節(jié)有所省略）：

首先需要在 macOS 里開啟遠程登錄和遠程管理。在 macOS Ventura 里打開系統(tǒng)設(shè)置 > 通用 > 共享，將“遠程登錄”和“遠程管理”開關(guān)打開，或在 macOS Monterey 及以下版本，打開系統(tǒng)偏好設(shè)置 > 共享，勾選“遠程登錄”和“遠程管理”的復(fù)選框。

然后點擊遠程登錄旁邊的信息圖標（Monterey 及以下版本是直接點擊左邊列表的“遠程登錄”），記下劃紅線那塊，“@”符號前的是用戶名，“@”符號后的一串?dāng)?shù)字是訪問本機的 IP 地址。

對于 Windows 端，需要根據(jù)系統(tǒng)的架構(gòu)下載并安裝對應(yīng)的 PuTTY 客戶端，務(wù)必記得在安裝向?qū)е刑砑拥江h(huán)境變量PATH。

最后直接在命令提示符（或 Windows 終端、PowerShell）里進行傳輸操作，這里用到的關(guān)鍵字是pscp，其命令和 Linux 的scp用法基本相同，用到了之前記下的 macOS 用戶名和 IP 地址，具體用法可以參考：

Q2：為何不能通過 UTM 下載 SPICE Guest Tools for Windows？

A：請檢查相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，因為 UTM 下載 SPICE Guest Tools 是通過 GitHub 來拉取資源的，關(guān)于如何順暢訪問 GitHub，方法請自行搜索。

若無法自動下載 SPICE Guest Tools，也可以通過如下官方幫助文檔的說明，手動下載 .iso 文件：

Q3：在安裝 SPICE Guest Tools for Windows 的時候，出現(xiàn)了類似下圖的提示，這個提示正常嗎？

A：這個問題在較低版本的 Windows 10 及再往前的 Windows 都會遇到，原因是 SPICE Guest Tools 的驅(qū)動程序的數(shù)字簽名不被舊版本的 Windows 信任，這屬于正常現(xiàn)象，允許這些驅(qū)動的安裝就可以了。

Q4：如何關(guān)閉 macOS 菜單欄的 UTM 圖標？可以在 UTM 中設(shè)置反轉(zhuǎn)鼠標的滾動方向嗎？

A：執(zhí)行菜單命令 UTM > 設(shè)置…，選擇“Application（應(yīng)用）”，然后取消勾選“Show menu bar icon（顯示菜單欄圖標）”，即可關(guān)閉 macOS 菜單欄的 UTM 圖標。

同樣，在設(shè)置窗口選擇“輸入”，勾選“Invert scrolling（反轉(zhuǎn)鼠標滾動）”，即可全局設(shè)置反轉(zhuǎn)鼠標的滾動方向，對于 macOS 虛擬機，需要在系統(tǒng)設(shè)置內(nèi)單獨設(shè)置鼠標，不將滾動方向設(shè)置為“自然”。

Q5：在 Apple Silicon 上虛擬化 macOS 的時候，為何不能登錄 Apple ID？

A：這個問題與 UTM 本身無關(guān)，而是蘋果限制了虛擬機全局登錄 Apple ID 的能力，但其他功能可以和實體的 Mac 一樣正常使用。

Q6：我下載了一個 .qcow2 磁盤映像，如何在 UTM 上使用它呢？

A：由于 UTM 是在 QEMU 的基礎(chǔ)上開發(fā)的，因此 .qcow2 映像也可以在 UTM 上使用。

在創(chuàng)建虛擬機的步驟中，可以先根據(jù)自己的需要創(chuàng)建好虛擬機，然后再在虛擬機列表右擊虛擬機，選擇“編輯”，找到“驅(qū)動器”下方的“新建…”，此時會彈出一個浮動的窗口，然后選擇“導(dǎo)入”來導(dǎo)入 .qcow2 映像，最后把原先創(chuàng)建的磁盤刪除。

Q7：為何在安裝某些操作系統(tǒng)的情況下，虛擬機的顯示不正常？

A：出現(xiàn)該問題的原因可能是使用了不兼容或不完全兼容的虛擬顯卡，因此可以嘗試更改對虛擬機的設(shè)置。方法是在虛擬機列表里右擊選擇“編輯”，然后點擊左側(cè)的“顯示”。在右側(cè)的設(shè)置項中，找到虛擬顯卡，選擇其他的顯卡，最后點擊“保存”。

如果拿不準的話，可以逐個嘗試，也可以參考我自己總結(jié)的一些虛擬顯卡配置：

• 在 Windows 98、ME 和 2000 下，可將顯卡設(shè)置為cirrus-vga，這樣就能以 32 位真彩色顯示，而不是非常普（e）通（xin）的 16 色
• XP 及之后的 x86_64 架構(gòu)的 Windows 可設(shè)置為virtio-vga-gl或vmware-svga
• 對于 arm64 版的 Linux 和 Windows，可選virtio-ramfb-gl 或virtio-gpu-gl-pci ，也可以選擇不帶“gl”的版本，但部分操作系統(tǒng)只支持其一
• 由于 Apple 虛擬化引擎的特殊性，macOS 虛擬機不需要設(shè)置虛擬顯卡，但可以設(shè)置適合自己 Mac 屏幕大小的分辨率，并勾選 Retina，使得顯示效果更佳

Q8：我對 UTM 的默認處理器配置不夠滿意，有什么辦法可以提升虛擬機的運行速度？

A：雖然 UTM 的模擬未必能接近原生的運行速度，但也有一些辦法來讓虛擬機的運行速度更快一些，比如提升虛擬機運行內(nèi)存、CPU 核心數(shù)，還可以勾選“強制多核”來提高模擬速度。對于 Windows 7 至 Windows 10 x64 LTSC（x86_64 架構(gòu)），我本人推薦的配置如下圖：

其他的架構(gòu)在此不做列舉，請自行嘗試。

另外，強制多核不適用于與 Mac 相同架構(gòu)的操作系統(tǒng)，以及某些操作系統(tǒng)限定了運行配置，或者某些模擬的硬件有一定的內(nèi)存和 CPU 核心數(shù)限制，如果設(shè)置不當(dāng)，虛擬機的運行反而會出問題。因此，除 Windows 外，在對操作系統(tǒng)不熟悉的情況下，這部分不應(yīng)當(dāng)擅自修改。

Q9：為何有些老舊的操作系統(tǒng)不能識別鍵盤？

A：請確保鼠標在虛擬機內(nèi)，有些情況下需要設(shè)置虛擬機的輸入設(shè)備為“強制使用 PS/2 控制器”才能使用。如果在設(shè)置后依然出問題，則屬于無解的情況了。

總結(jié)

UTM 是一個根植于開源項目 QEMU 的 iOS 虛擬機，自蘋果在 2020 年的 WWDC 宣布 macOS 的軟件生態(tài)由 x64 向 arm64 轉(zhuǎn)型起，它也順帶對 macOS 做了支持，特別是 Apple Silicon。UTM 致力于給復(fù)雜的 QEMU “做減法”，在為用戶提供 QEMU 的靈活性的同時，讓界面不斷原生化，更接近系統(tǒng)的自帶應(yīng)用，操作更加簡便，因此，對 QEMU 比較熟悉的用戶，使用 UTM 不會感到困難。

作為虛擬機，UTM 還可以虛擬化 macOS（限 Apple Silicon）與 Linux，甚至一些過時的系統(tǒng)也同樣可以模擬運行。由于支持模擬的 CPU 種類多樣（可以在虛擬機的設(shè)置里修改），因此對于古董系統(tǒng)愛好者和需要 QEMU 開發(fā)的開發(fā)者來說，也是一個非常有益的補充。

另外，UTM 有一個獨特的“一次性模式（Disposable Mode）”功能。右擊已經(jīng)創(chuàng)建好的虛擬機，選擇“Run without saving changes（運行而不保存更改）”，即可在此模式下運行。在一次性模式中，所有對虛擬機的更改在關(guān)機后不會保存，這對軟件測試人員和軟件安全從業(yè)人員來說，提供了不小的便利。

就 Apple Silicon 而言，雖說 UTM 跨架構(gòu)的模擬表現(xiàn)對于部分操作系統(tǒng)尚可，主流的 x86_64 上還有很長的路要走，但它在 macOS 的適配進度上已經(jīng)甩開了同樣開源的 Oracle VirtualBox，還有 UTM 目前在 arm64 虛擬化的表現(xiàn)與競品的差距不斷縮小，足夠讓筆者咋舌。

希望 UTM 能夠不斷彰顯開源軟件的優(yōu)勢所在，在 Mac 和 Apple Silicon 向未來發(fā)展的道路上注入新的活力。

感謝閱讀～