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KVM，PCI直通，Looking Glass和所有功能

在成功过渡到Linux软件开发人员之后，此刻开始了一些工作，同时也更改了主要的OS。 担心是由支持现有项目的necro-platform软件引起的。 该软件的一部分通过wine进行工作。 但是，事实证明某些软件拒绝在Wine下工作。 决定在QEMU + KVM虚拟机上运行软件。 该软件开始运行，但是运行起来很不方便。 软件虚拟视频卡的性能没有差异，并且3D图形支持非常有限。 我不得不揭开手鼓，寻找出路。

将单独的视频卡分配给来宾系统！


并没有花很长时间找到一条出路，但是用探照灯打铃鼓的想法却很奇怪。 关于将视频卡转发到虚拟机的主题，Internet上充斥着各种时间和各种硬件的指令。 在Arch Linux网站[0]上，有何大文章。 我将提供转发视频卡的简要说明。

0.检查硬件是否支持IOMMU


例如，这里[1] 。

1.我们在内核中包括对IOMMU的支持。


猫/ etc /默认/ grub
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT =“安静的飞溅amd_iommu =开”
或
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT =“安静的飞溅intel_iommu =开”


不要忘记sudo update-grub 。

2.我们从驱动程序中选择视频卡


我们搜索必要的设备，然后查看哪些驱动程序在使用它们。

lspci -nnk
04：00.0 VGA兼容控制器[0300]：NVIDIA Corporation GT218 [GeForce 210] [ 10de：0a65 ]（rev a2）
使用的内核驱动程序： nouveau
内核模块：nvidiafb，nouveau
04：00.1音频设备[0403]：NVIDIA Corporation高清晰度音频控制器[ 10de：0be3 ]（rev a1）
正在使用的内核驱动程序： snd_hda_intel
内核模块：snd_hda_intel


添加VFIO模块，以便在引导时加载它们。

猫/等/模块| grep vfio
vfio
vfio_iommu_type1
vfio_pci
vfio_virqfd


我们配置VFIO模块，使其能够拦截设备，从而防止加载主驱动程序。 如有必要，将主驱动程序添加到黑名单中。

猫/etc/modprobe.d/vfio.conf
选项vfio-pci ids = 10de：0a65,10de：0be3
黑名单


3.重新启动并检查是否一切正常


IOMMU已打开。

dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU -e AMD-Vi
DMAR：用于定向I / O的英特尔®虚拟化技术
或
AMD-Vi：在0000：00：00.2 cap 0x40处找到IOMMU
AMD-Vi：启用了中断重新映射
AMD-Vi：启用了惰性IO / TLB刷新


复合设备归为一组。

对于in / sys / kernel / iommu_groups / *; 确实找到$ a -type l; 完成| 排序--version-sort
/sys/kernel/iommu_groups/15/devices/0000:01:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/15/devices/0000:01:00.1
/sys/kernel/iommu_groups/16/devices/0000:02:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/17/devices/0000:03:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/18/devices/0000:04:00.0
/sys/kernel/iommu_groups/18/devices/0000:04:00.1


已加载KVM和VFIO驱动程序。

lsmod | grep -e kvm -e vfio
 kvm_amd 94208 0
 ccp 90112 1 kvm_amd
 kvm 622592 1 kvm_amd
 vfio_pci 45056 0
 vfio_virqfd 16384 1 vfio_pci
 irqbypass 16384 2 vfio_pci，kvm
 vfio_iommu_type1 24576 0
 vfio 28672 2 vfio_iommu_type1，vfio_pci


VFIO捕获的来宾操作系统的视频卡。

lspci -nnk
04：00.0 VGA兼容控制器[0300]：NVIDIA Corporation GT218 [GeForce 210] [ 10de：0a65 ]（rev a2）
使用的内核驱动程序： vfio-pci
内核模块：nvidiafb，nouveau
04：00.1音频设备[0403]：NVIDIA Corporation高清晰度音频控制器[ 10de：0be3 ]（rev a1）
使用的内核驱动程序： vfio-pci
内核模块：snd_hda_intel


4.配置QEMU并启动来宾操作系统


安装（如果尚未安装）
sudo apt安装qemu-kvm qemu-utils seabios ovmf virt-viewer

创建将在其中安装来宾操作系统的磁盘
qemu-img创建-f原始-o预分配=完整guest.img 50G
或
fallocate -l 50G guest.img

我们启动虚拟机时不会转发视频卡来安装来宾操作系统。 由于可以看到Looking Glass，因此对于宾客而言，值得选择Windows10。还支持根据最新数据的Windows 8 / 8.1。

vga_qxl.sh
＃！/ bin / bash
远程查看器香料：//127.0.0.1：5900＆
须藤qemu-system-x86_64 \
机器q35，加速= kvm \
-启用-kvm \
-cpu主机，kvm = off，检查\
-smp cpus = 2，套接字= 1，核心= 2，线程= 1 \
-m 6G \
-rtc base =当地时间，clock =主机\
设备piix3-usb-uhci \
-设备USB平板电脑\
-drive if = pflash，格式= raw，只读，file = / usr / share / OVMF / OVMF_CODE.fd \
-drive文件='w10.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 2，媒体= cdrom，缓存=无\
-drive文件='virtio-win-0.1.141_st.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 3，介质= cdrom，缓存=无\
-drive文件='guest.img'，如果= ide，格式=原始，索引= 4，媒体=磁盘，缓存=写回\
-vga qxl \
-spice端口= 5900，地址= 127.0.0.1，禁用票务\
-monitor stdio \
-netdev用户，id = n1，ipv6 =关闭，smb =“ /媒体/用户/数据” \
设备e1000，netdev = n1，mac = 67：77：78：88：89：99 \
“ $ @”

5.我们将视频卡转发到来宾操作系统


首先，使用两个视频卡启动。 我们认为转发的卡已出现在系统中，将驱动程序放在系统上，并确保它们能够正常工作。

vga_qxl_pass.sh
＃！/ bin / bash
远程查看器香料：//127.0.0.1：5900＆
须藤qemu-system-x86_64 \
机器q35，加速= kvm \
-启用-kvm \
-cpu主机，kvm = off，检查\
-smp cpus = 2，套接字= 1，核心= 2，线程= 1 \
-m 6G \
-rtc base =当地时间，clock =主机\
设备piix3-usb-uhci \
-设备USB平板电脑\
-drive if = pflash，格式= raw，只读，file = / usr / share / OVMF / OVMF_CODE.fd \
-drive文件='virtio-win-0.1.141_st.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 3，介质= cdrom，缓存=无\
-drive文件='guest.img'，如果= ide，格式=原始，索引= 4，媒体=磁盘，缓存=写回\
-vga qxl \
-spice端口= 5900，地址= 127.0.0.1，禁用票务\
设备ioh3420，总线= pcie.0，addr = 1c.0，多功能=开启，端口= 1，机箱= 1，id =根\
-device vfio-pci，主机= 04：00.0，总线=根，addr = 00.0，多功能=在\
-device vfio-pci，主机= 04：00.1，总线=根，addr = 00.1 \
-monitor stdio \
-netdev用户，id = n1，ipv6 =关闭，smb =“ /媒体/用户/数据” \
设备e1000，netdev = n1，mac = 67：77：78：88：89：99 \
“ $ @”

在转发的视频卡如何工作之后，并在设备管理器中写入“设备运行正常”，我们仅使用转发的视频卡启动虚拟机。

vga_pass.sh
＃！/ bin / bash
须藤qemu-system-x86_64 \
机器q35，加速= kvm \
-启用-kvm \
-cpu主机，kvm = off，检查\
-smp cpus = 2，套接字= 1，核心= 2，线程= 1 \
-m 6G \
-rtc base =当地时间，clock =主机\
设备piix3-usb-uhci \
-设备USB平板电脑\
-drive if = pflash，格式= raw，只读，file = / usr / share / OVMF / OVMF_CODE.fd \
-drive文件='virtio-win-0.1.141_st.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 3，介质= cdrom，缓存=无\
-drive文件='guest.img'，如果= ide，格式=原始，索引= 4，媒体=磁盘，缓存=写回\
-vga none \
设备ioh3420，总线= pcie.0，addr = 1c.0，多功能=开启，端口= 1，机箱= 1，id =根\
-device vfio-pci，主机= 04：00.0，总线=根，addr = 00.0，多功能=在\
-device vfio-pci，主机= 04：00.1，总线=根，addr = 00.1 \
-monitor stdio \
-netdev用户，id = n1，ipv6 =关闭，smb =“ /媒体/用户/数据” \
设备e1000，netdev = n1，mac = 67：77：78：88：89：99 \
“ $ @”

我们将监视器连接到它，并欣赏客户机OS的桌面映像。

简单的决定结束的地方


然后乐趣就开始了。 有人，一切都很好，图片已经消失了，一切都很简单。 在缺乏形象的阶段，我的经历跌跌撞撞了两次。 第一次是转发Intel 6700T HD 530处理器的集成图形卡，视频输出为空，故障归因于插件运行不正常的事实。 第二次外部Nvidia GF210被扔掉了，这是专门为实验而购买的。 结果更加有趣。 在非EFI模式下，视频卡成功转发，甚至显示了图片，但是关闭了来宾OS触发失败 。

随后的转发可能只是使主机挂起。 几个小时的简单谷歌搜索导致冻结视频卡的问题非常普遍。 这将导致虚拟机的错误关闭，甚至可能导致正确的关闭。 作为输出，建议以EFI模式转发。 但是VBIOS Nvidia GF210不支持EFI ...

缝或不缝，这是问题


不要缝。 转发视频卡时，QEMU支持VBIOS欺骗。 但是仍然必须教导VBIOS支持EFI模式。 通常，建议在开始转发视频卡之前先进行检查，例如此处[2] 。 但是必须处理什么，并且不想寻找具有EFI支持的新视频卡。 因此，您需要修补VBIOS。 使用VBIOS执行的所有操作均需自担风险。 我从这里[3]使用了一个软件包及其说明。 读取VBIOS之后，我们得到文件gt210.rom ，patch，在输出处有gt210_uefi.rom 。 加载虚拟机时，您需要在此处滑动视频卡。

vga_pass_rom.sh
＃！/ bin / bash
须藤qemu-system-x86_64 \
机器q35，加速= kvm \
-启用-kvm \
-cpu主机，kvm = off，检查\
-smp cpus = 2，套接字= 1，核心= 2，线程= 1 \
-m 6G \
-rtc base =当地时间，clock =主机\
设备piix3-usb-uhci \
-设备USB平板电脑\
-drive if = pflash，格式= raw，只读，file = / usr / share / OVMF / OVMF_CODE.fd \
-drive文件='virtio-win-0.1.141_st.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 3，介质= cdrom，缓存=无\
-drive文件='guest.img'，如果= ide，格式=原始，索引= 4，媒体=磁盘，缓存=写回\
-vga none \
设备ioh3420，总线= pcie.0，addr = 1c.0，多功能=开启，端口= 1，机箱= 1，id =根\
-device vfio-pci，主机= 04：00.0，总线=根，addr = 00.0，多功能=开启， romfile = gt210_uefi.rom \
-device vfio-pci，主机= 04：00.1，总线=根，addr = 00.1 \
-monitor stdio \
-netdev用户，id = n1，ipv6 =关闭，smb =“ /媒体/用户/数据” \
设备e1000，netdev = n1，mac = 67：77：78：88：89：99 \
“ $ @”

我们启动虚拟机并查看。

黑暗度


视频卡的输出在黑暗中闪烁。 道德再次通过了失败的考验。 首先想到的是，来宾操作系统在启动时崩溃。 日志，我需要她的日志。 为此，请运行vga_qxl.sh 。 我们看一下以前的发布。 那里一切都很好，除了食物被拉得很厉害。 事实证明，尽管不起作用，但它仍然有效。 第一个想法是通过RDP连接并查看在那里发生了什么，但是使用VNC仍然更好，例如，tightvnc [4] 。 我们安装VNC，配置端口5600然后转发此端口以供主机访问。

vga_vnc_pass_rom.sh
＃！/ bin / bash
须藤qemu-system-x86_64 \
机器q35，加速= kvm \
-启用-kvm \
-cpu主机，kvm = off，检查\
-smp cpus = 2，套接字= 1，核心= 2，线程= 1 \
-m 6G \
-rtc base =当地时间，clock =主机\
设备piix3-usb-uhci \
-设备USB平板电脑\
-drive if = pflash，格式= raw，只读，file = / usr / share / OVMF / OVMF_CODE.fd \
-drive文件='virtio-win-0.1.141_st.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 3，介质= cdrom，缓存=无\
-drive文件='guest.img'，如果= ide，格式=原始，索引= 4，媒体=磁盘，缓存=写回\
-vga none \
设备ioh3420，总线= pcie.0，addr = 1c.0，多功能=开启，端口= 1，机箱= 1，id =根\
-device vfio-pci，主机= 04：00.0，总线=根，addr = 00.0，多功能=开启，romfile = gt210_uefi.rom \
-device vfio-pci，主机= 04：00.1，总线=根，addr = 00.1 \
-monitor stdio \
-netdev用户，id = n1， hostfwd = tcp：127.0.0.1：5600-：5600， ipv6 =关闭，smb =“ /媒体/用户/数据” \
设备e1000，netdev = n1，mac = 67：77：78：88：89：99 \
“ $ @”

我们连接并看到正在运行的机器，只有监视器具有一个奇怪的通用非即插即用监视器（通用监视器不是PnP）。 有图片，因此您可以尝试运行Looking Glass。

窥镜


尽管此技术使用OpenGL，但gl之后不需要任何空间。 但是您需要阅读项目网站上的说明[5] 。 对于来宾OS，下载屏幕捕获应用程序looking-glass-host.exe [6] ，下载并安装Microsoft Visual C ++ 2015 Redistributable [7] ，下载IVSHMEM设备的驱动程序[8] 。 对于主机，我们添加依赖项，下载并构建客户端应用程序。

build_looking_glass_a12.sh
＃！/ bin / bash
sudo apt-get install cmake libsdl2-dev libsdl2-ttf-dev nettle-dev libspice-protocol-dev libfontconfig1-dev libx11-dev fonts-freefont-ttf libconfig-dev
wget github.com/gnif/LookingGlass/archive/a12.tar.gz
tar -xf a12.tar.gz
cd LookingGlass-a12
mkdir客户端/构建
cd客户端/构建
cmake ../
使

我们使用IVSHMEM设备启动虚拟机。 选择32Mb的内存大小，分辨率为1920x1080。

vga_vnc_lg_pass_rom.sh
＃！/ bin / bash
如果[！ -f / dev / shm /眼镜]; 然后
触摸/开发/嘘/窥镜
chown`whoami`：kvm / dev / shm /镜子
chmod 660 /开发/ shm /镜面
科幻
须藤qemu-system-x86_64 \
机器q35，加速= kvm \
-启用-kvm \
-cpu主机，kvm = off，检查\
-smp cpus = 2，套接字= 1，核心= 2，线程= 1 \
-m 6G \
-rtc base =当地时间，clock =主机\
设备piix3-usb-uhci \
-设备USB平板电脑\
-drive if = pflash，格式= raw，只读，file = / usr / share / OVMF / OVMF_CODE.fd \
-drive文件='virtio-win-0.1.141_st.iso'，如果= ide，格式=原始，索引= 3，介质= cdrom，缓存=无\
-drive文件='guest.img'，如果= ide，格式=原始，索引= 4，媒体=磁盘，缓存=写回\
-vga none \
设备ioh3420，总线= pcie.0，addr = 1c.0，多功能=开启，端口= 1，机箱= 1，id =根\
-device vfio-pci，主机= 04：00.0，总线=根，addr = 00.0，多功能=开启，romfile = gt210_uefi.rom \
-device vfio-pci，主机= 04：00.1，总线=根，addr = 00.1 \
-device ivshmem-plain，memdev = ivshmem，总线= pcie.0 \
对象内存后端文件，id = ivshmem，share =开，mem-path = / dev / shm /窥镜，大小= 32M \
-monitor stdio \
-netdev用户，id = n1，hostfwd = tcp：127.0.0.1：5600-：5600，ipv6 =关闭，smb =“ /媒体/用户/数据” \
设备e1000，netdev = n1，mac = 67：77：78：88：89：99 \
“ $ @”

我们通过VNC连接，在IVSHMEM设备上安装驱动程序，也许会在“系统设备”中安装标准驱动程序。 我们开始看Looking-glass-host.exe 。 在主机上，运行./LookingGlass-a12/client/build/looking-glass-client 。

在此上，装有NVidia GF210的系统为我工作，然后按照相同的路线启动了Intel HD530。 屏幕分辨率有一个小问题，要更改为罕见的分辨率，例如2048x1152，我必须使用“自定义分辨率实用程序” [9] 。

另一个细微差别是，在将Looking-glass-host.exe应用程序添加到自动加载时，您需要配置自动用户登录，出于安全原因，来宾操作系统不允许捕获登录屏幕。

后记


如果您没有设置任务，而是在物理视频输出上获取图像，则此结果足以获得具有物理视频卡和响应控制的有效虚拟机。 从主机在单独的窗口或全屏中进行管理。 但是，有细微差别。

表现 。 虚拟化的开销资源（不是最高效的来宾OS）无法让您轻松地在较弱和中低端的硬件上工作。 它将需要至少6-8个内核的强大处理器，用于来宾操作系统的良好图形卡，16GB + RAM，每个操作系统至少8GB。 并用铃鼓跳舞以充分利用铁。
忍耐 。 如果它不能立即生效，那么您将不得不花费大量时间和时间。 搜索，阅读，尝试。 再次查看，阅读并重试。 我会留下一些我遇到的链接，也许会有更多有用的信息。 [10] [11] [12]

参考文献

注意，链接将在此窗口中打开。

0. https://wiki.archlinux.org/index.php/PCI_passthrough_via_OVMF
1. https://zh.wikipedia.org/wiki/List_of_IOMMU-supporting_hardware
2. https://www.techpowerup.com/vgabios/
3. https://www.win-raid.com/t892f16-AMD-and-Nvidia-GOP-update-No-requests-DIY.html
4. https://www.tightvnc.com/download.php
5. https://looking-glass.hostfission.com/quickstart
6. https://github.com/gnif/LookingGlass/releases
7. https://www.microsoft.com/zh-cn/download/details.aspx?id=48145
8. https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/upstream-virtio/
9. https://www.monitortests.com/forum/Thread-Custom-Resolution-Utility-CRU
10. https://heiko-sieger.info/running-windows-10-on-linux-using-kvm-with-vga-passthrough
11. https://ycnrg.org/vga-passthrough-with-ovmf-vfio/
12. https://www.reddit.com/r/VFIO/comments/8h352p/guide_running_windows_via_qemukvm_and_intel_gvtg/

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN433878/

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