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Proxmox 5.4 上的 PCI(e) 直通

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本文根据 Proxmox 官方文档 翻译而成。

一般需求

由于直通是一种需要硬件支持的功能，所以这里有些要求并且需要做一些准备工作。

硬件

CPU 和主板需要支持 IOMMU (I/O Memory Management Unit) 中断重映射。

通常带有 VT-d 的 Intel 平台和带有 AMD-Vi 的 AMD 平台支持此功能。但由于硬件不规范或者没有高质量驱动程序，并不能保证一切都能开箱即用。

此外，服务器级硬件通常比消费级硬件更好的支持这点，但即使如此，许多现代系统也都可以支持这个功能。

请咨询你的硬件供应商，以确定他们是否在 Linux 下支持此功能。

配置

一旦确保硬件支持直通，你还需要做一些配置来启用 PCI(e) 直通功能。

IOMMU

必须在内核命令上激活 IOMMU。最简单的方法是通过 grub 来启用，编辑 /etc/default/grub，在 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 变量中加入以下参数：

  • Intel 处理器：

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    intel_iommu=on

  • AMD 处理器:

    1
    amd_iommu=on

执行以下命令使修改生效：

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# update-grub

内核模块

必须确保加载以下模块，添加以下行到 /etc/modules 中来实现。

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vfio
vfio_iommu_type1
vfio_pci
vfio_virqfd

修改模块后需要刷新 initramfs，在 Proxmox VE 中执行以下命令完成：

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# update-initramfs -u -k all

完成设置

重启服务器使设置生效，并用以下命令检查：

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# dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU -e AMD-Vi

应该显示 IOMMU, Directed I/O 或者 Interrupt Remapping 已启用，取决于硬件和内核，详细的消息可能会有所不同。

想要直通的设备位于单独的 IOMMU 组中也很重要。可以通过以下命令检查：

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# find /sys/kernel/iommu_groups/ -type l

有些设备（例如带有 HDMI 音频设备的显卡）需要在同一分组以正常工作。

PCI(e) 插槽
有些平台处理 PCI(e) 插槽的方式有所不同，如果没有取得想要的 IOMMU 分组的话可以尝试把设备插在不同的插槽上。

非安全中断
对于一些平台，有可能需要允许非安全中断。可以在 /etc/modprobe.d/ 下创建一个以 .conf 为扩展名的文件：

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options vfio_iommu_type1 allow_unsafe_interrupts=1
请注意，此选项可能会导致系统不稳定。

显卡直通说明

无法在 Proxmox VE 网页界面上通过 NoVNC 或者 SPICE 来显示显卡的帧缓冲区。

当你直通了显卡并且想获得图形输出时，可以直接把显示器物理连接到显卡上，或者在客户机配置远程桌面工具（例如 VNC 和 RDP）。

而如果你只是用显卡来作为硬件加速器，例如使用 OpenCL 或者 CUDA 的话，就不必须连接到显示器。

主机设备直通

最常用的方式是直通一整张 PCI(e) 卡，例如显卡或者网卡。

主机配置

这种方式下，主机不可以占用这张。有两种方式来实现：

  • 传递设备 IDs 到 vfio-pci 模块的选项中，把以下代码

    1
    options vfio-pci ids=1234:5678,4321:8765

    添加到 /etc/modprobe.d/ 下的一个 .conf 为扩展名的文件中。其中设备 IDs 通过以下命令获得：

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    # lspci -nn

  • 将驱动程序列入主机的黑名单以确保设备可以自由绑定直通，把以下代码

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    blacklist DRIVERNAME

    添加到 /etc/modprobe.d/ 下的一个 .conf 为扩展名的文件中。

这两种方式都需要再次 更新 initramfs 并重启主机。

虚拟机配置

切换到虚拟机 硬件 选项卡，点击 添加 - PCI 设备。

配置好需要的选项，点击 **添加**。

以下是选项说明：

  • 所有功能
    如果该设备具有多个功能（例如显卡 01:00.0 和 01:00.1），勾选此选项会一起传递。

  • 主 GPU (x-vga=on|off)
    标记该设备为虚拟机主显卡，勾选后虚拟机将会忽略配置中的 显示 选项。

  • PCI-Express (pcie=on|off)
    告诉 Proxmox VE 使用 PCIe 还是 PCI 端口。一些设备组合需要 PCIe 而非 PCI。PCIe 只在 q35 机型上有效。

  • ROM-Bar (rombar=on|off)
    使固件 ROM 对客户机可见。默认已勾选，有些 PCI(e) 设备需要禁用。

也可以通过命令行，在虚拟机配置中设置 hostpciX 选项：

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# qm set <VMID> -hostpci0 01:00.0

有些参数可能需要设置，见上述 选项说明，额外有一个 romfile=<path> 参数，可以指定设备使用的 ROM 文件，参数值为 /usr/share/kvm/ 的相对路径。

举例

以下是把显卡直通为虚拟机主显卡的设置：

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# qm set <VMID> -hostpci0 01:00,x-vga=1,pcie=1

注意事项

当直通显卡时，为了达到最高兼容性，请使用 q35 作为机器类型，BIOS 使用 OVMF (EFI) 替换 SeaBIOS，并勾选 PCI-Express。注意，如果想使用 OVMF 来直通显卡，那么显卡需要有一个 EFI 兼容的 ROM，否则请选择 SeaBIOS。

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