ArchLinux启用GVTg为KVM虚拟机提供GPU

Z时代
2024-01-10
分类：综合

0x00 环境

我的环境如下：

Kernel: 5.14.12-arch1-1

CPU: Intel i5-8250U

GPU: Intel UHD Graphics 620

QEMU: 6.1.0

0x01 启动GVT-g

1. 添加内核参数

要启用IOMMU、i915，编辑grub文件：

$ sudo vim /etc/default/grub

找到GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT的参数，在后面添加intel_iommu=on和i915.enable_guc=0

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="loglevel=3 intel_iommu=on i915.enable_guc=0"

2. 启用内核模块

要启用kvmgt、vfio-iommu-typ1、mdev

$ sudo modprobe kvmgt vfio-iommu-type1 mdev

3. 添加内核模块参数

在/etc/modprobe.d/目录下创建配置文件来打开GPU虚拟化

$ sudo echo "options i915 enable_gvt=1" >> /etc/modprobe.d/gvt-g.conf

至此，重新启动系统。

$ reboot

4. 查询显卡的GUID

$ lspci -D -nn

找到显卡的GUID，例如 0000:00:02.0

5. 查看mdev支持的类型

$ ls /sys/bus/pci/devices/0000:00:02.0/mdev_supported_types/ i915-GVTg_V5_4 i915-GVTg_V5_8

例如，显示如下两个文件夹，说明启动成功

i915-GVTg_V5_4 i915-GVTg_V5_8

若文件夹为空说明GVT-g没有成功启动。

进入对应目录，查看description文件获取信息

$ cat /sys/bus/pci/devices/0000:00:02.0/mdev_supported_types/i915-GVTg_V5_4/description low_gm_size: 128MB high_gm_size: 512MB fence: 4 resolution: 1920x1200 weight: 4

说明i915-GVTg_V5_4最大支持分辨率1920x1200，显存占用128MB~512MB。

Arch wiki还描述了其他类型：

i915-GVTg_V5_1 # Video memory: <512MB, 2048MB>, resolution: up to 1920x1200

i915-GVTg_V5_2 # Video memory: <256MB, 1024MB>, resolution: up to 1920x1200

i915-GVTg_V5_4 # Video memory: <128MB, 512MB>, resolution: up to 1920x1200

i915-GVTg_V5_8 # Video memory: <64MB, 384MB>, resolution: up to 1024x768

6. 创建一个虚拟GPU设备

使用

$ uuidgen 7d6cff35-231d-4ad2-a9b7-aa53d4d51b1f

来生成一个UUID，用它来标识新建的虚拟显卡

创建设备，这里我选择i915-GVTg_V5_4：

$ echo "7d6cff35-231d-4ad2-a9b7-aa53d4d51b1f" > "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:02.0/mdev_supported_types/i915-GVTg_V5_4/create"

其中GUID编号和mdev类型根据实际情况修改。

0x02 创建虚拟机

1. 使用通常方法创建一个普通虚拟机

使用virtio设备。虚拟机命名为vmname。

2. 添加虚拟显卡

使用

$ virsh edit vmname

vmname替换成创建虚拟机的名称，在<devices>元素中添加

    <hostdev mode="subsystem" type="mdev" managed="no" model="vfio-pci" display="off">
      <source>
        <address uuid="7d6cff35-231d-4ad2-a9b7-aa53d4d51b1f"/>
      </source>
    </hostdev>

uuid要修改成创建虚拟显卡的UUID

3. 图像显示设置

找到<graphics>和<video>元素，删除默认，修改为：

    <graphics type="spice">
      <listen type="none"/>
      <gl enable="yes" rendernode="/dev/dri/by-path/pci-0000:00:02.0-render"/>
    </graphics>
    <video>
      <model type="none"/>
    </video>

pci-后面编号根据实际情况修改。

接着，修改

<domain type="kvm">

为

<domain type="kvm" xmlns:qemu="http://libvirt.org/schemas/domain/qemu/1.0">

在<domain>元素中，在</domain>上方添加：

  <qemu:commandline>
    <qemu:arg value="-set"/>
    <qemu:arg value="device.hostdev0.x-igd-opregion=on"/>
    <qemu:arg value="-set"/>
    <qemu:arg value="device.hostdev0.ramfb=on"/>
    <qemu:arg value="-set"/>
    <qemu:arg value="device.hostdev0.display=on"/>
    <qemu:arg value="-set"/>
    <qemu:arg value="device.hostdev0.driver=vfio-pci-nohotplug"/>
    <qemu:arg value="-set"/>
    <qemu:arg value="device.hostdev0.xres=1920"/>
    <qemu:arg value="-set"/>
    <qemu:arg value="device.hostdev0.yres=1080"/>
  </qemu:commandline>

device.hostdev0.xres和device.hostdev0.yres选项可根据需要调整分辨率，要小于mdev支持的分辨率。

之后启动虚拟机看看。

4. GVT-g自动启动

为了每次启动虚拟都自动启动虚拟显卡，故使用qemu的hook功能。

创建/etc/libvirt/hooks/目录。创建qemu文件，内容如下：

#!/bin/bash
GVT_PCI="0000:00:02.0"
GVT_GUID="7d6cff35-231d-4ad2-a9b7-aa53d4d51b1f"
MDEV_TYPE="i915-GVTg_V5_4"
DOMAIN="vmname"
if [ $# -ge 3 ]; then
    if [ $1 = "$DOMAIN" -a $2 = "prepare" -a $3 = "begin" ]; then
        echo "$GVT_GUID" > "/sys/bus/pci/devices/$GVT_PCI/mdev_supported_types/$MDEV_TYPE/create"
    elif [ $1 = "$DOMAIN" -a $2 = "release" -a $3 = "end" ]; then
        echo 1 > /sys/bus/pci/devices/$GVT_PCI/$GVT_GUID/remove
    fi
fi

其中变量根据实际情况修改