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+Proxmox VEでビデオカードをKVMゲストにパススルーする
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+# はじめに
+Proxmox VEでビデオカードをKVMゲストにパススルーします。UEFI環境に絞って説明するため、UEFIに対応したビデオカードの必要があります。この投稿は下記のページを下敷きにしています。あわせてご覧ください。
+
+- [Pci passthrough \- Proxmox VE](https://pve.proxmox.com/wiki/Pci_passthrough)
+- [OVMF による PCI パススルー \- ArchWiki](https://wiki.archlinuxjp.org/index.php/OVMF_%E3%81%AB%E3%82%88%E3%82%8B_PCI_%E3%83%91%E3%82%B9%E3%82%B9%E3%83%AB%E3%83%BC)
+
+# VMの準備(Windows)
+VMのBIOSはOVMF(UEFI)にしてください。WebUIではオプションタブにあります。
+
+HDDはVirtIOドライバーを入れるまでIDEとし(SATAでも問題ないかもしれません)、SCSI Controller TypeはデフォルトのLSI 53C895Aのままとしてください。
+
+インストール後、安定したのを確認したら[Windows VirtIO Drivers \- Proxmox VE](https://pve.proxmox.com/wiki/Windows_VirtIO_Drivers)を入れ、Linuxと同様にSCSI+VirtIO SCSI singleの構成にしてください。WindowsVMのベストプラクティスは[Category:HOWTO \- Proxmox VE](https://pve.proxmox.com/wiki/Category:HOWTO)を参照。
+
+# VMの準備(Linux)
+Windowsと同じく、VMのBIOSはOVMF(UEFI)にしてください。OVMFの場合、VirtIOの仮想HDDからブートできません。そのためHDDはSCSIとし、SCSI Controller TypeにVirtIO SCSI singleを選んでください。Linuxには最初からVirtIOドライバーが入っているはずです。
+
+LinuxではUEFIでのブートに苦労します。以下Ubuntuの場合について記します。おおむね[Ubuntu 15\.10 インストール(UEFI)その1 \- UEFIのPCにUbuntu 15\.10をインストールする(ライブメディアから起動 〜 EFIシステムパーティションの作成) \- kledgeb](http://kledgeb.blogspot.jp/2015/10/ubuntu-1510-uefi1-uefipcubuntu-1510-efi.html)の手順通りです。
+
+EFIシステムパーティションのサイズは[EFI システムパーティション \- ArchWiki](https://wiki.archlinuxjp.org/index.php/EFI_%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0%E3%83%91%E3%83%BC%E3%83%86%E3%82%A3%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3)で512MiBが推奨されています。
+
+- ライブメディアから起動し、GPartedで仮想HDDにGPTパーティションテーブルを作成する。
+- FAT32で512MiBのパーティションを作成し、仮想HDDへ実際に反映させる。
+- 作成したパーティションにbootおよびespフラグを立てる。
+- デスクトップ上にあるインストーラーを起動する。
+- 「インストールの種類」画面で「それ以外」を選び、パーティションをカスタマイズできるルートに入る。
+- さきほど作成したパーティションに、タイプ欄でEFIが指定されていることを確認する。
+- 1MiBのダミーパーティションを作る。
+- 1024MiB程度のスワップパーティションを終点方に作る。
+- ダミーパーティションを削除する。
+- 残りの領域に、ext4のパーティションを作る。マウントポイントにはルートを指定。
+
+インストールが終わったら再起動せずに、ライブOS上で作業します。端末を立ち上げ次のコマンドを実行します。
+
+```
+sudo mount /dev/sda1 /mnt
+sudo mkdir /mnt/EFI/BOOT
+sudo cp /mnt/EFI/ubuntu/grubx64.efi /mnt/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI
+```
+
+これはOVMFがgrubx64.efiからブートしてくれないため、grubx64.efiをBOOTX64.EFIにコピーするコマンドです。コピーが完了したら再起動します。仮想HDDにインストールしたUbuntuからブートするはずです。
+
+# IOMMUを有効にする
+## 準備
+BIOSでVT-dを有効にしてください。
+
+## 設定
+```
+# nano /etc/default/grub
+GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet"
+
+GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet intel_iommu=on"
+
+# update-grub
+```
+AMDのCPUの場合intel_iommuに代えてamd_iommuとします。update-grubを忘れないでください。
+
+## 確認(要再起動)
+```
+# dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU
+[ 0.000000] DMAR: IOMMU enabled
+```
+
+# x2APICを有効にする
+## 準備
+BIOSでx2APICを有効にしてください。
+
+## 確認
+```
+# dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU
+[ 0.061698] DMAR-IR: x2apic is disabled because BIOS sets x2apic opt out bit.
+[ 0.061699] DMAR-IR: Use 'intremap=no_x2apic_optout' to override the BIOS setting.
+[ 0.063089] DMAR-IR: Enabled IRQ remapping in xapic mode
+```
+BIOSで有効にできなかった場合、このように「x2apic is disabled」と表示されます。その場合、以下の設定を行います。
+
+## 設定
+```
+# nano /etc/default/grub
+GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet intel_iommu=on"
+
+GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet intel_iommu=on intremap=no_x2apic_optout"
+
+# update-grub
+```
+update-grubを忘れないでください。
+
+## 確認(要再起動)
+```
+[ 0.060882] DMAR-IR: Queued invalidation will be enabled to support x2apic and Intr-remapping.
+[ 0.062304] DMAR-IR: Enabled IRQ remapping in x2apic mode
+```
+
+# カーネルモジュールを組み込む
+```
+# echo -e "vfio\nvfio_iommu_type1\nvfio_pci\nvfio_virqfd" >> /etc/modules
+```
+
+# ビデオカードのPCIアドレスを確認する
+```
+# for iommu_group in $(find /sys/kernel/iommu_groups/ -maxdepth 1 -mindepth 1 -type d); do echo "IOMMU group $(basename "$iommu_group")"; for device in $(ls -1 "$iommu_group"/devices/); do echo -n $'\t'; lspci -nns "$device"; done; done
+IOMMU group 1
+ 00:01.0 PCI bridge [0604]: Intel Corporation Sky Lake PCIe Controller (x16) [8086:1901] (rev 07)
+ 01:00.0 VGA compatible controller [0300]: NVIDIA Corporation Device [10de:128b] (rev a1)
+ 01:00.1 Audio device [0403]: NVIDIA Corporation GK208 HDMI/DP Audio Controller [10de:0e0f] (rev a1)
+```
+
+# ビデオカードをvfio-pciに渡す
+## 設定
+```
+# echo options vfio-pci ids=10de:128b,10de:0e0f > /etc/modprobe.d/vfio.conf
+```
+
+## 確認(要再起動)
+```
+# dmesg | grep -i vfio
+[ 2.013295] VFIO - User Level meta-driver version: 0.3
+[ 2.039844] vfio_pci: add [10de:128b[ffff:ffff]] class 0x000000/00000000
+[ 2.055799] vfio_pci: add [10de:0e0f[ffff:ffff]] class 0x000000/00000000
+```
+
+# ビデオカードのドライバーを無効にする
+```
+# echo -e "blacklist radeon\nblacklist nouveau\nblacklist nvidia" >> /etc/modprobe.d/blacklist.conf
+```
+
+# VMにパススルーを設定する
+```
+# nano /etc/pve/nodes/biei/qemu-server/100.conf
+cpu: host
+hostpci0: 01:00.0,x-vga=on
+hostpci1: 01:00.1
+usb0: host=1-3
+usb1: host=1-4
+```
+最近はマシンをq35にし、pcie=1を設定する必要はないようです。
+
+USBのパススルーは[USB physical port mapping \- Proxmox VE](https://pve.proxmox.com/wiki/USB_physical_port_mapping)を参照。
+
+# VMの起動コマンドを確認する
+```
+# qm showcmd 100
+/usr/bin/kvm -id 100 -chardev socket,id=qmp,path=/var/run/qemu-server/100.qmp,server,nowait -mon chardev=qmp,mode=control -pidfile /var/run/qemu-server/100.pid -daemonize -smbios type=1,uuid=a925fcc5-0805-44ad-8b69-c6981816109a -drive if=pflash,format=raw,readonly,file=/usr/share/kvm/OVMF-pure-efi.fd -drive if=pflash,format=raw,file=/tmp/100-OVMF_VARS-pure-efi.fd -name win10 -smp 2,sockets=1,cores=2,maxcpus=2 -nodefaults -boot menu=on,strict=on,reboot-timeout=1000 -vga none -nographic -no-hpet -cpu host,hv_vendor_id=proxmox,hv_spinlocks=0x1fff,hv_vapic,hv_time,hv_reset,hv_vpindex,hv_runtime,hv_relaxed,+kvm_pv_unhalt,+kvm_pv_eoi,kvm=off -m 16384 -k ja -device pci-bridge,id=pci.2,chassis_nr=2,bus=pci.0,addr=0x1f -device pci-bridge,id=pci.1,chassis_nr=1,bus=pci.0,addr=0x1e -device piix3-usb-uhci,id=uhci,bus=pci.0,addr=0x1.0x2 -readconfig /usr/share/qemu-server/pve-usb.cfg -device usb-tablet,id=tablet,bus=uhci.0,port=1 -device vfio-pci,host=01:00.0,id=hostpci0,bus=pci.0,addr=0x10 -device vfio-pci,host=01:00.1,id=hostpci1,bus=pci.0,addr=0x11 -device usb-host,hostbus=1,hostport=3,id=usb0 -device usb-host,hostbus=1,hostport=4,id=usb1 -device virtio-balloon-pci,id=balloon0,bus=pci.0,addr=0x3 -iscsi initiator-name=iqn.1993-08.org.debian:01:cad28f461da5 -drive file=/dev/pve/vm-100-disk-1,if=none,id=drive-ide0,format=raw,cache=none,aio=native,detect-zeroes=on -device ide-hd,bus=ide.0,unit=0,drive=drive-ide0,id=ide0,bootindex=100 -drive file=/var/lib/vz/template/iso/Windows10.iso,if=none,id=drive-ide2,media=cdrom,aio=threads -device ide-cd,bus=ide.1,unit=0,drive=drive-ide2,id=ide2 -netdev type=tap,id=net0,ifname=tap100i0,script=/var/lib/qemu-server/pve-bridge,downscript=/var/lib/qemu-server/pve-bridgedown -device e1000,mac=1A:01:70:2D:27:49,netdev=net0,bus=pci.0,addr=0x12,id=net0 -rtc driftfix=slew,base=localtime -global kvm-pit.lost_tick_policy=discard
+```
+hv_vendor_id=proxmoxはNVIDIAのコード43対策。NVIDIAのWindows用ドライバーは、仮想マシン上であることを検知すると停止するため、それへの対策です。しかし、手元の環境ではこの対策をしていてもコード43を回避できませんでした。
+
+# VMを起動・停止する
+```
+# qm start 100
+# qm stop 100
+```
+WebUIから行っても構いません。めでたくビデオカードをパススルーできるはずです。
+
+# RadeonでVMを再起動できない問題
+RadeonにはVMを再起動できない問題があるようです。手元の環境でもRadeon HD 5450+Windows 10で確認しました。シャットダウンして起動すれば問題ありません。
+
+参考: [ESXi 6\.0u1 GPUパススルーでVM再起動できない問題の解決|HaioH:変遷備忘録](http://silver0480.blog80.fc2.com/blog-entry-411.html)