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@ntrlmt

VulkanのDocker環境構築方法【NVIDIA GPU利用】

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はじめに

NVIDIA GPUを利用したVulkanのDocker環境構築方法について紹介する。VulkanはOpenGLの後継とされ、UnityやUnreal Engineで採用されている。

動作確認環境

  • Ubuntu 22.04 x86_64
  • NVIDIA Driver Version: 535.274.02
    • CUDA Version: 12.2
  • Docker 29.0.2
    • nvidia-container-toolkit 1.13.5 / 1.18.0

方法

ホストPCの事前準備

ホスト環境に、NVIDIA DriverとCUDAをインストールしておく（参考）。

次に、DockerとNVIDIA Container Toolkitをインストールする。Dockerのインストールは公式の手順を、また、NVIDIA Container Toolkitは、公式の手順をそれぞれ参照してインストールする。

NVIDIA Dockerの設定をする。

sudo vi /etc/docker/daemon.json

既存の /etc/docker/daemon.json に、以下の "runtimes" セクションを追加（または編集）する。

/etc/docker/daemon.json
{
    "runtimes": {
        "nvidia": {
            "path": "nvidia-container-runtime",
            "runtimeArgs": []
        }
    }
}

上記の設定は、CUDAなどを使うには現在は不要だが、Vulkanの設定を反映させるために必要。

Dockerイメージの作成

NVIDIA公式のVulkanのDockerイメージは、Vulkan 1.3-470以降更新されていない。

新しいVulkanのバージョンを使いたい場合は、Ubuntu 22.04をベースとするか、CUDAを利用したい場合は、NVIDIA公式のCUDAのDockerイメージをベースとしてDockerfileを作成する。

ホストのCUDA環境より新しいバージョンは動作しないので、ホストのCUDA環境に応じてベースのイメージは変更すること。

例：Ubuntu 22.04+CUDA12.2+Vulkan

FROM nvidia/cuda:12.2.2-cudnn8-devel-ubuntu22.04
# CUDAが不要な場合はこちらを利用
# FROM ubuntu:22.04

# Set environment variables
ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive
ENV PYTHONUNBUFFERED=1
ENV NVIDIA_VISIBLE_DEVICES all
ENV NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES all

# Install OpenGL development libraries
RUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends \
        pkg-config \
        libglvnd-dev \
        libgl1-mesa-dev \
        libegl1-mesa-dev \
        libgles2-mesa-dev && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# Install GUI + Vulkan dependencies missing from the dev-slim image.
RUN apt-get update \
    && DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y --no-install-recommends \
        ca-certificates \
        libasound2 \
        libglvnd0 \
        libgl1 \
        libglx0 \
        libglib2.0-0 \
        libglu1-mesa \
        libgtk-3-0 \
        libsm6 \
        libx11-xcb1 \
        libxcursor1 \
        libxi6 \
        libxkbcommon-x11-0 \
        libxrandr2 \
        libxtst6 \
        libxext6 \
        mesa-utils \
        mesa-vulkan-drivers \
        libvulkan1 \
        vulkan-tools \
        x11-apps \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

CMD ["/bin/bash"]

Dockerfileをビルドする。

docker build -t {image_name}:{tag_name} .

例: Ubuntu 22.04+CUDA12.2の場合

docker build -t vulkan:cuda12.2-ubuntu22.04 .

動作確認

vulkaninfoコマンドで動作確認する。

例: Ubuntu 22.04+CUDA12.2の場合

docker run --rm --runtime=nvidia \
           -e NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all \
           -e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all \
           -e VK_ICD_FILENAMES=/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json \
           vulkan:cuda12.2-ubuntu22.04 vulkaninfo | grep NVIDIA

NVIDIAのGPUが使われていることが確認できれば成功。

'DISPLAY' environment variable not set... skipping surface info
WARNING: [Loader Message] Code 0 : terminator_CreateInstance: Failed to CreateInstance in ICD 1.  Skipping ICD.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
                GPU id = 0 (NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti)
                GPU id = 0 (NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti)
                GPU id = 0 (NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti)
VK_LAYER_NV_optimus (NVIDIA Optimus layer) Vulkan version 1.3.242, layer version 1:
                GPU id = 0 (NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti)
                        NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (ID: 0)
                NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (ID: 0):
                                NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (ID: 0)
        deviceName        = NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti
        driverID           = DRIVER_ID_NVIDIA_PROPRIETARY
        driverName         = NVIDIA
        driverID                                             = DRIVER_ID_NVIDIA_PROPRIETARY
        driverName                                           = NVIDIA
        driverID           = DRIVER_ID_NVIDIA_PROPRIETARY
        driverName         = NVIDIA
        driverID                                             = DRIVER_ID_NVIDIA_PROPRIETARY
        driverName                                           = NVIDIA

エラー、警告メッセージについて

  • 'DISPLAY' environment variable not set... skipping surface info
    • GUIコンテナを起動するオプションを有効にすると解消される
  • error: XDG_RUNTIME_DIR not set in the environment.
    • X11アプリでは無視して問題ない
    • Wayland を使う場合のみ必要

実際に、VulkanのアプリをDockerコンテナで利用する際は、GUIコンテナを起動するオプションを追加する（参考）。

例：

docker run -it --rm \
    --runtime nvidia \
    -e NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all \
    -e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all \
    -e VK_ICD_FILENAMES=/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json \
    -e DISPLAY=$DISPLAY \
    -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix:rw \
    {your_vulkan_image}:{your_vulkan_tag}

まとめ

NVIDIA GPUを利用したVulkanのDocker環境構築方法について紹介した。Vulkanを利用するアプリの環境構築の際に参考にしてほしい。

トラブルシューティング

WARNING: [Loader Message] Code 0 : terminator_CreateInstance: Failed to CreateInstance in ICD 1. Skipping ICD.

原因

NVIDIA以外のVulkanドライバが動作していない警告（無視しても問題ない）。

対策

export VK_ICD_FILENAMES=/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.jsonをして、NVIDIAに限定することで警告は消える。

Cannot create Vulkan instance.

エラーメッセージ

Cannot create Vulkan instance.
This problem is often caused by a faulty installation of the Vulkan driver or attempting to use a GPU that does not support Vulkan.
ERROR at /vulkan-sdk/1.3.204.1/source/Vulkan-Tools/vulkaninfo/vulkaninfo.h:649:vkCreateInstance failed with ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER

原因

Vulkanのランタイム情報がコンテナに渡っていない。

対策

コンテナ起動時に--runtime=nvidiaを指定する。

Code 0 : loader_scanned_icd_add: Could not get 'vkCreateInstance' via 'vk_icdGetInstanceProcAddr' for ICD libGLX_nvidia.so.0 Cannot create Vulkan instance.

エラーメッセージ

ERROR: [Loader Message] Code 0 : loader_scanned_icd_add: Could not get 'vkCreateInstance' via 'vk_icdGetInstanceProcAddr' for ICD libGLX_nvidia.so.0 Cannot create Vulkan instance. This problem is often caused by a faulty installation of the Vulkan driver or attempting to use a GPU that does not support Vulkan. ERROR at ./vulkaninfo/vulkaninfo.h:649:vkCreateInstance failed with ERROR_INCOMPATIBLE_DRIVER

原因

OpenGLのライブラリが不足している。

対策

libegl1をインストールする。

RUN apt-get update && \
    apt-get install -y --no-install-recommends \
       libegl1 \
       libxext6 \

ERROR: [Loader Message] Code 0 : loader_get_json: Failed to open JSON file /usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json

原因

/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.jsonがコンテナ内に存在しない（ホストPCには存在する）。

対策

--runtime=nvidiaをつけてVulkan対応のDockerイメージを起動する。

runtimeの設定がない場合は/etc/docker/daemon.jsonに追記する。

  • /etc/docker/daemon.json
    • 以下がない場合は追記
      /etc/docker/daemon.json
      {
  "runtimes": {
    "nvidia": {
      "path": "nvidia-container-runtime",
      "runtimeArgs": []
    }
  }
}
    • 以下が入っている場合は削除 
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]

上記で解決しない場合は、コンテナ起動時に、ホストの/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.jsonをコンテナ内にマウントする。

例：

docker run --rm --runtime=nvidia \
           -e NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=all \
           -e NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=all \
           -e VK_ICD_FILENAMES=/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json \
           -v /usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json:/usr/share/vulkan/icd.d/nvidia_icd.json:ro \
           vulkan:cuda12.2-ubuntu22.04 vulkaninfo | grep NVIDIA

参考

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