Ahn9807: 새 문서: 분류: 가상화 == 개요 == PCI Passthrough는 PCI Express장비를 호스트 커널을 거치지 않고, Guest OS에 직접 전달하는 가상화의 한 방식이다. PCI Passthrough를 사용하게 되면 Guest OS는 추가적인 Virtualization overhead없이 PCI장비에 직접 I/O request를 날릴 수 있게 되어 성능상의 이점을 가져올 수 있다. 보통 GPU, Network NIC, NVMe Storage처럼 퍼포먼스가 중요한 장비들을 오버헤드 없이...

2024-04-01T11:09:17Z

새 문서: 분류: 가상화 == 개요 == PCI Passthrough는 PCI Express장비를 호스트 커널을 거치지 않고, Guest OS에 직접 전달하는 가상화의 한 방식이다. PCI Passthrough를 사용하게 되면 Guest OS는 추가적인 Virtualization overhead없이 PCI장비에 직접 I/O request를 날릴 수 있게 되어 성능상의 이점을 가져올 수 있다. 보통 GPU, Network NIC, NVMe Storage처럼 퍼포먼스가 중요한 장비들을 오버헤드 없이...

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[[분류: 가상화]]

== 개요 ==
PCI Passthrough는 [[PCI Express]]장비를 호스트 커널을 거치지 않고, Guest OS에 직접 전달하는 가상화의 한 방식이다. PCI Passthrough를 사용하게 되면 Guest OS는 추가적인 Virtualization overhead없이 PCI장비에 직접 I/O request를 날릴 수 있게 되어 성능상의 이점을 가져올 수 있다. 보통 GPU, Network NIC, NVMe Storage처럼 퍼포먼스가 중요한 장비들을 오버헤드 없이 GuestOS가 사용할 수 있도록 하기 위해서 사용된다.

PCI Passthrough를 사용하기 위해서 리눅스 커널은 VFIO라는 API를 User-level에 제공한다. VFIO를 사용하면 user-level program은 PCI 장비에 직접 접근할 수 있는 권한을 얻을 수 있다. 이때 PCI는 Physical address가 필요함으로 User-level address를 안전하게 PCI의 address로 translation해주어야 한다. 이를 위해서 [[IOMMU]]를 통해서 자동으로 Guest PCI Address를 Host PCI Address로 변환해 준다.

== 리눅스 ==
=== PCI Device configuration ===
grub configuration을 다음과 같이 수정한다.
sudo vi /etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX="intel_iommu=on iommu=pt vfio_iommu_type1 allow_unsafe_interrupts=1 vfio-pci.ids=8086:2700"
* intel_iommu=on: passthrough를 사용하게 하는 옵션으로 필수적으로 사용해야 한다.
* iommu=pt: passthrough로 사용되는 장치만 IOMMU를 사용하게 하는 옵션이다.
* vfio_iommu_type1 allow_unsafe_interrupts=1: 하드웨어가 인터럽트 리매핑을 허용하지 않는 경우 강제적으로 unsafe interrupts를 허용하게 한다. 이는 MSI보안 취약점이 있기에 기본적으로는 꺼져있다.
* vfio-pci.ids=8086:2700: 부팅시에 Passthrough로 사용할 하드웨어 장비의 PCI번호를 적는다. 추후에 external tool로 추가할 수도 있으나, 특정 하드웨어를 지속적으로 passthrough로 사용할 경우, 부팅시에 바로 passthrough모드로 작동되도록 하는 옵션이다.

여기서 PCI 번호는
lspci -nn 으로 확인할 수 있다.

정상적으로 연결되면, dmesg가 다음과 같이 표기되며,
<syntaxhighlight lang=bash>
➜ ~ dmesg | grep -i vfio
[ 0.000000] Command line: BOOT_IMAGE=/vmlinuz-6.4.0-rc5+ root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro pti=off intel_iommu=on iommu=pt vfio-pci.ids=8086:2700
[ 0.188367] Kernel command line: BOOT_IMAGE=/vmlinuz-6.4.0-rc5+ root=/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ro pti=off intel_iommu=on iommu=pt vfio-pci.ids=8086:2700
[ 13.417405] VFIO - User Level meta-driver version: 0.3
[ 13.417544] vfio_pci: add [8086:2700[ffffffff:ffffffff]] class 0x000000/00000000
</syntaxhighlight>

lspci -k
라 하였을때, 정상적으로 '''Kernel driver in use: vfio-pci'''로 표기된다.

=== Virtual machine configuration ===
최종적으로 Virtual machine에서 사용하기 위해서는 '''qemu''' 아규먼트로 '''-device vfio-pci,host=65:00.0'''인자를 제공하면 된다. 여기서 65:00.0는 lspci -k로 확인하여 나오는 PCI index로 채워넣으면 된다.
QEMU_ARGS="-enable-kvm -s -cpu host -nographic -vnc localhost:2 -m 16G -smp 28 -drive format=raw,file=$INSTALL_PATH/disk.img,if=virtio,cache=none -net nic -net user,hostfwd=tcp::2223-:22 -device vfio-pci,host=65:00.0"

PCI Passthrough - 편집 역사