手順16.3 virsh でゲスト仮想マシンへの PCI デバイスの割り当て

1. デバイスの特定

   まず、仮想マシンへのデバイスの割り当て用に指定された PCI デバイスを特定します。lspci コマンドを使用して、利用可能な PCI デバイスを一覧表示します。lspci の出力を改良できます。
   この例では、以下の出力で強調表示されているイーサネットコントローラーを使用します。

   # lspci | grep Ethernet
   00:19.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82567LM-2 Gigabit Network Connection
   01:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)
   01:00.1 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)

   このイーサネットコントローラーは、ショート識別子 00:19.0 で表示されます。この PCI デバイスを仮想マシンに割り当てるには、virsh で使用される全識別子を検出する必要があります。
   これには、virsh nodedev-list コマンドを使用して、ホストマシンに接続されている特定のタイプ(pci)のデバイスの一覧を表示します。次に、使用するデバイスの短い識別子にマップする文字列の出力を確認します。
   この例は、短い識別子 00:19.0 でイーサネットコントローラーにマップする文字列を示しています。: および. 文字は、完全な識別子のアンダースコアに置き換えられます。

   # virsh nodedev-list --cap pci
   pci_0000_00_00_0
   pci_0000_00_01_0
   pci_0000_00_03_0
   pci_0000_00_07_0
   pci_0000_00_10_0
   pci_0000_00_10_1
   pci_0000_00_14_0
   pci_0000_00_14_1
   pci_0000_00_14_2
   pci_0000_00_14_3
   pci_0000_00_19_0
   pci_0000_00_1a_0
   pci_0000_00_1a_1
   pci_0000_00_1a_2
   pci_0000_00_1a_7
   pci_0000_00_1b_0
   pci_0000_00_1c_0
   pci_0000_00_1c_1
   pci_0000_00_1c_4
   pci_0000_00_1d_0
   pci_0000_00_1d_1
   pci_0000_00_1d_2
   pci_0000_00_1d_7
   pci_0000_00_1e_0
   pci_0000_00_1f_0
   pci_0000_00_1f_2
   pci_0000_00_1f_3
   pci_0000_01_00_0
   pci_0000_01_00_1
   pci_0000_02_00_0
   pci_0000_02_00_1
   pci_0000_06_00_0
   pci_0000_07_02_0
   pci_0000_07_03_0

   使用するデバイスにマップする PCI デバイス番号を記録します。これは他のステップで必要になります。

2. デバイス情報の確認

   ドメイン、バス、および機能に関する情報は、virsh nodedev-dumpxml コマンドの出力から利用できます。

   図16.1 ダンプの内容

   
   # virsh nodedev-dumpxml pci_0000_00_19_0
   <device>
     <name>pci_0000_00_19_0</name>
     <parent>computer</parent>
     <driver>
       <name>e1000e</name>
     </driver>
     <capability type='pci'>
       <domain>0</domain>
       <bus>0</bus>
       <slot>25</slot>
       <function>0</function>
       <product id='0x1502'>82579LM Gigabit Network Connection</product>
       <vendor id='0x8086'>Intel Corporation</vendor>
       <iommuGroup number='7'>
         <address domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x19' function='0x0'/>
       </iommuGroup>
     </capability>
   </device>
   

   注記

   IOMMU グループは、IOMMU の観点からデバイスの可視性および分離に基づいて決定されます。各 IOMMU グループには 1 つ以上のデバイスが含まれることがあります。複数のデバイスが存在する場合、IOMMU グループ内のすべてのエンドポイントは、ゲストに割り当てるグループ内のデバイスについて要求する必要があります。これは、追加のエンドポイントをゲストに割り当てるか、virsh nodedev-detach を使用してホストドライバーからデタッチして実行できます。1 つのグループに含まれるデバイスは、複数のゲスト間で分割したり、ホストとゲストに分割したりすることはできません。PCIe ルートポート、スイッチポート、ブリッジなどの非エンドポイントデバイスは、ホストドライバーから切り離してはならず、エンドポイントの割り当てを干渉しません。

   IOMMU グループ内のデバイスは、virsh nodedev-dumpxml 出力の iommuGroup セクションを使用して判断できます。グループの各メンバーは、別個の "address" フィールドで提供されます。この情報は、次の使用による sysfs にも記載されています。

   $ ls /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/iommu_group/devices/

   以下のような出力があります。

   0000:01:00.0  0000:01:00.1

   ゲストに 0000.01.00.0 のみを割り当てるには、ゲストを起動する前に未使用のエンドポイントをホストからデタッチする必要があります。

   $ virsh nodedev-detach pci_0000_01_00_1

3. 必要な設定情報の確認

   設定ファイルに必要な値は、virsh nodedev-dumpxml pci_0000_00_19_0 コマンドの出力を参照してください。
   デバイスの例の値は bus = 0, slot = 25 および function = 0 です。10 進数設定では、以下の 3 つの値を使用します。

   bus='0'
   slot='25'
   function='0'

4. 設定の詳細の追加

   virsh edit を実行して仮想マシン名を指定し、<devices> セクションにデバイスエントリーを追加します。PCI デバイスをゲスト仮想マシンに割り当てます。以下に例を示します。

   # virsh edit guest1-rhel7-64

   図16.2 PCI デバイスの追加

   
   <devices>
   	[...]
    <hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
      <source>
         <address domain='0' bus='0' slot='25' function='0'/>
      </source>
    </hostdev>
    [...]
   </devices>
   

   または、virsh attach-device を実行して、仮想マシン名とゲストの XML ファイルを指定します。

   virsh attach-device guest1-rhel7-64 file.xml

   注記

   PCI デバイスには、オプションの読み取り専用メモリー(ROM)モジュール （オプション ROM または拡張 ROM とも呼ばれる）が含まれており、デバイスのファームウェアやブートドライバー（PXE など）を配信することができます。通常、PCI デバイスの割り当てを使用して物理 PCI デバイスを仮想マシンに割り当てる際に、このオプション ROM も仮想化環境で機能します。

   ただし、オプション ROM は不要な場合があり、これにより仮想マシンが起動速度が遅くなったり、デバイスが提供するブート前のドライバーが仮想化と互換性のない可能性があります。これにより、ゲスト OS の起動が失敗する可能性があります。このような場合、Red Hat は、仮想マシンから ROM オプションをマスクさせることを推奨します。これを行うには、以下の手順を実施します。

   1. ホストで、割り当てるデバイスに BAR（拡張 ROM ベースアドレスレジスター）があることを確認します。これには、デバイスの lspci -v コマンドを使用して、以下を含む行の出力を確認します。

      Expansion ROM at

   2. <rom bar='off'/> 要素をゲストの XML 設定の <hostdev> 要素の子として追加します。

      <hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
        <source>
           <address domain='0' bus='0' slot='25' function='0'/>
        </source>
        <rom bar='off'/>
      </hostdev>
      

5. 仮想マシンの起動

   # virsh start guest1-rhel7-64

手順16.4 virt-manager でゲスト仮想マシンへの PCI デバイスの割り当て

1. ハードウェア設定を開く

   ゲスト仮想マシンを開き、ハードウェアの追加 ボタンをクリックして、新しいデバイスを仮想マシンに追加します。

   図16.3 仮想マシンのハードウェア情報ウィンドウ

   

2. PCI デバイスの選択

   左側のハードウェア一覧から PCI Host Device を選択します。
   未使用の PCI デバイスを選択します。別のゲストから現在使用されている PCI デバイスを選択すると、エラーが発生することに注意してください。この例では、予備のオーディオコントローラーを使用しています。Finish をクリックして設定を完了します。

   図16.4 Add new virtual hardware ウィザード

   

3. 新規デバイスの追加

   設定が完了し、ゲスト仮想マシンが PCI デバイスに直接アクセスできるようになりました。

   図16.5 仮想マシンのハードウェア情報ウィンドウ

   

手順16.5 virt-install で PCI デバイスの仮想マシンへの割り当て

1. デバイスの特定

   ゲスト仮想マシンへのデバイス割り当てに指定される PCI デバイスを特定します。

   # lspci | grep Ethernet
   00:19.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82567LM-2 Gigabit Network Connection
   01:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)
   01:00.1 Ethernet controller: Intel Corporation 82576 Gigabit Network Connection (rev 01)

   virsh nodedev-list コマンドは、システムに接続されているすべてのデバイスを一覧表示し、文字列とともに各 PCI デバイスを識別します。出力を PCI デバイスのみに制限するには、以下のコマンドを入力します。

   # virsh nodedev-list --cap pci
   pci_0000_00_00_0
   pci_0000_00_01_0
   pci_0000_00_03_0
   pci_0000_00_07_0
   pci_0000_00_10_0
   pci_0000_00_10_1
   pci_0000_00_14_0
   pci_0000_00_14_1
   pci_0000_00_14_2
   pci_0000_00_14_3
   pci_0000_00_19_0
   pci_0000_00_1a_0
   pci_0000_00_1a_1
   pci_0000_00_1a_2
   pci_0000_00_1a_7
   pci_0000_00_1b_0
   pci_0000_00_1c_0
   pci_0000_00_1c_1
   pci_0000_00_1c_4
   pci_0000_00_1d_0
   pci_0000_00_1d_1
   pci_0000_00_1d_2
   pci_0000_00_1d_7
   pci_0000_00_1e_0
   pci_0000_00_1f_0
   pci_0000_00_1f_2
   pci_0000_00_1f_3
   pci_0000_01_00_0
   pci_0000_01_00_1
   pci_0000_02_00_0
   pci_0000_02_00_1
   pci_0000_06_00_0
   pci_0000_07_02_0
   pci_0000_07_03_0

   PCI デバイス番号を記録します。この数字は他のステップで必要になります。
   ドメイン、バス、および機能に関する情報は、virsh nodedev-dumpxml コマンドの出力から確認できます。

   # virsh nodedev-dumpxml pci_0000_01_00_0

   図16.6 PCI デバイスファイルのコンテンツ

   
   <device>
     <name>pci_0000_01_00_0</name>
     <parent>pci_0000_00_01_0</parent>
     <driver>
       <name>igb</name>
     </driver>
     <capability type='pci'>
       <domain>0</domain>
       <bus>1</bus>
       <slot>0</slot>
       <function>0</function>
       <product id='0x10c9'>82576 Gigabit Network Connection</product>
       <vendor id='0x8086'>Intel Corporation</vendor>
       <iommuGroup number='7'>
         <address domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x19' function='0x0'/>
       </iommuGroup>
     </capability>
   </device>
   

   注記

   IOMMU グループに複数のエンドポイントがあり、それらすべてがゲストに割り当てられていない場合は、ゲストを起動する前に以下のコマンドを実行して、ホストから他のエンドポイントを手動でデタッチする必要があります。

   $ virsh nodedev-detach pci_0000_00_19_1

   IOMMU 注記 「virsh を使用した PCI デバイスの割り当て」 を参照してください。

2. デバイスの追加

   virsh nodedev コマンドの出力を --host-device パラメーターの値として使用します。

   virt-install \
   --name=guest1-rhel7-64 \
   --disk path=/var/lib/libvirt/images/guest1-rhel7-64.img,size=8 \
   --vcpus=2 --ram=2048 \
   --location=http://example1.com/installation_tree/RHEL7.0-Server-x86_64/os \
   --nonetworks \
   --os-type=linux \
   --os-variant=rhel7
   --host-device=pci_0000_01_00_0

3. インストールを完了する

   ゲストインストールを完了します。PCI デバイスがゲストに接続されている。

手順16.6 virsh でゲストから PCI デバイスのデタッチ

1. デバイスの接続を解除します。

   ゲストの XML ファイルを削除して、以下のコマンドで PCI デバイスをゲストから切断します。

   # virsh detach-device name_of_guest file.xml

2. ホストへのデバイスの再接続（オプション）

   デバイスが managed モードの場合は、この手順を省略します。デバイスは、自動的にホストに戻ります。
   デバイスが managed モードを使用していない場合は、以下のコマンドを使用して PCI デバイスをホストマシンに再接続します。

   # virsh nodedev-reattach device

   たとえば、pci_0000_01_00_0 デバイスをホストに再アタッチするには、以下のコマンドを実行します。

   # virsh nodedev-reattach pci_0000_01_00_0

   デバイスがホストで利用できるようになりました。

手順16.7 virt-manager を使用した PCI デバイスのゲストからの接続解除

1. 仮想ハードウェアの詳細画面を開く

   virt-manager で、デバイスが含まれる仮想マシンをダブルクリックします。Show virtual hardware details ボタンを選択して、仮想ハードウェアの一覧を表示します。

   図16.7 仮想ハードウェアの詳細ボタン

   

2. デバイスの選択および削除

   左側パネルの仮想デバイスの一覧より、接続を解除する PCI デバイスを選択します。

   図16.8 デタッチする PCI デバイスの選択

   
   削除 ボタンをクリックして確定します。デバイスがホストで利用できるようになりました。