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割り当てに使用される PCI デバイスを特定します。利用可能な PCI デバイスを一覧表示するには、lspci コマンドを使用します。grep で lspci の出力を絞り込むことができます。
   この例では、以下の出力で Ethernet コントローラーを強調表示しています。

   # 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、短い識別子 00:19.0 に表示されます。この PCI デバイスを仮想マシンに割り当てるには、virsh が使用する完全な ID を確認する必要があります。
   これを行うには、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タイプのデバイス(pci)のデバイスを一覧表示します。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。
   以下の例は、短い識別子 00:19.0 で Ethernet 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 ID 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 ダンプコンテンツ

   
   # 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と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場合があります。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、ゲストに割り当てられるようにグループ内のすべてのデバイスに対して要求される必要があります。これは、追加のエンドポイントをゲストに割り当てたり、virsh nodedev-detach を使用してホストドライバーから切り離したりして実行できます。1 つのグループ内に含まれているデバイスは、複数のゲスト間で分割したり、ホストとゲストの間で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、ブリッジなどのエンドポイント以外のデバイスは、ホストドライバーから分離されず、エンドポイントの割り当てに干渉しません。

   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、個別の「アドレス」フィールドに提供されます。この情報は、以下を使用して sysfs で確認できます。

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

   この出力例を以下に示します。

   0000:01:00.0  0000:01:00.1

   0000.00.0 をゲストに割り当てるには、未使用のエンドポイントは、ゲストを起動する前に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. 必要な設定詳細の決定

   設定ファイルに必要な値については、virsh nodedev-dumpxml pci_0000_00_19_0 コマンドの出力を参照してください。
   このデバイスの例には、bus = 0, slot = 25 および function = 0 の値があります。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、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、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、仮想マシン名と、ゲストの XML ファイルを指定して、virsh attach-device を実行します。

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

   注記

   PCI デバイスには 、デバイスのファームウェアや再起動ドライバー（PXE など）を配信するために、オプションの読み取り専用メモリー （ROM または拡張 ROM など）が含まれる場合があります。通常、これらのオプションの ROM は、PCI デバイス割り当てを使用して物理 PCI デバイスを仮想マシンにアタッチする際に仮想化環境でも機能します。

   ただし、場合によっては、仮想マシンの起動に時間がかかる状況が発生する可能性があるため、デバイスによって配信される事前ブートのドライバーが仮想化と互換性がない可能性があるため、ゲスト OS の起動に失敗する可能性があります。このような場合、Red Hat は、仮想マシンからオプション ROM をマスクすることを推奨します。改善点を報告する場合は、以下のように行います。

   1. ホストで、接続するデバイスに拡張 ROM ベースアドレスレジスター(BAR)があることを確認します。これを行うには、デバイスに lspci -v コマンドを使用し、以下の内容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> 要素の子要素として追加します。

      <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。別のゲストで現在使用中の 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、スペアの音声コントローラーが使用されます。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. 新しいデバイスの追加

   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 で仮想マシンに PCI デバイスの割り当て

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使用される 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、各 PCI デバイスを文字列で識別します。出力を PCI デバイスだけに制限するには、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、および機能の情報は、virsh nodedev-dumpxml コマンドの出力から利用できます。

   # virsh nodedev-dumpxml pci_0000_01_00_0

   図16.6 PCI デバイスファイルの内容

   
   <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、そのすべてがゲストに割り当てられていることがない場合は、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 グループに関する詳細は、「virsh で PCI デバイスの割り当て」 の 注記 を参照してください。

2. デバイスの追加

   virsh nodedev コマンドの PCI ID 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

   ゲストの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 を使用するゲストから PCI デバイスの切断

1. デバイスの割り当て解除

   次のコマンドを使用して、ゲストの XML ファイルで削除することで、ゲストから PCI デバイスの割り当てを解除します。

   # virsh detach-device name_of_guest file.xml

2. デバイスをホストに再接続（オプション）

   デバイスが managed モードにある場合は、このステップを省略します。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アタッチします。

   # 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、次のコマンドを実行します。

   # virsh nodedev-reattach pci_0000_01_00_0

   これで、ホストのシステムでこのデバイスが使用できるようになります。

手順16.7 virt-manager を使用したゲストからの PCI デバイスの切断

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てください。Show virtual hardware details ボタンを選択し、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. デバイスの選択と削除

   左側のパネルの仮想デバイスの一覧から、デタッチする 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。これで、ホストのシステムでこのデバイスが使用できるようになります。