掌握Linux QEMU PCI设备直通技术（一步步实现硬件直通指南）

前提条件

在开始之前，请确保您的系统满足以下要求：

• 硬件支持Intel VT-d或AMD IOMMU技术。
• 已安装Linux内核版本4.1或更高，并启用IOMMU。
• 已安装QEMU和KVM相关软件包。
• 一个可用于直通的PCI设备（如GPU、网卡）。

本设备直通教程将引导您完成整个过程。

步骤一：检查硬件支持

首先，验证您的CPU和主板是否支持IOMMU。在终端中运行以下命令：

    dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU  

如果看到输出，表示IOMMU已启用。否则，需要在BIOS中启用VT-d/IOMMU，并在内核参数中添加intel_iommu=on或amd_iommu=on。

步骤二：配置内核参数

编辑GRUB配置文件，通常位于/etc/default/grub，在GRUB_CMDLINE_LINUX行添加IOMMU参数。例如，对于Intel CPU：

    GRUB_CMDLINE_LINUX="intel_iommu=on iommu=pt"  

保存后，更新GRUB并重启系统：

    sudo update-grubsudo reboot  

步骤三：绑定PCI设备到VFIO驱动

直通设备需要从宿主驱动解绑并绑定到VFIO驱动。首先，找到设备的PCI地址：

    lspci -nn  

记下设备ID（例如：01:00.0）。然后，解绑宿主驱动并绑定到VFIO。假设设备ID为01:00.0：

    echo "0000:01:00.0" | sudo tee /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver/unbindecho "vfio-pci" | sudo tee /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver_overrideecho "0000:01:00.0" | sudo tee /sys/bus/pci/drivers/vfio-pci/bind  

为了持久化，可以配置modprobe和initramfs。

步骤四：配置QEMU虚拟机

在启动QEMU虚拟机时，添加PCI设备直通参数。以下是一个示例命令：

    qemu-system-x86_64 -enable-kvm -m 4096 -hda /path/to/vm.img \n-device vfio-pci,host=01:00.0,multifunction=on  

这样，PCI设备就直通到虚拟机中，实现虚拟化硬件加速。

步骤五：启动虚拟机并验证直通

启动虚拟机后，在虚拟机内部检查设备是否正常工作。例如，对于GPU，可以安装驱动并运行测试程序。

通过以上步骤，您已经成功实现了KVM直通。如果在过程中遇到问题，请参考常见问题部分。

常见问题解答

Q: 直通后宿主系统无法使用设备怎么办？A: 这是正常现象，设备已专用于虚拟机。重启宿主系统可恢复。

Q: 如何直通多个设备？A: 在QEMU命令中添加多个-device vfio-pci参数即可。

结论

PCI设备直通是提升虚拟机性能的强大技术。通过本教程，您应该能够掌握Linux QEMU PCI直通的基本配置。如果您需要更高级的功能，如SR-IOV，请参考相关文档。