码上星辰的技术札记

外观

飞牛虚拟机开启IOMMU硬件直通

约 1453 字大约 5 分钟

飞牛OS虚拟机

2025-4-03

本文将详细介绍如何在飞牛OS中开启IOMMU硬件直通功能，解决虚拟机硬件直通的配置问题。

概述

IOMMU（Input-Output Memory Management Unit）是一种硬件功能，允许虚拟机直接访问物理硬件设备，实现硬件直通。在飞牛OS中，即使主板BIOS已开启IOMMU选项，系统可能仍显示未启用，这通常是因为内核参数配置不正确导致的。

什么是IOMMU硬件直通

  • Intel VT-d：Intel的虚拟化技术，支持设备直通
  • AMD-Vi：AMD的IOMMU实现，提供类似功能
  • 硬件直通：允许虚拟机独占使用物理硬件设备
  • 性能优势：接近原生硬件性能，特别适用于GPU直通

适用场景

  • 虚拟机GPU直通（游戏、渲染）
  • 网卡直通（高性能网络）
  • 存储设备直通
  • 其他PCIe设备直通

系统要求

在开始配置之前，请确保您的环境满足以下要求：

硬件要求

  • CPU支持：Intel VT-d 或 AMD-Vi 技术
  • 主板支持：BIOS/UEFI中有IOMMU相关选项
  • 内存：建议8GB以上（用于宿主机和虚拟机）

软件要求

  • 飞牛OS系统
  • SSH访问权限
  • 管理员权限

前置条件

请确保在主板BIOS/UEFI设置中已经开启了以下选项：

  • Intel VT-d（Intel平台）或 AMD-Vi（AMD平台）
  • Virtualization Technology
  • IOMMU Support

常见问题说明

很多用户遇到的问题是：明明主板已经开启了IOMMU选项，但飞牛OS仍然显示IOMMU未启用。这主要是因为飞牛OS默认没有在内核启动参数中启用IOMMU功能。

配置步骤

  1. 开启飞牛OS的SSH服务

    首先需要在飞牛OS管理界面中开启SSH服务：

    开启SSH服务

    SSH连接信息

    • 默认端口：22
    • 用户名：通常为admin或root
    • 密码：飞牛OS管理员密码

  2. SSH登录并获取管理员权限

    使用SSH工具连接到飞牛OS，然后切换到管理员模式：

    # 切换到管理员模式
sudo -i

    密码输入

    输入密码时不会显示字符，这是正常的安全机制。输入完成后直接按回车键即可。

  3. 编辑GRUB配置文件

    使用nano编辑器打开GRUB配置文件：

    nano /etc/default/grub

    找到 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 行，在引号内添加IOMMU参数。

  4. 添加IOMMU内核参数

    根据您的CPU类型添加相应的参数：

    Intel处理器：

    intel_iommu=on iommu=pt

    AMD处理器：

    amd_iommu=on iommu=pt

    GRUB配置示例

    参数说明

    • intel_iommu=on 或 amd_iommu=on：启用IOMMU功能
    • iommu=pt：设置IOMMU为直通模式，提供更好的性能

  5. 保存配置文件

    完成编辑后，保存并退出nano编辑器：

    # 保存并退出的步骤：
# 1. 按 Ctrl+X
# 2. 按 Y 确认保存
# 3. 按 Enter 确认文件名

  6. 更新内核配置并重启

    执行以下命令更新GRUB配置和内核：

    # 更新GRUB配置
sudo update-grub

# 更新initramfs
sudo update-initramfs -u -k all

# 重启系统
sudo reboot

    重启提醒

    系统重启后，IOMMU功能才会生效。请确保保存了所有重要工作。

验证配置

检查IOMMU状态

重启完成后，可以通过以下方法验证IOMMU是否成功启用：

# 检查IOMMU是否启用
dmesg | grep -i iommu

# 检查IOMMU组
find /sys/kernel/iommu_groups/ -type l

# 查看可直通的设备
lspci -nn

飞牛OS界面确认

在飞牛OS的虚拟机管理界面中，您应该能看到IOMMU硬件直通功能已经启用：

IOMMU启用成功

成功标志

  • 虚拟机创建界面显示硬件直通选项
  • 可以看到可直通的PCIe设备列表
  • 系统日志中显示IOMMU相关信息

故障排除

常见问题

IOMMU仍未启用

可能原因：

  • BIOS/UEFI中IOMMU选项未开启
  • 内核参数添加位置错误
  • CPU不支持IOMMU功能

解决方案：

# 检查CPU是否支持IOMMU
grep -E "(vmx|svm)" /proc/cpuinfo

# 检查当前内核参数
cat /proc/cmdline

# 重新编辑GRUB配置
nano /etc/default/grub
设备无法直通

可能原因：

  • 设备被宿主机驱动占用
  • IOMMU组配置问题
  • 设备不支持直通

解决方案：

# 查看设备IOMMU组
lspci -nn | grep -i vga
find /sys/kernel/iommu_groups/ -type l | grep <设备ID>

# 解绑设备驱动（谨慎操作）
echo "<设备ID>" > /sys/bus/pci/devices/<设备路径>/driver/unbind
虚拟机性能不佳

可能原因：

  • 未启用直通模式
  • 内存配置不当
  • CPU亲和性设置问题

解决方案：

  • 确保使用 iommu=pt 参数
  • 为虚拟机分配足够的内存
  • 配置CPU核心绑定

恢复默认配置

如需恢复到默认配置：

# 编辑GRUB配置
sudo nano /etc/default/grub

# 移除IOMMU参数，恢复原始配置
# 更新配置
sudo update-grub
sudo update-initramfs -u -k all
sudo reboot

使用建议

最佳实践

  1. 设备选择：优先选择独立的PCIe设备进行直通
  2. 内存配置：为宿主机保留足够内存（建议至少2GB）
  3. CPU配置：合理分配CPU核心，避免过度分配
  4. 驱动管理：确保虚拟机中安装正确的设备驱动

性能优化

# 启用大页内存（可选）
echo 'vm.nr_hugepages=1024' >> /etc/sysctl.conf

# 设置CPU调度策略（可选）
echo 'kernel.sched_rt_runtime_us=-1' >> /etc/sysctl.conf

配置完成后，您就可以在飞牛OS中使用IOMMU硬件直通功能了！

参考来源

本文参考自：飞牛OS虚拟机已经发布，那么如何开启iommu硬件直通 - 晓旭博客，编写时有改动。