Manjaro部署kvm虚拟机

检测是否支持kvm

CPU是否支持虚拟化

kvm需要宿主机cpu支持虚拟化（inter cpu的VT-x技术、AMD cpu的AMD-v技术）

grep -E "(vmx|svm)" --color=always /proc/cpuinfo

如果输出中有vmx 或者svm就说明支持虚拟化；如果没有任何的输出，说明未开启CPU虚拟化(需到BIOS中开启,不同品牌的开启方式都有所不同，网上都会有教程)或CPU不支持虚拟化(无缘虚拟机)

内核是否支持

KVM模块

zgrep KVM /proc/config.gz

模块设定是y或m，则该模块可用

VirtIO模块

zgrep VIRTIO /proc/config.gz

准/半虚拟化是在全虚拟化的基础上，把客户操作系统进行了修改，增加了一个专门的API，这个API可以将客户操作系统发出的指令进行最优化。
KVM提供Virtio作为hypervisor和来宾之间的一层API。所有的Virtio有两部分组成：主机设备和客户驱动程序
模块设定是y或m，则该模块可用

内核模块是否装载

lsmod | grep kvm
lsmod | grep virtio

若没有返回任何信息，说明没有装载，需要自行装载，控制内核模块装载、卸载的命令由kmod软件包提供

手动装/卸载

sudo modprobe virtio				# 装载内核模块virtio
sudo modprobe -r / rmmod virtio		#卸载内核模块virtio

开机装载
开机时systemd 读取 /etc/modules-load.d/ 中的配置加载额外的内核模块。配置文件名称通常为/etc/modules-load.d/ <-program-> .conf ，配置内容为：一行一个要读取的模块名，而空行以及第一个非空格字符为#或;的行会被忽略

sudo vim /etc/modules-load.d/virtio-mod.conf

添加需要的配置

# Load virtio-net.ko at boot
virtio				#所有virtio设备
#virtio-net			#网络设备
#virtio-blk      	#块设备
#virtio-scsi     	#控制器设备
#virtio-serial      #串行设备

virtio 驱动安装
- 下载页面--->Direct downloads--->Stable（稳定版）

将镜像挂载到虚拟机对未识别设备进行驱动安装即可

安装

KVM在系统内核中，无需安装

安装qemu

Qemu是一个广泛使用的开源计算机仿真器和虚拟机，当作为仿真器时，可以在一种架构(如PC机)下运行另一种架构(如ARM)下的操作系统和程序。通过动态转化，可以获得很高的运行效率。当 QEME 作为虚拟机时，可以使用 xen 或 kvm 访问 CPU 的扩展功能(HVM)，在主机 CPU 上直接执行虚拟客户端的代码，获得接近于真机的性能表现。

sudo pacman -S qemu

安装libvirt

libvirt是Linux上实现虚拟化功能的库，是长期稳定的C语言API，支持KVM/QEMU、Xen、LXC等主流虚拟化方案

sudo pacman -S libvirt virt-manager 	#virt-manager为图形前端

安装网络组件

sudo pacman -S ebtables dnsmasq bridge-utils openbsd-netcat

ebtables 桥接网络管理，用于 default NAT 网络
dnsmasq DHCP DNS 服务，用于 default NAT 网络
bridge-utils 桥接网络管理，用于桥接网络
openbsd-netcat 用于通过 SSH 管理

其他可选包

qemu-arch-extra 其它架构支持
qemu-block-gluster glusterfs block 支持
qemu-block-iscsi iSCSI block 支持
qemu-block-rbd RBD block 支持
samba - SMB/CIFS 服务器支持

配置

启动守护进程

sudo systemctl start libvirtd    	#启动libvirtd进程
sudo systemctl enable libvirtd   	#开机自起

启动 default NAT网络

sudo virsh net-start default

#出现错误可列出网络检查
sudo virsh net-list --all
#若没有任何网络，可手动定义网络；或有网络但ifconfig中没有，且启动错误也可手动添加
sudo virsh net-define /etc/libvirt/qemu/networks/default.xml
#标记为自动启动
sudo virsh net-autostart default

产考

将用户添加到kvm用户组

systemctl start libvirtd    	#启动libvirtd进程
systemctl enable libvirtd   	#开机自起

将用户添加到kvm用户组

sudo usermod -a -G kvm user_name

安装UEFI功能

安装UEFI固件

sudo pacman -S ovmf

配置

配置libvirtd启用UEFI,libvirt需要知道UEFI—>NVRAM中的配置文件映射

sudo vim /etc/libvirt/qemu.conf

找到nvram = [ ]去掉注释，默认的配置文件中NVRAM配置的是ovmf_code.fd文件的路径
查看/usr/share/ovmf/x64/目录下的内容对其进行配置

nvram = [
   "/usr/share/ovmf/x64/OVMF_CODE.fd:/usr/share/ovmf/x64/OVMF_CODE.fd",
]

重启libvirtd

sudo systemctl restart libvirtd

显卡直通（未成功，待研究）

可能踩坑：安装了显卡闭源驱动

通过OVMF实现PCI直通

启用IOMMU

sudo vim /etc/default/grub
#修改GRUB_CMDLINE_LINUX=""
#Intel CPU(VT-d)，使用 intel_iommu=on。
#AMD CPU(AMD-Vi)，使用 amd_iommu=on
#iommu=pt 防止Linux试图接触(touching)无法直通的设备
GRUB_CMDLINE_LINUX="intel_iommu=on iommu=pt"

#更新grub文件
sudo update-grub

重启后检查dmesg 以确认 IOMMU 已经被正确启用

dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU

确保PCI设备被分配到IOMMU组中

创建脚本执行输出PCI 设备是如何被分配到 IOMMU 组之中的，如果没有任何输出，代表没有启用IOMMU支持或你的硬件不支持IOMMU

#!/bin/bash
shopt -s nullglob
for d in /sys/kernel/iommu_groups/*/devices/*; do 
    n=${d#*/iommu_groups/*}; n=${n%%/*}
    printf 'IOMMU Group %s ' "$n"
    lspci -nns "${d##*/}"
done;

隔离GPU

Linux 4.1 开始，内核包括了 vfio-pci 。这是一个 VFIO 驱动程序，与 pci-stub 的作用相同。但它可以在一定程度上控制设备，例如在不使用设备的时候将它们切换到 D3 状态

modinfo vfio-pci

查看显卡信息

./iommu.sh|grep NVIDIA

IOMMU Group 11 01:00.0 3D controller [0302]: NVIDIA Corporation GM108M [GeForce 940MX] [10de:134d] (rev a2)
#ID: 10de:134d
#01:00.0

cat /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/modalias
#pci:v000010DEd0000134Dsv00001025sd00001133bc03sc02i00

加载vfio-pci并将ID参数传递给内核，如果有与该显卡同组（IOMMU Group 11）的设备也要将ID加进去

可通过命令：find /sys/kernel/iommu_groups/ -type l查询同组设备

sudo vim /etc/modprobe.d/vfio.conf
#加入内容，多个ID用 , 分隔
alias pci:v000010DEd0000134Dsv00001025sd00001133bc03sc02i00 vfio-pci
options vfio-pci ids=10de:134d

保证vfio-pci在其他图形驱动之前加载，在initramfs中静态绑定它和它的依赖项。按照vfio_pci，vfio，vfio_iommu_type1，vfio_virqfd 的顺序添加到mkinitcpio。

确保modconf hook在mkinitcpio.conf的 HOOKS 列表中

sudo vim /etc/mkinitcpio.conf
#找到MODULES修改相关参数顺序
MODULES=(... vfio_pci vfio vfio_iommu_type1 vfio_virqfd ...)
#找到HOOKS确保有参数modconf
HOOKS=(... modconf ...)

重新生成initramfs

生成initramfs映像/etc/mkinitcpio.conf并将其保存/boot/linux-custom.img

sudo mkinitcpio -c /etc/mkinitcpio.conf -g /boot/linux-custom.img -k 4.19.69-1-MANJARO

如果修改了/etc/modprobe.d/vfio.conf中的设备ID，就需要重新生成initramfs

重启验证vfio-pci是否已经正确加载并绑定到正确的设备

dmesg | grep -i vfio
#有设备且为ffffffff:ffffffff
#vfio_pci: add [10de:134d[ffffffff:ffffffff]] class 0x000000/00000000

vfio.conf中所绑定的设备（甚至是需要直通的设备）并不一定会出现在 dmesg 的输出之中。有时尽管设备没有出现在 dmesg 的输出中，但实际上在虚拟机中可以被使用

lspci -nnk -d 10de:134d

填坑：解除vfio绑定：还原修改，从新生成initramfs （sudo mkinitcpio -g /boot/initramfs-linux-lily.img -k 4.19.69-1-MANJARO）

产考

使用虚拟机

图形化方式使用

virt-manager

命令方式

创建磁盘镜像

qemu-img create -f qcow2 test.qcow2 40G 	# 动态大小
qemu-img create -f raw test.raw 40G 		# 直接分配大小

创建虚拟机

vir-install \
--name win \
--ram 1024 \
--vcpu 2 \
-f test.qcow2 \
--cdrom win.iso \
--network bridge=cloudbr0 \
--graphics vnc,listen=0.0.0.0,port=5959,password='123456',keymap='en-us' \
--force --autostart

--name 虚拟机名
--ram 内存
--vcpu CPU数
--f 磁盘镜像
--cdrom 安装镜像
--network 网路
--graphics 连接方式

产考：在 Arch Linux (Manjaro) 中使用 KVM 虚拟机

Manjaro部署kvm虚拟机

检测是否支持kvm

CPU是否支持虚拟化

内核是否支持

安装

安装qemu

安装libvirt

安装网络组件

其他可选包

配置

启动守护进程

启动 default NAT网络

将用户添加到kvm用户组

安装UEFI功能

安装UEFI固件

配置

显卡直通 （未成功，待研究）

通过OVMF实现PCI直通

使用虚拟机

图形化方式使用

命令方式

显卡直通（未成功，待研究）