[GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

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matman
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[GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 23.05.2011 09:31:15

Hallo, ich will mit KVM eine VM mit einem Linux-Gast installieren, welcher direkten Zugriff auf eine PCI-Karte haben soll. Wie das gehen soll steht kurz und knapp hier ganz gut beschrieben: http://www.linux-kvm.org/page/How_to_as ... T-d_in_KVM Aber leider finde ich auf den KVM-Seiten keine Hinweise, was zu tun ist, wenn es nicht funktioniert. Ich kann zwar im Gast mit lspci die PCI-Karte sehen, aber leider funktioniert sie nicht. Deshalb stehe ich nun mit 2 unbeantworteten Fragen da.

1. Laut dem KVM-HowTo sollte die Ausgabe von dmesg | grep AMD-Vi wie folgt aussehen:

Code: Alles auswählen

AMD-Vi: Enabling IOMMU at 0000:00:00.2 cap 0x40
AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled
AMD-Vi: Initialized for Passthrough Mode
Bei mir hingegen (Debian Squeeze, Kernel 2.6.32-5-amd64) bekomme ich folgenden Output:

Code: Alles auswählen

dmesg | grep AMD-Vi
AMD-Vi: Enabling IOMMU at 0000:00:00.2 cap 0x40
AMD-Vi: device isolation enabled
AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled
Kann es da sein, dass ich noch ein zwingend notwendiges Modul laden muss?

2. Laut lspci hat die PCI-Karte, die ich an die VM durchreichen will den IRQ 63 und teilt diesen auch mit keinem anderen Gerät. Nachdem ich das PCI-Device, wie im KVM-HowTo beschrieben, an die VM übergeben habe, dann teilt es sich den IRQ 10 mit 5 anderen Geräten. Meine Vermutung ist daher, dass unter diesem Umstand mein Vorhaben nicht gehen kann, weil ich irgendwo gelesen habe, dass sich das Gerät, welches man an die VM durchreichen will, den IRQ nicht mit anderen Geräten teilen darf. Daher meine Frage: Wie deaktivert man IRQ-Sharing?
Zuletzt geändert von matman am 24.05.2011 12:31:11, insgesamt 2-mal geändert.
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Re: KVM, PCI-Passtrough und IRQ-Sharing

Beitrag von Colttt » 23.05.2011 09:44:35

ich weiss nicht obs hilft, aber guck mal hier.. http://www.linux-magazin.de/Heft-Abo/Au ... category=0
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matman
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Re: KVM, PCI-Passtrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 23.05.2011 13:37:38

Also der Bericht kratzt eigentlich mehr an der Oberfläche. Es wird in keiner Weise erwähnt, welche Kernel-Module man braucht und wie man herausfindet, ob die Hardware PCI-Passthrough unterstützt. Auch dass man IRQ-Sharing ausschalten sollte, steht fett in einer Überschrift, aber kein Wort darüber, wie man das denn nun erfolgreich abschalten tut. Für KVM-Anfänger meiner Ansicht nach völlig nutzlos, ausser vielleicht man hat das Glück und es klappt auf Anhieb.
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Re: KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von rendegast » 23.05.2011 19:19:44

Daher meine Frage: Wie deaktivert man IRQ-Sharing?
Im BIOS?

http://www.kernel.org/doc/Documentation ... meters.txt
steht einiges zu "irq", zBsp. pci=biosirq usw.
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Re: KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 23.05.2011 23:59:02

Stimmt, das ist eine gute Möglichkeit. Allerdings habe ich mittlerweile herausgefunden, dass ich eine überflüssige Kerneloption im Grub hatte, nämlich noapic. Das war bei der Installation zwar notwendig, kann aber nun weg und siehe da, schon habe ich keine Probleme mehr mit dem IRQ-Sharing :-)

Allerdings habe ich auch herausgefunden, dass der Standardkernel von Debian wohl kein PCI-Passthrough kann. Es fehlt nämlich eine wichtige Einstellung. Und wie es aussieht handelt es sich wohl eher um ein Kernel-Problem, weshalb ich einen neuen Post im Kernel-Forum eröffnet habe: http://debianforum.de/forum/viewtopic.php?f=33&t=129395

Und dann, selbst wenn das Kernel-Problem gelöst ist, kann man wohl leider nicht ganz sicher sein, dass es mit der PCI-Karte dann klappt. Ich habe in diversen Foren gesucht und einige Hinweise gefunden. Da wäre z.B., dass man für PCI-Passthrough mit KVM die jeweils neueste Version verwenden sollte, was ja mit der Version 0.12 aus Squeeze nich gegeben ist. Und ausserdem soll es wohl so sein, dass einige PCI-Karten sich durchreichen lassen, andere nicht. Scheint also auch echt reine Glücksache zu sein, das hinzubekommen.

Von daher werde ich morgen vermutlich mal KVM 0.14 aus Testing versuchen nach Squeeze zu portieren, vielleicht bringt das ja auch noch eine Verbesserung. Ansonsten bin ich wohl gezwungen mich mit Xen herumzuschlagen, bis KVM vernünftig funktioniert. Proxmox unterstützt übrigens auch kein PCI-Passthrough mit KVM, vermutlich aus ähnlichen Gründen, wie den von mir erwähnten. Siehe dazu http://forum.proxmox.com/threads/970-Pr ... assthrough

Allerdings ist der Forenbeitrag auch schon über ein Jahr alt und ich weiß nicht, ob das die aktuelle Proxmox-Version auch noch betrifft (habe das nicht alles durchgelesen).

Und vielleicht fällt hier ja noch jemandem ein hilfreicher Tipp ein, da würde ich mich natürlich sehr freuen.
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Re: KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von rendegast » 24.05.2011 07:09:15

qemu 0.14 aus sid in squeeze braucht einige Einstellungen bzgl anderer Pakete in der preferences,
ich benutze nur qemu selbst und aqemu:

Code: Alles auswählen

Package: *
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: -1


Package: aqemu
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: 500


Package: etherboot-qemu grub-firmware-qemu
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: 500

Package: kvm
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: 500

Package: qemu qemu-keymaps qemu-kvm qemu-kvm-dbg qemu-system qemu-user qemu-user-static qemu-utils
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: 500


Package: qemu-launcher qemubuilder qemuctl qemulator
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: 100

Package: xen-qemu-dm-4.0
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: 100


Package: vgabios seabios openbios-ppc openbios-sparc
Pin: release o=Debian, l=Debian
Pin-Priority: 500

Package: libgnutls26
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=testing
Pin-Priority: -500

Package: libgnutls26
Pin: release o=Debian, l=Debian, a=unstable
Pin-Priority: -100

Package: librados1 libcrush1 librados2 libcrush2
Pin: release o=Debian, l=Debian
Pin-Priority: 500

Package: libbluetooth3 libaio1
Pin: release o=Debian, l=Debian
Pin-Priority: 500

Das Frontend aqemu 0.8.1 ist gegenüber der squeeze-Version 0.7.3 sehr zu empfehlen.
(Damit konnte ich dann auch Mehrprozessorbetreib einstellen.)

Mit den Kerneln 2.6.38 aus testing/sid hatte ich erhebliche Probleme mit einfrierenden Gästen,
das scheint der Kernel 2.6.39-1 behoben zu haben.
(Gewisse Gäste brauchen auch kein kvm_amd.npt=0 mehr)
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Re: KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 24.05.2011 12:30:38

Ja, danke für den Hinweis. Ich habe zwar einfach die Pakete libgcrypt11_1.4.6-5_amd64.deb, qemu-kvm_0.14.0+dfsg-1~tls_amd64.deb, libgnutls26_2.10.5-1+b1_amd64.deb, qemu-utils_0.14.0+dfsg-5.1_amd64.deb, libgpg-error0_1.10-0.3_amd64.deb und seabios_0.6.1.2-2_all.deb über die Paketsuche auf debian.org herausgesucht, runtergeladen und manuell per dpkg -i datei.deb installiert. Damit sind nach heutigem Stand alle Abhängigkeiten aufgelöst. Da sich dieses aber schnell ändern kann sollte man zukünftig lieber deinen Weg gehen.

Und mit dem Update auf qemu-kvm_0.14.0 hat sich endlich auch mein Problem gelöst. Endlich habe ich eine Host-CPU für die Gastsysteme und PCI-Passthrough funktioniert nun auch. Und das sogar mit dem Debian-Standardkernel :-D

Von daher gehe ich von einem Bug aus. Denn auch wenn in der Paketbeschreibung vom qemu-kvm in Squeeze "Full virtualization on x86 hardware" steht (siehe http://packages.debian.org/squeeze/qemu-kvm ), so unterstützt qemu-kvm_0.12.5+dfsg-5+squeeze1 leider in keinster Weise die Full-Virtualization (nur damit keine Missverständnisse auftreten, zu deutsch: Hardware-Virtualisierung).

Da werde ich wohl morgen mal reportbug installieren und eine Bugmeldung los schicken, falls das noch keiner gemeldet hat.
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von bruchpilot » 24.05.2011 21:13:10

Passt jetzt nicht zu 100% aber ich hatte ähnliche Probleme unter Ubuntu 10.10 und auch unter Ubuntu 11.04.
Fehlerbild war bei mir das ich die Karte (TV Karte) im GAst mit lspci gesehen habe. Nur hat die Karte nicht funktioniert z.B. keine EPG Daten wurden übertragen.
Gelegentlich ist das ganze System auch einfach gestanden.

Das einzige was bei mir funktioniert hat ist das ich irgendwann einen neuen Kernel gebunden habe.

Wichtig sind die Optionen unter PCI support

Support for DMA Remapping Devices (EXPERIMENTAL)

und

Support for Interrupt Remapping (EXPERIMENTAL)

Also vielleicht hilft es :)

Gruß
bruchpilot

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matman
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 25.05.2011 19:00:53

Ach übrigens, kleiner Nachtrag: ob Full-Virtualization tatsächlich in keiner Weise mit qemu-kvm_0.12.5+dfsg-5+squeeze1 funktioniert, das kann ich eigentlich nicht einfach so behaupten. Vielleicht betrifft es ja nur den AMD 890FX Chipsatzt und funktioniert dafür mit anderen Geräten trotzdem. Da hatte ich gestern nicht dran gedacht.
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Bytesphinx
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von Bytesphinx » 27.06.2011 13:16:04

Hallo, ich stehe vor dem gleichen Problem,

meinst du, du könntest nochmal eine kleine howto posten, wie man von einem frisch installierten squeeze mit eingerichteter kvm-vm ein pci-gerät durchreicht? Also welche Pakete, welche Einstellungen, wo, etc ...?

Das würde mir wahrscheinlich Wochen des Selbst-Probierens ersparen.

Vielen Dank im Voraus

McStarfighter
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von McStarfighter » 27.06.2011 18:16:25

Bevor du eventuell zu viele Hoffnungen hegst: Grafikkarten sind derzeit noch nicht durchreichbar ... Warte selbst mal auf den Moment ... ;)
Ich bin noch in der Lern- und Entdeckungsphase bzgl. Linux und Debian. Ich bitte daher um Rücksicht bei meinen manchmal unbedachten Fragen und Gedanken.

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matman
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 27.06.2011 21:15:53

Bytesphinx hat geschrieben:howto posten, wie man von einem frisch installierten squeeze mit eingerichteter kvm-vm ein pci-gerät durchreicht? Also welche Pakete, welche Einstellungen, wo, etc ...?
Das dumme dabei ist ja, dass es mit dem KVM-Paket von Squeeze nicht geht (es sei denn der Bug ist inzwischen behoben, was ich aber nicht prüfen kann). Das Du dafür ausserdem spezielle Hardware brauchst, das weißt Du hoffentlich schon. Ansonsten kannst du hier nachlesen, welche Hardware funktioniert: http://wiki.xensource.com/xenwiki/VTdHowTo.

Ich habe mittlerweile von http://www.linux-kvm.org/page/Downloads die neueste qemu-kvm Version 0.14.1 heruntergeladen und selbst kompiliert. Das ist im Prinzip recht einfach. Ich habe das so gemacht, dass ich als Superuser in den Sourcetree gegangen bin und dann folgende Kommandos aufgerufen habe:

Code: Alles auswählen

./configure
make
make install
Das Problem dabei steckt allerdings im Detail. Bei meinem esten Versucht fehlten einige Funktionen, sodass ich noch einige Header-Dateien installieren musste (sowas wie z.B. libc6-dev). Das kann ich jetzt aber nicht mehr alles nachvollziehen. Man kann aber nach Durchlauf von ./configure mal die Ausgabe von configure genau analysieren, da sieht man dann, welche Bibliotheken gefunden wurden und welche nicht. Die fehlenden dann halt einfach nachinstallieren. Oder man installiert die KVM-Pakete von Testing, so wie das @rendegast weiter oben schon vorgeschlagen hat. Dann erspart man sich die Umstände des Kompilierens.

Alles weitere kann man hier lesen: http://www.linux-kvm.org/page/How_to_as ... T-d_in_KVM

Da es auf englisch ist, mal ein paar Zeilen von mir noch dazu: Wer einen selbst kompilierten Kernel hat, sollte folgende Optionen in der Kernelkonfiguration aktivieren:

Code: Alles auswählen

Bus options (PCI etc.) --> Support for DMA Remapping Devices
Bus options (PCI etc.) --> Enable DMA Remapping Devices
Bus options (PCI etc.) --> PCI Stub driver
So jedenfalls steht es in dem KVM-HowTo. Es funktioniert allerdings sogar ohne DMA Remapping, wie ich mit dem Realtime-Kernel feststellen musste, weil "full realtime" mich dazu zwang, DMA Remapping wieder zu deaktivieren. Ganz wichtig aber ist PCI Stub, das ist nämlich für das Durchreichen zuständig.

Dann gibt es, je nach Hardware, gegebenenfalls ein Problem mit IRQ-Sharing und man kann dann das eine oder andere PCI-Gerät nicht durchreichen, wenn es sich einen IRQ mit einem anderen Gerät teilt. Da müsste man dann gegebenenfalls die IRQ's manuell den Geräten zuweisen, was ich bis jetzt Gott sei Dank noch nicht tun musste. Bei solchen Problemen könnte unter Umständen auch ein aktuellerer Kernel abhilfe schaffen. Mittlerweile verwende ich Kernel 2.6.39.1. Mit Kernel 2.6.36 oder 2.6.37 hatte ich z.B. so ein Problem mit IRQ-Sharing und konnte die VM nicht starten. Mit Kernel 2.6.39.1 kann man wie es aussieht sogar PCI-Karten durchreichen, die sich den IRQ mit einem anderen Gerät teilen. Jedenfalls funktioniert das mit meinem Mainboard hervorragend.

Zum Durchreichen der Hardware muss man noch ein kleines Skript schreiben, welches man vor dem Start der VM als Superuser aufruft. Dazu muss man als erstes einmal herausfinden, welche PCI-Adresse das Gerät hat:

Code: Alles auswählen

lspci
00:05.0 Audio device: ATI Technologies Inc SBx00 Azalia (Intel HDA) (rev 40)
Das Wäre in diesem Beispiel also die Adresse 00:05.0. Dann such man sich die Geräte-ID heraus:

Code: Alles auswählen

lspci -n
00:05.0 0403: 1002:4383 (rev 40)
Das ist in diesem Beispiel "1002:4383" und das Skript muss dann so aussehen:

Code: Alles auswählen

echo "1002 4383" > /sys/bus/pci/drivers/pci-stub/new_id
echo 0000:05:00.0 > /sys/bus/pci/devices/0000:05:00.0/driver/unbind
echo 0000:05:00.0 > /sys/bus/pci/drivers/pci-stub/bind
Erklärt sich eigentlich fast von selbst: in der ersten Zeile die Geräte-ID anpassen, in zeile 2 und 3 die PCI-Adresse anpassen. Das Skript weist dann eben dieses Gerät dem Treiber PCI-Stub zu und das Gerät steht somit für eine VM bereit. Ich starte dieses Skript, solange KVM bei mir noch eine Baustelle ist, per Superuser vor dem KVM-Start. Man könnte das Skript aber auch in den Bootprozess einbauen, oder in ein Skript, welches die VM startet. Da kann man ja recht kreativ sein. Und dann kann man die VM z.B. so starten:

Code: Alles auswählen

sudo qemu-system-x86_64 \
        -enable-kvm \
        -M pc-0.14 \
        -cpu host,+svm \
        -smp 4 \
        -enable-nesting \
        -m 2G \
        -name MeineVM \
        -vga vmware \
        -k de \
        -usb -usbdevice tablet \
        -net none \
        -device pci-assign,host=00:05.0,id=sound0 \
        -drive file=/dev/mapper/vol-kvm1,if=scsi,media=disk,index=0,snapshot=off,cache=writethrough,format=raw,boot=on \
        -boot c
Den Backslash am Ende der Zeilen muss man natürlich weglassen, wenn man dieses Kommando in der Konsole eingibt. Ich habe das so in einem Bash-Skript stehen und der Übersicht wegen über mehrere Zeilen verteilt. Entscheidend für das Durchreichen der PCI-Karte ist hier die Zeile -device pci-assign,host=00:05.0,id=sound0 und sollte eigentlich auch selbsterklärend sein. HIer wird das PCI-Gerät, welches sich an PCI-Adresse 00:5.0 befindet, an KVM übergeben.

Ein Fehler ist noch in diesem Aufruf: Man startet die VM als Superuser, was nicht gerade eine sehr gute Idee ist. Es gibt noch die KVM-Startoptionen -chroot /home/kvmuser -runas kvmuser, aber leider funktionieren die bei mir nicht. Vielleicht würde ja jemand hier noch ein HowTo posten, wie man KVM erfolgreich als kvmuser startet?
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von cbuehlmann » 12.08.2011 07:37:37

Hier noch ein erfolgreiches Setup:

OS: Ubuntu Natty Narwhal
Linux Kernel: 3.0.1
Qemu-KVM: 0.15.0-rc1
Seabios: 0.6.2
VGABios: 0.6c

Headless Host/Hypervisior. Darauf Windows 7 Guests mit je einer ATI Mobility Radeon HD 5430 im PCIe Passthrougth Mode als primäre Grafikkarte.
Die Grafikleistung (mit 3DMARK gemessen) der virtualisierten Systeme liegt nur unwesentlich hinter einer native Installation.

Ein Schönheitsfehler hat das Setup noch: Jede GraKa kann nach einem Neustart des Hosts nur genau ein mal in einem Gast verwendet werden. Danach muss der Host hart gebootet werden.
Vermutlich ein FLR / PCIe Problem ...

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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von matman » 15.08.2011 18:01:06

cbuehlmann hat geschrieben:Vermutlich ein FLR / PCIe Problem ...
Das selbe Problem hatte ich anfangs mit meiner Onboard-Soundkarte. Seit Kernel 2.6.38 oder 2.6.39 ist das allerdings behoben. Lag in dem Fall dann ja wohl an den Kernel-Modulen. Aber das Grafikkarte durchreichen überhaupt geht ist mir neu. Ist das erst mit KVM 0.15 möglich? Ist dann vermutlich ein Grafikproblem. Und Kernel 3.0.1 habe ich auch noch nicht ausprobiert, habe noch 3.0.0.
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McStarfighter
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von McStarfighter » 16.08.2011 18:31:55

GPU-Passthrough geht mit KVM bisher immer noch nicht, das ist derzeit auf Xen 4 beschränkt ...
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maxprox
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Re: [GELÖST] KVM, PCI-Passthrough und IRQ-Sharing

Beitrag von maxprox » 18.11.2011 12:59:29

McStarfighter hat geschrieben:GPU-Passthrough geht mit KVM bisher immer noch nicht, das ist derzeit auf Xen 4 beschränkt ...
Ja, das entspricht auch meinem Kennisstand.
Und für alle, die wie ich jetzt erst auf diesen Thread stoßen: per PROXMOX gibt es mitlerweile bereits erste HowTos:
siehe hier. Ich werde heute versuchen mit dieser Anleitung mein neues VDR System mit einer durchgereichten
Technotrent S2-6400 aufzubauen - nach DIESEM Schema.

Grüße, maxprox

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