10月
11
2022
分類:
電腦技術
標籤: linux virtualbox systemd autostart
最近更新: 2022-10-11

Linux 開機後，利用 systemd 自動啟動 VirtualBox 虛擬機的作法

在 Linux 桌面環境，想要開機後自動啟動某程式，簡易作法就是在 autostart 設定中加入要啟動的程式。 但這個作法用在 VirtualBox 的虛擬機上，就不太靈光。 偶爾可以啟動，但有時會跳出 vboxdrv 尚未載入的錯誤狀況。 然而手動啟動虛擬機總是正常的。

因為現代的 Linux 散佈版本於啟動桌面環境時，會將進入桌面和載入驅動程式 (包含 vboxdrv) 等多個工作，交給 systemd 平行處理 (systemd 約 2013 年之後普及)。 既然是平行處理，那麼進入桌面和載入 vboxdrv 這兩件工作，誰先誰後就不是固定順序的了。

所以想透過桌面環境的 autostart 自動啟動虛擬機的話，有時就會碰到先進入桌面但 vboxdrv 還沒載入的情形。 然後就跳出上述的錯誤了。

下圖是我的其中一個系統的狀況。它使用 ligthdm (桌面登入管理) 且設定自動登入帳號。比較 lightdm 和 vboxdrv 的執行時間，載入 vboxdrv 的動作就比 ligthdm 晚了 3 秒。

DM與vboxdrv載入順序比較圖

增加 systemd 啟動工作

了解緣由後，那麼答案就很清楚了。 想要穩定地在開機後自動啟動虛擬機，就要為這件事編寫一個 systemd 的工作設定檔，明明白白告訴 systemd 在 VirtualBox 驅動程式 (vboxdrv) 載入之後才啟動這個虛擬機。 基本上，導入 systemd 機制的 Linux 散佈版本都應該用這個方法增加自動啟動工作。

啟動虛擬機的 systemd 工作設定檔 (.service) 的範本如下:

# put in /etc/systemd/system/
[Unit]
Description=$MY_VM_NAME
After=network.target $VIRTUALBOX_SRV_NAME
Before=runlevel2.target shutdown.target

[Service]
User=$USERNAME
Group=$USERGROUP
Type=forking
Restart=no
TimeoutSec=5min
IgnoreSIGPIPE=no
KillMode=process
GuessMainPID=no
RemainAfterExit=yes

ExecStart=/usr/bin/VBoxManage startvm "$MY_VM_NAME" --type headless
ExecStop=/usr/bin/VBoxManage controlvm "$MY_VM_NAME" acpipowerbutton

[Install]
WantedBy=multi-user.target

其中有 4 個變數，請按你的實際狀況替換。

  • $MY_VM_NAME - 就是你在 VirutalBox 圖形管理工具上看到的虛擬機名稱。
  • $VIRTUALBOX_SRV_NAME - VirtualBox 驅動程式載入服務的名稱。
  • $USERNAME - 管理虛擬機的用戶名稱。
  • $USERGROUP - 管理虛擬機的用戶所屬群組。
After

需要在 After 那行，說明這個設定的程式(亦即虛擬機)必須在 VirtualBox 驅動程式載入之後才執行。 寫錯服務名稱就不能保證你的虛擬機照正常順序啟動了。

然而 VirtualBox 驅動程式載入服務的名稱在不同 Linux 散佈版本不相同。 Debian/Ubuntu 通常名稱是 virtualbox.service ，其他散佈版本可能取名 vboxdrv.service 。 可以用下列的指令查看你的散佈版本為 VirtualBox 驅動程式載入服務取了什麼名稱。

$ sudo systemctl status virtualbox*
$ sudo systemctl status vbox*
ExecStart

ExecStart 設定 systemd 啟動此工作時使用的程式指令。

因為所有委托 systemd 啟動的程式都是在背景執行，所以虛擬機的啟動指令要加上參數 –type headless ，讓虛擬機先在無視窗狀態啟動。 你不用擔心在 Host 桌面環境無法操作 Guest OS ，因為 VirtualBox 圖形介面管理工具可以把 Guest OS 的視窗叫出來。

ExecStop

ExecStop 設定結束此工作的程式指令。 結束的時機包含 Host 電腦關機。

為了讓你的 Guest OS 走一遍正常關機流程，需要控制指令向它送出「關閉電源」的訊號，亦即 acpipowerbutton 。 或者你也可以選擇「儲存狀態後關閉虛擬機」，那控制指令就改成 savestate 。

acpipowerbutton 有可能碰到 Guest OS 關機比較久的狀況。 而 savestate 的好處是 Guest OS 關閉和開啟速度比較快，但有可能發生 Guest OS 開啟當機的情況。

建議順便修改 /etc/default/virtualbox 中的關機選項，改成:

SHUTDOWN_USERS="all"
SHUTDOWN=acpibutton

acpibutton 也可以選擇 savestate (這行的 acpibutton 沒打錯，這裡的用字和 vboxmanage 的用字不一樣)。

實際操作範例

在 Ubuntu 22.04 系統中，建了一個虛擬機，名稱叫 “Windows 10 Test”。

為了在電腦開機後自動啟動這個虛擬機，我建了一個 systemd 設定檔，路徑 /etc/systemd/system/vm-windows-10.service 。

部份內容如下:

[Unit]
Description=Windows 10 Test
After=network.target virtualbox.service

[Service]
User=rock
Group=rock

ExecStart=/usr/bin/VBoxManage startvm "Windows 10 Test" --type headless
ExecStop=/usr/bin/VBoxManage controlvm "Windows 10 Test" acpipowerbutton

先確認一遍設定內容是否可以正確啟動與結束虛擬機。

啟動虛擬機:

$ sudo systemctl start vm-windows-10

結束虛擬機:

$ sudo systemctl stop vm-windows-10

確認設定無誤，再執行下列指令，啟用 vm-windows-10.service 為開機後自動執行的工作。

$ sudo systemctl enable vm-windows-10

如果你有好幾個虛擬機想自動啟動，可以參考 Start a VirtualBox VM on boot with Systemd 這篇的 systemd 寫法。 systemd 設定檔允許代入參數。