（本文最後更新時間：2024年8月11日）

前言 Link to heading

自從上次寫有關VFIO的文章已差不多有一年時間，這段時間內我使用VFIO虛擬機玩遊戲沒有遇到過問題，十分穩定，我對此非常滿意。

（不知道甚麼是VFIO/Looking Glass的讀者可讀我介紹VFIO的文章）

最近發生了三件事，令我決定重裝Linux：

  1. Fedora推出了第40版，同時也為桌面環境KDE帶來了大更新
  2. 我把原本用作安裝Windows 10虛擬機的SSD轉讓給家人
  3. Looking Glass推出了B7-rc1版，據說性能上升不少

藉此機會把自己安裝VFIO虛擬機的步驟記下來，希望能幫助其他有興趣的人。

如果你想轉用Linux，但又不想放棄Windows平台上遊戲/生產力軟件，這篇文章應該非常適合你。

如何實現 Link to heading

在讀以下內容前，要注意以下事項：

  1. 先去找找自己最常玩的遊戲是否支持Linux：如果能直接在Linux上玩的話就不用特意搞VFIO
  2. 一些線上競技遊戲的反作弊系統可能禁止玩家用虛擬機或Linux，例如Riot Games的英雄聯盟（League of Legends）及特戰英豪（Valorant）；你只能透過Dual boot玩這些遊戲
  3. 本文的安裝步驟只在Fedora 40 KDE上執行過，不一定適用於其他Linux發行版（Distribution）
  4. 本文假設你的電腦有至少兩張顯示卡（CPU內顯或獨立顯示卡都可），不考慮只有單一顯示卡的情況

你可以去Are We Anti Cheat Yet和ProtonDB找找你玩的遊戲可不可以在Linux上直接玩。

下文以「虛擬機卡」代指傳入虛擬機的顯示卡，「宿主機卡」代指宿主機使用的顯示卡。

單顯示卡

單顯示卡仍可設定VFIO虛擬機，不過設定上更麻煩，我也沒做過，所以不作說明。

如堅持要做，請先讀完這個再決定。注意Looking Glass要有至少兩張顯示卡才能運作。

我的電腦配置

我的電腦配置

硬件選擇 Link to heading

Looking Glass硬件要求

我的電腦配置

主機板IOMMU Link to heading

VFIO最看重的是主機板的IOMMU組：IOMMU組是可以傳入虛擬機的最小硬件集合。

（「將硬件傳入虛擬機」的正確術語是PCIe Passthrough）

任何插在主機板上PCIe設備都被分配在一個IOMMU組，如果有多個設備被分配到一個IOMMU組裡，你就只能把它們一起送入虛擬機。

我之前說把顯示卡送進虛擬機裡，其實是把顯示卡所在IOMMU組的全部PCIe設備都送進去。

由於送入虛擬機的設備不能在宿主機或其他虛擬機上使用，主機板有較好的IOMMU組是很重要的（例如你總不能把安裝了宿主機OS的NVMe SSD一起送進去吧）。

我的主機板（技嘉X570S AERO G）的IOMMU組接近完美，幾乎所有設備都在不同的IOMMU組別，而且支持PCIe Bifurcation (x8/x8)，十分適合做Looking Glass。

要檢查現有主機板的IOMMU組（不需刪除Windows）：

  1. 先在BIOS啟用IOMMU。這選項沒有固定名稱，可能是IOMMU 、VT-d 、AMD-V 、SVM 等

  2. 找個USB寫入Fedora的映像，然後插入電腦，開機進入BIOS並啟動它

    Intel用家注意

    剛啟動Fedora時應看到這畫面。選擇有Test this media的一項並按E，然後進入這畫面。

    請在linux開頭的那一行的最後加上intel_iommu=on（如圖），然後按F10啟動Fedora。

  3. 開啟終端程式（KDE的終端是Konsole），執行nano iommu.sh

  4. 在終端貼上以下內容：

#!/bin/bash
shopt -s nullglob
for g in $(find /sys/kernel/iommu_groups/* -maxdepth 0 -type d | sort -V); do
    echo "IOMMU Group ${g##*/}:"
    for d in $g/devices/*; do
        if [[ -e "$d"/reset ]]; then
            echo -n "[RESET]"
        fi
        echo -n $'\t'
        echo -e "\t$(lspci -nns ${d##*/})"
    done
done
  1. 按CTRL+X => Y => ENTER以儲存並退出nano
  2. 執行chmod u+x iommu.sh
  3. 執行./iommu.sh | less，可看到IOMMU組分佈及硬件有無Reset功能（按上下鍵移動，按Q退出）

如果你主機板的IOMMU組分佈不理想（例如兩張顯示卡在同一個IOMMU組內），可以嘗試：

  1. 更新BIOS（有機會影響IOMMU組分佈）
  2. 將硬件轉插主機板上其他相容的插槽
  3. 使用ACS override patch：這個Patch可令全部硬件都有自己一個獨佔既IOMMU組，但用它會帶來安全性風險。請自己斟酌利弊，本文亦不提供安裝教學

如果買新主機板的話，我建議買AMD的X570系。VFIO社群內不少人都說X570系主機板有非常好的IOMMU組分佈，而且不少X570主機板支持PCIe Bifurcation，非常適合Looking Glass。買X570系的壞處是不能戰未來：AM4平台不會再有新產品；它們用的DDR4記憶體同樣是夕陽產品。

如果介意以上缺點，可選買Intel或AMD較新的主機板，但你要自己做功課，在網上找找知道你想買的主機板的IOMMU組： 你可以到VFIO Reddit、VFIO Discord等地方看看。

Reset功能 Link to heading

如果你未買虛擬機卡 ，我建議你買NVIDIA的顯示卡，因為Intel和AMD的顯示卡可能有Reset bug 。

所謂Reset bug 即是硬件沒有Reset功能，無法在虛擬機關機時正確地重置，使其處於一個"假死"狀態。在這個狀態下的硬件會令你不能重新啟動VFIO虛擬機，必須將整個宿主機重啟才能再次啟動它。

上部分檢查IOMMU組的腳本可同時檢查硬件有沒有Reset功能。如果你的AMD顯示卡沒有Reset功能，可以看看Vendor Reset支不支持你的顯示卡，它可為部分AMD顯示卡添加Reset功能。

（AMD連企業用的AI運算顯示卡都沒有Reset功能，令一眾企業客戶大呼中伏。但據說情況正在改善）

顯示卡選擇 Link to heading

上面提及虛擬機卡 推薦使用NVIDIA：Windows驅動程式穩定、有Reset功能；缺點只有貴💸

宿主機卡 推薦Intel或AMD（CPU內顯或獨立顯示卡），因為這兩個牌子的顯示卡在Linux有開源及穩定的驅動程式，此外它們支持DMABUF 功能，這對Looking Glass的性能有大幫助。NVIDIA在Linux上的開源驅動程式性能較差，而官方閉源的驅動程式可能不支持DMABUF 。

如果打算用Looking Glass，開發者建議兩張獨立顯示卡。CPU內顯也可作宿主機卡 使用，但Looking Glass的幀數會較低。我建議先安裝Looking Glass，看看能不能接受其幀數，實在太慢的話再買第二張獨立顯示卡。

如果想買宿主機卡，我推薦Intel Arc系列（如A310或A380），不但便宜、耗電低，更有極強編碼/解碼能力，非常適合OBS用家。

此外，你的螢幕要有至少兩個插口，每張顯示卡分別插一個插口。要注意插口的規格，例如你螢幕只有VGA插口，但顯示卡又只有HDMI/DP插口的話，那你就要換螢幕或顯示卡其中一個了。

CPU Link to heading

因為要至少預留一核/兩線程給宿主機（用Looking Glass的話要留至少兩核/四線程），所以CPU不能太弱。

如果單純VFIO，我建議至少六核/十二線程起步，例如Intel i5-12400/AMD 5600X。

如果要用Looking Glass，我建議至少八核/十六線程起步，例如AMD 5700X。（我個人使用AMD 5900X）

以上的建議都是假設買全大核CPU。如果你的CPU是大小核設計（例如近年Intel的P-core/E-core設計），VFIO設定上可能較麻煩。

其他硬件 Link to heading

除了顯示卡外，你還可能會傳入其他硬件，最有可能的是USB控制器和NVMe SSD/SATA控制器。

請注意傳入的硬件的IOMMU組，還有就是它們有沒有Reset功能。

USB控制器 Link to heading

你可能需要將USB設備傳入VFIO虛擬機（比如Xbox控制器）。將單個USB設備傳入虛擬機不需考慮IOMMU或Reset問題，如能正常使用則再好不過。

但如果你如此傳入去的設備有問題（例如有輸入延遲或經常斷連），我建議你將整個USB控制器傳入去。

注意一個USB控制器通常控制多於一個USB插槽。將控制器傳入後，VFIO虛擬機就能直接控制這些USB插槽上的設備，應能解決絕大部分USB相關問題。

傳入USB控制器要注意IOMMU和Reset問題。你可以用這Python腳本在Linux上檢查USB插槽屬於哪個USB控制器，以及該USB控制器屬於哪個IOMMU組。(註：這腳本只能檢測已插入設備的USB插槽)

NVMe SSD及SATA控制器 Link to heading

VFIO虛擬機可以安裝在虛擬硬碟上，又或者可以直接安裝在其他儲存裝置上（例如NVMe SSD或SATA SSD/HDD）並將其控制器傳入虛擬機：

選擇前者的好處是不需要買額外的儲存裝置，此外可以直接將整個虛擬硬碟做快照及備份。

選擇後者的好處是可以Dual boot（進入BIOS選擇安裝Windows的儲存裝置並啟動即可）。如果你有兩個（控制器不相同）的儲存裝置，而其中之一本來就安裝了Windows，那就可以將Linux安裝在另一儲存裝置上，然後把安裝了Windows的儲存裝置之控制器傳入虛擬機。這樣虛擬機就可直接使用此儲存裝置上的Windows，不需花時間重新安裝。

如果你選擇後者，你要把對應的NVMe控制器（如使用NVMe SSD）或SATA控制器（如使用SATA SSD/HDD）傳入虛擬機。注意一個SATA控制器通常控制多於一個SATA插口，NVMe就通常是一個控制器對一個SSD。

小結 Link to heading

以上就是VFIO/Looking Glass的硬件方面的注意事項。

因為實在太長，我把VFIO虛擬機和Looking Glass的安裝教學放在了下一篇文章。