設定 - KVMのGPUパススルーのソースを表示

== 概要 ==
ここでは、Linuxホスト上にWindows10の仮想マシンを構築して、グラフィックボードやUSBポートを物理PCと同様に使用できるように設定する。<br>
<br>
Linuxの欠点の1つは、利用できるゲームがそれほど多くないことである。<br>
最近では、多くのゲームがLinuxに移植されたのは事実であるが、一般的には、ゲームはほぼWindows専用に開発されている。<br>
Linuxユーザとして、これらのWindowsゲームをプレイするために、4つの方法がある。<br>
* Wineを使用してプレイする(Wineは、通常、古いゲームで機能する)
* デュアルブートセットアップを使用して、ゲームをプレイするたびにWindowsをブートする。(手間が掛かる)
* Windowsの仮想マシンでプレイする。(グラフィック性能が活かせない)
* GPUパススルーを備えたWindowsの仮想マシンを使用する。(ハードウェアの前提条件がいくつかあり、特定のCPUとGPUでのみ機能するが、適切なハードウェアがあれば可能である)
<br>
基本的な設定の流れは、以下のようになる。<br>
# CPUの仮想化支援機能(Intel VT-xまたはAMD-Vi)を有効にする
# グラフィックボードのパススルー設定
## IOMMUの有効化
## Linuxホストのグラフィックボード無効化
# kvm / qemuのインストール
# ゲストOS作成
## チューニング -> インストール
# グラフィックボードのパススルー
# USBポートのパススルー設定
<br>
<br>
ここでは、実際に設定を行うPCの環境は、以下の通りである。<br>
* CPU : Ryzen 3900X
* マザーボード : GIGABYTE X570 UD(BIOS F12e)
* GPU1 : 玄人志向 Radeon RX550 LP
* GPU2 : GIGABYTE GeForce GT1030
* OS : SUSE(カーネル : 4.12.14-lp151.28.52-default)
<br><br>

== 前提条件 ==
# 2枚以上のグラフィックボード(マザーボード内蔵でも可)が必要である
#: 1つはLinuxホストで使用され、もう1つはWindowsを実行している仮想マシン(以降、VMという)で使用される。
#: また、VMにIntel統合GPU(Intel UHD等)を使用することはできない。ATI製またはnVidia製のみ使用できる。
#: ただし、LinuxホストにIntel統合GPUを使用することはできる。
# グラフィックボードがUEFIに対応していること。<br>[https://www.techpowerup.com/vgabios/ こちらのWebサイト]に記載されているグラフィックボードであればよい。
# CPUの機能において、Intel VT-DまたはAMD-Viをサポートするマザーボードが必要である。
#: リストの一部は[https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_IOMMU-supporting_hardware このWebサイト]にある。BIOS上で有効にする必要がある。
# PCIのルートポートは、VMで使用するGPUと同じIOMMUグループの一部であってはならない。(詳細は後述)
# VMが使用するプライマリディスプレイの空き入力ポートまたはセカンダリディスプレイの空き入力ポートがあること。
<br><br>

== BIOSの設定 ==
まず最初に、BIOSの設定画面を表示して、以下の項目の設定を変更する。<br>
なお、以下の項目はマザーボードがGIGABYTE X570UDのものである。<br>
==== F12までのBIOS ====
* AMD-Viの有効化
*: [M.I.T.] - [高度な周波数設定] - [Advanced CPU Settings] - [SVM Mode]を[Enable]に変更する。
* IOMMUの有効化
*: [チップセット] - [IOMMU]を[Enable]に変更する。
* ACSの有効化
*: [周辺機器] - [AMD CBS] - [ACS Enable]を[Enable]に変更する。
* AER Capの有効化
*: [周辺機器] - [AMD CBS] - [Enable AER Cap]を[Enable]に変更する。
<br>
==== F12より新しいBIOS ====
* AMD-Viの有効化
*: [M.I.T.] - [高度な周波数設定] - [Advanced CPU Settings] - [SVM Mode]を[Enable]に変更する。
* IOMMUの有効化
*: [チップセット] - [IOMMU]を[Enable]に変更する。
* IOMMUの有効化
*: [周辺機器] - [AMD CBS] - [NBIO Common Options] - [IOMMU]を[Enable]に変更する。
* ACSの有効化
*: [周辺機器] - [AMD CBS] - [NBIO Common Options] - [ACS Enable]を[Enable]に変更する。
* AER Capの有効化
*: [周辺機器] - [AMD CBS] - [NBIO Common Options] - [Enable AER Cap]を[Enable]に変更する。
<br><br>

== GPUパススルーの自動設定 ==
もし、下記のセクションの手動設定が面倒と考える場合、以下の自動設定を行うシェルスクリプトをダウンロードする。<br>
[[ファイル:GPU-PassThrough.zip|フレームなし|中央]]
<br>
まず、gpu-passthrough.shをスーパーユーザ権限で実行する。<br>
これは、必要なソフトウェアをインストールして、GPUパススルーに必要な設定を行った後、initrdを再構築するシェルスクリプトである。<br>
 sudo ./gpu-passthrough.sh
<br>
SUSEを再起動する。<br>
<br>
次に、分離するGPU(VMで使用するGPU)を確認する。<br>
Kernel driver in use:と記載されいている箇所を探す。正常に分離されていれば、<code>vfio-pci</code>と記載される。
 sudo lspci -nnk
<br>
KVMを起動して、[QEMU/KVM]にフォーカスを当てて[編集]メニュー - [接続の詳細]を選択する。<br>
[接続の詳細]画面が起動するので、[仮想ネットワーク]タブを選択して、[Autostart:]項目の[On Boot]チェックボックスにチェックを入力する。<br>
<br>
後は、下記の[ゲストOSの作成]セクションに移動して、VMの作成および設定を行う。<br>
<br>
なお、この方法は、https://www.youtube.com/watch?v=Nu2bHV8mA6c を参考にしている。<br>
<br><br>

== KVM / QEMUのインストール ==
KVM / QEMUおよび依存関係のライブラリをインストールする。<br>
* SLES / openSUSE
*: <code>sudo zypper install libvirt libvirt-client libvirt-daemon virt-manager virt-install virt-viewer \</code>
*: <code>qemu qemu-kvm qemu-ovmf-x86_64 qemu-tools \</code>
*: <code>biosdevname</code>
*: <br>
* SLED
*: ソースコードからKVMとQEMUをインストールする場合、[[インストール - KVM#ソースコードからインストール]]を参照する。
*: <br>
*: または、以下のパッケージをダウンロードして、~/.profileファイル等に環境変数PATHおよびLD_LIBRARY_PATHを追記する。
*: libvirt : https://software.opensuse.org/package/libvirt
*: libvirt-client : https://software.opensuse.org/package/libvirt-client
*: libvirt-daemon : https://software.opensuse.org/package/libvirt-daemon
*: virt-manager : https://software.opensuse.org/package/virt-manager
*: virt-install : https://software.opensuse.org/package/virt-install
*: virt-viewer : https://software.opensuse.org/package/virt-viewer?search_term=virt-viewer
*: qemu : https://software.opensuse.org/package/qemu
*: qemu-kvm : https://software.opensuse.org/package/qemu-kvm
*: qemu-ovmf-x86_64 : https://software.opensuse.org/package/qemu-ovmf-x86_64
*: qemu-tools : https://software.opensuse.org/package/qemu-tools?search_term=qemu-tools
<br>
[https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/stable-virtio/virtio-win.iso こちらのWebサイト]から、VirtIOドライバをダウンロードする。<br>
<br><br>

== IOMMUの有効化 ==
Intel VT-xとAMD-Viは、一般的にIOMMUと呼ばれる。<br>
IOMMUを有効にするには、/etc/default/grubファイル(ブートローダファイル)にあるGRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULTセクションに以下の設定を追記する。<br>
<code>iommu=pt</code>は、カーネルにDMA変換をメモリにバイパスするように指示する。これにより、パフォーマンスが向上する場合がある。<br>
 # Intel CPU
 intel_iommu=on iommu=pt 
 
 # AMD CPU
 amd_iommu=on iommu=pt
<br>
grubを再構築するために、以下のコマンドを実行する。<br>
 sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
<br>
Linuxを再起動する。<br>
再起動後、IOMMUが有効になっているか確認するため、以下のコマンドを実行する。<br>
 # Intel CPU
 dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU
 
 # AMD CPU
 dmesg | grep AMD-Vi
<br>
有効化されている場合は、以下のようなメッセージが出力される。<br>
 # Intel CPU
 DMAR: IOMMU enabled
 ・
 ・
 ・
 
 # AMD CPU
 [    1.643621] pci 0000:00:00.2: AMD-Vi: IOMMU performance counters supported
 [    1.645069] pci 0000:00:00.2: AMD-Vi: Found IOMMU cap 0x40
 [    1.645069] pci 0000:00:00.2: AMD-Vi: Extended features (0x58f77ef22294ade):
 [    1.645071] AMD-Vi: Interrupt remapping enabled
 [    1.645072] AMD-Vi: Virtual APIC enabled
 [    1.645072] AMD-Vi: X2APIC enabled
 [    1.645153] AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled
 [    2.486602] AMD-Vi: AMD IOMMUv2 driver by Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
<br>
次に、IOMMUグループが有効であることを確認する。<br>
以下のシェルスクリプトを作成して実行する。(ここでは、シェルスクリプトのファイル名をlsIOMMU.shとする)<br>
 <syntaxhighlight lang="sh">
 #!/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;
 </syntaxhighlight>
<br>
 # 実行
 chmod u+x lsIOMMU.sh
 sudo ./lsIOMMU.sh
<br>
出力結果は下図のようになる。この図から、2つのことが分かる。<br>
VMで使用するデバイスがどのIOMMUグループであるか(下図の場合は、グループ11)およびそのベンダー/モデルID(下図の場合は、1002：683fおよび1002：aab0)である。<br>
この出力結果は、IOMMUグループ内で(関連付けられているオーディオデバイスを無視して)単独のデバイスに対してのみ機能する。<br>
[[ファイル:GPU PassThrough 1.jpg|フレームなし|中央]]
<br><br>

== 複数のGPUの分離 ==
2つ以上のGPUを分離する必要がある。<br>
これは、異なるメーカーのGPUが2つある場合(ここでは、VMで使用するGPUをブラックリストに登録するだけ)は非常に簡単であるが、<br>
両方のGPUが同じベンダーのものである場合は少し複雑になる。<br>
また、両方のGPUが同じモデルの場合、さらに複雑になる。<br>
GPUが同じベンダーのものであったとしても、両方のGPUが完全に同じモデルでない限り、この設定に従うことができる。<br>
また、グラフィックカードのHDMIオーディオデバイスもパススルーすること。<br>
<br>
<span style="color: #A00000><u>'''ただし、この設定では、2つの全く同一のGPUでは機能しないので注意すること。(Radeon RX550が2枚など)'''</u></span><br>
<br>
<u>'''2つのグラフィックボードがそれぞれ異なる場合(nVidia製とATI製)'''</u><br>
/etc/modprobe.d/50-blacklist.confファイルを編集して、以下の内容を追記する。<br>
 # LinuxホストにATI製グラフィックボード、VMにnVidia製グラフィックボードを使用する場合
 blacklist nouveau
 blacklist nvidia
 
 # LinuxホストにnVidia製グラフィックボード、VMにATI製グラフィックボードを使用する場合
 blacklist amdgpu
 blacklist radeon
<br>
<u>'''2つのグラフィックボードが同じ場合(両方ともnVidia製または両方ともATI製)'''</u><br>
まず、/etc/modprobe.d/gpu-passthrough.confファイルを作成して、以下のように編集する。<br>
ここで、<VMで使用するGPUのベンダー>と<VMで使用するGPUのモデルID>は、上記セクションで実行したlsIOMMU.shの出力結果に記載されている。<br>
 # /etc/modprobe.d/gpu-passthrough.confファイル
 
 options vfio-pci ids=<VMで使用するGPUのベンダー>,<VMで使用するGPUのモデルID>
<br>
例えば、上記セクションの結果から、以下のように記述する。<br>
また、<code>options vfio-pci disable_vga=1</code>は、ホストPCが4.1以降のカーネルかつゲストOSがUEFIの場合のみ有効である。<br>
VGAアービトレーションがホストデバイスに干渉するのを防ぐのに役立つ。<br>
 # /etc/modprobe.d/gpu-passthrough.confファイル
 
 options vfio-pci ids=10de:1d01,10de:0fb8
 options vfio-pci disable_vga=1
<br>
また、Windows10 1803以降をインストールする場合は、以下の設定も追記する。<br>
しかし、Linuxカーネル 5.9.1以降はこのオプションが問題を引き起こすという報告がある。<br>
個人的には、<code>kvm.ignore_msrs=1</code>オプションを付加して、問題が発生する場合は当オプションを削除する方法を推奨する。<br>
 # /etc/modprobe.d/gpu-passthrough.confファイル
 
 options kvm ignore_msrs=1
<br>
自動ロードするモジュールのリストにドライバを追加するため、/etc/modules-load.d/vfio-pci.confファイルを作成して、以下の内容を記述する。<br>
 sudo vi /etc/modules-load.d/vfio-pci.conf
<br>
 # /etc/modules-load.d/vfio-pci.confファイル
 
 # Intel CPUの場合
 pci_stub
 vfio
 vfio_iommu_type1
 vfio_pci
 kvm
 kvm_intel
 
 # AMD CPUの場合
 pci_stub
 vfio
 vfio_iommu_type1
 vfio_pci
 kvm
 kvm_amd
<br>
次に、/etc/default/grubファイルを開く。<br>
vfio-pciをパススルーするGPUにバインドするため、GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULTに<code>rd.driver.pre=vfio-pci</code>を追記する。<br>
 # /etc/default/grubファイル
 
 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="〜 rd.driver.pre=vfio-pci"
<br><br>

== vfio-pciドライバの先読み設定 ==
vfio-pciドライバの先読み設定を行う。<br>
<br>
SUSEおよびRedHat系は、/etc/sysconfig/kernelファイルを作成して設定する。<br>
Ubuntuでは、/etc/dracut.conf.d/gpu-passthrough.confファイルを作成して設定する。<br>
<u>ただし、SUSEでは、上記のどちらの手順でも正常にvfio-pciドライバの先読み設定を行うことができた。</u><br>
<br>
<u>'''※調査中'''</u><br>
<code>pci_stub</code>オプションは不要の可能性がある。<br>
 sudo vi /etc/dracut.conf.d/gpu-passthrough.conf
<br>
 # /etc/dracut.conf.d/gpu-passthrough.confファイル
 
 # Intel CPUの場合
 add_drivers+=" pci_stub vfio vfio_iommu_type1 vfio_pci vfio_virqfd kvm kvm_intel "
 
 # AMD CPUの場合
 add_drivers+=" pci_stub vfio vfio_iommu_type1 vfio_pci vfio_virqfd kvm kvm_amd "
 
 # または
 
 # Intel CPUの場合
 add_drivers+=" vfio vfio_iommu_type1 vfio_pci vfio_virqfd "
 
 # AMD CPUの場合
 add_drivers+=" vfio vfio_iommu_type1 vfio_pci vfio_virqfd "
<br>
上記の設定を有効化するため、initrdを再構築する。<br>
 sudo dracut -f /boot/initrd $(uname -r)
<br>
initrdの再構築の完了後、Linuxホストを再起動する。<br>
設定ミスで失敗すると、Linuxホストが起動できなくなる可能性があるので注意すること。<br>
<br><br>

== GPUが分離されていることを確認 ==
GPUが分離されているか確認する。<br>
以下のコマンドを実行して、使用中のカーネルドライバーを探す。<br>
 sudo lspci -nnv
<br>
分離するGPU(VMで使用するGPU)を確認するには、Kernel driver in use:と記載されいている箇所を探す。
正常に分離されていれば、vfio-pciと記載される。
 03:00.0 VGA compatible controller [0300]: NVIDIA Corporation GP108 [GeForce GT 1030] [10de:1d01] (rev a1)
        Subsystem: Gigabyte Technology Co., Ltd Device [1458:375d]
        Kernel driver in use: vfio-pci
        Kernel modules: nouveau
 03:00.1 Audio device [0403]: NVIDIA Corporation GP108 High Definition Audio Controller [10de:0fb8] (rev a1)
        Subsystem: Gigabyte Technology Co., Ltd Device [1458:375d]
        Kernel driver in use: vfio-pci
        Kernel modules: snd_hda_intel
<br><br>

== QEMUのアクセス権限の付与 ==
別のHDD / SSDに仮想マシンを配置する場合、初期設定ではアクセス権限エラーになる。<br>
そこで、/etc/libvirt/qemu.confファイルに以下の設定を追記する。<br>
 # /etc/libvirt/qemu.confファイル
 ・
 ・
 ・
 user = "root"
 group = "root"
<br>
また、別のHDD / SSDに仮想マシンを配置する時は、配置先のディレクトリで以下のコマンドを実行する。<br>
以下では、<仮想マシン名>.qcow2ファイルを最大100[GB]の領域で仮想マシンを作成している。<br>
 qemu-img create -f qcow2 <仮想マシン名>.qcow2 100G
<br><br>

== X11の設定 ==
上記の設定の状態では、PC起動時においてパススルーしたGPUを先に読み込むため、ホストOSの画面が表示されない。<br>
ホストOS向けのGPUを先に読む込む必要があるため、/etc/X11/xorg.conf.installファイルに以下の設定を追記する。<br>
 sudo vi /etc/X11/xorg.conf.install
<br>
 # /etc/X11/xorg.conf.installファイル
 
 # ...略
 
 # 以下の設定を追記
 Section "Device"
   Identifier "amdgpu"
   Driver  "amdgpu"
 EndSection
 
 # 以下の設定を追記
 Section "Screen"
   Identifier "amdgpu"
   Device "amdgpu"
 EndSection
 
 # Screen  "amdgpu"を追記
 Section "ServerLayout"
   # ...略
   Screen  "amdgpu"  # 追加
 EndSection
<br><br>

== ゲストOSの作成 ==
あらかじめ、[https://www.microsoft.com/en-us/software-download/windows10ISO Microsoftの公式Webサイト]で、Windows10のisoファイルをダウンロードする。<br>
併せて、[https://github.com/virtio-win/virtio-win-pkg-scripts/blob/master/README.md virtio-winのGithub]または[https://fedorapeople.org/groups/virt/virtio-win/direct-downloads/ Fedoraの公式Webサイト]にアクセスして、virtio-win-<バージョン>.isoファイルもダウンロードする。<br>
<br>
# まず、<u>'''SUSE 15.1'''</u>を使用している場合は、<code>/etc/libvirt/qemu.conf</code>ファイルを開いて、nvramセクションを以下のように編集する。
#: <code>nvram = ["/usr/share/qemu/ovmf-x86_64.bin:/usr/share/qemu/ovmf-x86_64-code.bin"]</code>
# libvirtデーモンを再起動する。
#: <code>sudo systemctl restart libvirtd</code>
#: <br>
#: 必要であれば、以下のように、libvirtdを自動起動するように設定する。
#: <code>sudo systemctl enable libvirtd</code>
#: <br>
# Virtual Machine Managerを起動して、新しいVMを作成する。<br>[Architecture Option]画面では、[Local Install Media]と[x86_64]を選択する。
# [Use ISO Imege]項目を選択して、Windows10のISOファイルを選択する。
# VMに割り当てるメモリ容量とCPUのコア数を選択する。
# VMのディスクイメージを作成する。(既に定義されている場合は選択する。また、ディスク全体でも構わない。パスをそこに配置して、ホストにマウントされていないことを確認する)
# VMに名前を付けて、[Customize configuration before install]チェックボックスにチェックが入力されていることを確認して、[Finish]ボタンを押下する。
# VM構成画面(以降、メイン画面という)に移動する。<br>メイン画面左の[Overview]を選択して、[Chipset:]プルダウンおよび[Firmware:]プルダウンを以下の値に設定する。
#: <br>
#: ホストOSがSUSE 15.1の場合
#: [Chipset:] : i440FX
#: [Firmware:] : BIOS または UEFI
#: <br>
#: ホストOSがSUSE 15.2以降かつゲストOSがWindows XPの場合
#: [Chipset:] : i440FX
#: [Firmware:] : BIOS または UEFI
#: <br>
#: ホストOSがSUSE 15.2以降かつゲストOSがWindows 7の場合
#: [Chipset:] : Q35
#: [Firmware:]は、以下のいずれかを選択する。
#: [Firmware:] : UEFI X86_64: ovmf-x86_64-smm-code.bin
#: [Firmware:] : UEFI X86_64: ovmf-x86_64-code.bin
#: [Firmware:] : UEFI X86_64: ovmf-x86_64-4m-code.bin
#: <br>
#: ホストOSがSUSE 15.2以降かつ上記以外のゲストOSの場合
#: [Chipset:] : Q35
#: [Firmware:]は、以下のいずれかを選択する。
#: [Firmware:] : UEFI X86_64: ovmf-x86_64-smm-ms-code.bin
#: [Firmware:] : UEFI X86_64: ovmf-x86_64-opensuse-code.bin
#: <br>
# メイン画面左の[CPUs]で、[Configuration]項目の[Model: ]プルダウンから、[host-passthrough]を選択する。(プルダウンに存在しない場合は、<code>host-passthrough</code>と入力する)
# メイン画面左下の[Add Hardware]ボタンを押下すると、[Add New Virtual Hardware]画面が表示される。<br>この画面左の[Controller]を選択して、[Type: ]項目にSCSI、[Model: ]項目にVirtIO SCSIと入力する。<br>(パフォーマンスを向上させるために、タイプを必ずVirtIO SCSIに変更する)
# メイン画面左の[SCSI Disk 1]を選択して、[Advanced Options]項目の[Disk bus]項目にSCSIを選択する。
# [Add New Virtual Hardware]画面左の[Storage]を選択して、[管理]ボタンを押下して、<br>"KVM / QEMUのインストール"セクションでダウンロードしたvirtio-win-<バージョン名>.isoファイルを選択する。<br>[デバイスの種類]項目には、[CD-ROMデバイス]を選択する。
# [Add New Virtual Hardware]画面左の[PCI Host Device]を選択して、分離されたGPUとサウンドカード(ここでは、PCIデバイス02：00.0とPCIデバイス02：00.1)を追加する。
# [Add New Virtual Hardware]画面左の[USB Host Device]を選択して、キーボードとマウスを追加する。
# 同様に、不要なデバイス(タブレット、ディスプレイスパイス、コンソール、チャンネルスパイス、ビデオQXL等)を全て削除する。<br>ディスプレイにサウンド出力がない場合またはVGA経由で接続する場合は、サウンドカードが必要である。<br>1000円程度の安価なUSBサウンドカードを購入してPCに取り付けた場合、キーボードとマウスを追加した際と同様にして追加する。
# VMに割り当てたばかりのグラフィックボードをディスプレイに接続し、[Begin Installation]ボタンを押下する。<br>全て正しく設定されていれば、そのディスプレイにVMが起動していることがわかる。
# Windows10をインストール画面の手順に従ってインストールする。<br>インストール完了後、Windows10のデバイスマネージャーを起動して、マウントされているvirtio-win-<バージョン名>.isoファイルから各種ドライバをインストールする。
<br><br>

== 仮想マシンの設定 ==
==== ゲストOSがopenSUSEの場合 ====
ゲストOSがopenSUSEの場合、/etc/default/grubファイルの<code>GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT</code>項目に、<code>pci=noaer</code>オプションを追記する。<br>
 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="... pci=noaer"
<br>
==== AMD CPUのパフォーマンスの改善 ====
以前、AMD CPUでは、Nested Page Tables(NPT)を無効化することでKVMのGPU性能を引き上げることができた。<br>
これは、バグが原因で、トレードオフとしてCPUの性能が落ちて、がたつきが発生することがあった。<br>
<br>
Linuxカーネル 4.9以降からこの問題を解決するカーネルパッチがマージされている。<br>
LinuxカーネルまたはLinux-LTSカーネルを使用している場合、パッチは既に適用されている。<br>
<br>
<u>※注意</u><br>
<u>QEMU 3.1以降、TOPOEXTフラグは標準で無効化されており、</u><br>
<u>AMD CPUでハイパースレッディングを使用するには、以下のように、手動で有効にする必要がある。</u><br>
<u>cache passthroughの設定は、実際のCPUキャッシュ情報を仮想マシンに渡す。</u><br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <!-- ゲストOSがWindows 10またはSUSEの場合 -->
 <cpu mode="host-passthrough" check="none">
   <topology sockets="1" cores="4" threads="2"/>
   <cache mode="passthrough"/>
   <feature policy="require" name="topoext"/>
 </cpu>
 
 <!-- ゲストOSがWindows 7の場合 -->
 <cpu mode="host-passthrough" check="none">
   <topology sockets="1" cores="4" threads="2"/>
   <cache mode="passthrough"/>
   <feature policy='disable' name='hypervisor'/>
 </cpu>
 
 <!-- ゲストOSがWindows XPの場合 -->
 <cpu mode="host-passthrough" check='none'>
   <topology sockets='1' cores='2' threads='2'/>
   <feature policy='require' name='topoext'/>  <!-- ←この設定は不要の可能性あり -->
 </cpu>
 </syntaxhighlight>
<br>
更にパフォーマンスを向上させるため、以下のように、hypervエレメントを設定する。<br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <!-- ゲストOSがWindows 10の場合 -->
 <hyperv>
   <relaxed state="on"/>
   <vapic state="on"/>
   <spinlocks state="on" retries="8191"/>
   <vendor_id state="on" value="0123456789ab"/>
   <vpindex state="on"/>
   <synic state="on"/>
   <stimer state="on"/>
   <frequencies state="on"/>
 </hyperv>
 
 <!-- ゲストOSがopenSUSEの場合 -->
 <hyperv>
   <relaxed state='on'/>
   <vapic state='on'/>
   <spinlocks state='on' retries='8191'/>
   <vendor_id state='on' value='0123456789ab'/>
 </hyperv>
 
 <!-- ゲストOSがWindows 7の場合 -->
 <hyperv>
   <relaxed state='on'/>
   <vapic state='on'/>
   <spinlocks state='on' retries='8191'/>
   <vendor_id state='on' value='0123456789ab'/>
 </hyperv>
 
 <!-- ゲストOSがWindows XPの場合 -->
 <hyperv>
   <relaxed state='on'/>
   <vapic state='on'/>
   <spinlocks state='on' retries='8191'/>
   <vendor_id state='on' value='none'/>
 </hyperv>
 </syntaxhighlight>
<br>

==== GPUがNVIDIA Geforceの場合 (error code 43) ====
仮想マシンのデバイスマネージャでグラフィックボードを確認すると、"エラー43：ドライバーの読み込みに失敗しました"と表示されて、正常に機能しない場合がある。<br>
この問題は、NVidia GeForceシリーズのみ起こり(QuadroやTeslaにはこの問題は無い)、ユーザが仮想マシンでそれらを使用しようとすると、機能を意図的に無効化する。<br>
理由としては、仮想マシンでグラフィックカードを実行できるようになると、自社の製品の売上に悪影響を与える可能性があるからである。<br>
<br>
GeforceのGPUパススルーを正常に動作させるには、ハイパーバイザがその存在を隠すことで出来る。<br>
具体的な手順は以下の通りである。<br>
<br>
===== 手動での設定 =====
まず、KVMを開始する。<br>
 sudo systemctl start libvirtd
<br>
GPUパススルーを行う仮想マシンのxmlファイルを編集する。<br>
 sudo EDITOR=nano virsh edit <仮想マシン名>
<br>
<code><hyperv></code>タグ内に<code>vendor_id</code>タグを記述する。<br>
この時、<code>value</code>属性はどのような値でもよい。<br>
<span style="color:#C00000"><u>ただし、vendor_idタグの設定は、Quadro 2000以降のQuadroカードでは不要である。</u></span><br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <features>
 
   ...略
 
   <hyperv>
 
     ...略
 
     <vendor_id state="on" value="123456789ab"/>
   </hyperv>
 
   ...略
 
 </features>
 </syntaxhighlight>
<br>
次に、状態を非表示にするようにKVMに指示するため、<code><hyperv></code>タグ外の直下に、<code>kvm</code>タグと<code>hidden</code>タグを記述する。<br>
<span style="color:#C00000"><u>ただし、hiddenタグの設定も、Quadro 2000以降のQuadroカードでは不要である。</u></span><br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <features>
 
   ...略
 
   <hyperv>
 
     ...略

   </hyperv>
 
   ...略
 
   <kvm>
     <hidden state='on'/>
   </kvm>
 </features>
 </syntaxhighlight>
<br>
QEMU 4.0以降で仮想マシンにQ35チップセットを使用する場合、<code>features</code>タグ内に<code>ioapic</code>タグを記述する。<br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <features>
 
 ...略
 
   <ioapic driver="kvm"/>
 </features>
 </syntaxhighlight>
<br>
最後に、KVMを再起動する。
 sudo systemctl restart libvirtd
<br>
===== 自動での設定 =====
GitHubにあるvirsh-patcherパッケージは、簡単に上記の方法を行うことができる。<br>
 git clone https://github.com/PassthroughPOST/virsh-patcher virsh-patcher
<br>
以下のコマンドを実行して修正を適用する。<br>
 sudo virshpatcher --error43 --vendor-id 123456789ab <仮想マシン名>
<br><br>

== SynergyまたはBarrierのインストール ==
Windows10のインストール完了後、[https://symless.com/synergy Synergy(有償ソフトウェア)]または[https://github.com/debauchee/barrier/releases Barrier]をインストールできる。<br>
これらは、物理的なKVM(Keyboard-Video-Mouse)スイッチなしで、複数のPCで同じキーボードとマウスを使用できる。<br>
<br>
以下に、SynergyとBarrierのインストール手順を記載する。<br>
<br>
==== Synergy ====
Synergyは有償ソフトウェアであるが、一部の機能(通信の暗号化機能)を除いて、無償でも使用することができる。<br>
<br>
まず、以下のコマンドを実行して、LinuxにSynergyをインストールする。<br>
* パッケージ管理システムからインストール (非推奨 : Synergyのパッケージが古いため)
*: <code>sudo zypper install libdns_sd qsynergy synergy</code>
*: <br>
* ソースコードからインストール
*: まず、Synergyのビルドに必要な依存関係のライブラリをインストールする。
*: <code>sudo zypper install glib2-devel gdk-pixbuf-devel avahi-compat-mDNSResponder-devel dbus-1-devel libnotify-devel fixesproto-devel \</code>
*: <code>libXrandr-devel libXext-devel libXfixes-devel libXinerama-devel libXi-devel libXtst-devel xextproto-devel libxkbfile-devel \</code>
*: <code>inputproto-devel recordproto-devel libSM-devel libcurl-devel libopenssl-1_1-devel libopenssl-devel libavahi-devel \</code>
*: <code>libQt5Core-devel libQt5Gui-devel libQt5Network-devel libqt5-qtbase-common-devel libQt5Widgets-devel libQt5DBus-devel libqt5-linguist-devel</code>
*: <br>
*: 次に、Synergyのソースコードをダウンロードする。
*: <code>git clone https://github.com/symless/synergy-core.git</code>
*: <code>cd synergy-core</code>
*: 最新安定版 : <code>git checkout master</code>
*: 最新開発版 : <code>git checkout vX.Y.Z</code>
*: <br>
*: Synergyのビルドディレクトリを作成して、Synergyをビルドおよびインストールする。
*: <code>cd synergy-core && mkdir build && cd build</code>
*: <code>cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=<Synergyのインストールディレクトリ> ..</code>
*: <code>make -j $(nproc) または cmake --build . -j $(nproc)</code>
*: <code>make install または cmake --install .</code>
<br>
Synergyの実行ファイルが存在するディレクトリに、以下のようなシェルスクリプトを作成する。<br>
 vi /<Synergyの実行ファイルがあるディレクトリ>/bin/synergy.sh
<br>
 <syntaxhighlight lang="sh">
 # /<Synergyの実行ファイルがあるディレクトリ>/bin/synergy.shファイル
 
 #!/usr/bin/env sh
 
 appname="synergy"
 
 # use -f to make the readlink path absolute
 dirname="$(dirname -- "$(readlink -f -- "${0}")" )"
 
 if [ "$dirname" = "." ]; then
    dirname="${PWD}/${dirname}"
 fi
 
 cd ${dirname}
 
 # Initialize interpreter path
 export PATH="${dirname}:${PATH}"
 export LD_LIBRARY_PATH="/<Qtのインストールディレクトリ>/<Qtのバージョン>/gcc_64/lib:${LD_LIBRARY_PATH}"
 
 # Run Synergy binary
 "${dirname}/${appname}" "$@"
 </syntaxhighlight>
<br>
次に、Windows用のSynergyをダウンロードしてインストールする。<br>
インストール後、Synergyの設定を行う。<br>
<br>
* Synergyのアンインストール
** Windowsの場合
**# [プログラムの追加と削除](または[アプリと機能])で、Synergyをアンインストールする。<br>この時、"アプリとその関連情報がアンインストールされます"というメッセージが表示されるので、再度、[アンインストール]ボタンを押下する。
**# [アプリを終了する必要があります]メッセージ、および、アプリを自動的に終了させるかどうかを尋ねられるので、これを選択する。
**# 次に、regeditを実行して、以下に示すレジストリキーを削除する。(存在する場合)
**#* HKEY_CURRENT_USER\Software\Symless
**#* HKEY_CURRENT_USER\Software\Synergy
**#* HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Synergy
**#: <br>
**# 以下のディレクトリが存在する場合は、削除する。
**#* C:\ProgramData\Symless
**#* C:\ProgramData\Synergy
**#* C:\ProgramData\Synergy v2
**#* %USERPROFILE%\AppData\Local\Synergy
**#* %USERPROFILE%\AppData\Local\Symless
**#: <br>
**# 次に、SystemConfig.iniファイルを削除する。<br>この時、以前に保存した設定は失われる。
**#: C:\Program Files\Synergy\SystemConfig.ini
**#: <br>
**# 最後に、Windowsを再起動する。
**: <br>
** Linuxの場合
**# パッケージ管理システムを使用して、Synergyを削除する。
**# 次に、以下のコマンドを実行して、Synergyの設定を削除する。
**#* <code>rm -rf ~/.config/Symless/</code>
**#* <code>rm -rf ~/.config/Synergy/</code>
**#* <code>rm -rf ~/.synergy/</code>
**#* <code>rm -rf ~/.symless/</code>
**#: <br>
**# 次に、SystemConfig.iniファイルを削除する。<br>この時、以前に保存した設定は失われる。
**#: <code>sudo rm -rf /usr/local/etc/Symless/SystemConfig.ini</code>
<br>

==== Barrier (推奨) ====
===== パッケージ管理システムからインストール =====
まず、以下のコマンドを実行して、LinuxにBarrierをインストールする。<br>
 sudo zypper install barrier
<br>
次に、[https://github.com/debauchee/barrier/releases BarrierのGiHub]にアクセスして、Windows向けのBarrierの実行ファイルをダウンロードしてインストールする。<br>
インストール後、Barrierの設定を行う。<br>
<br>
===== ソースコードからインストール =====
まず、Barrierをビルドするため、依存関係のライブラリをインストールする。<br>
 # CentOS (EPELリポジトリの追加が必要)
 sudo yum groupinstall "Development Tools"
 
 sudo yum install 'dnf-command(config-manager)'
 sudo yum config-manager --set-enabled PowerTools
 
 sudo yum install cmake3 libcurl-devel avahi-compat-libdns_sd-devel libX11-devel libXtst-devel desktop-file-utils openssl-devel \
                  qt5-qtbase-devel
 
 # SUSE
 sudo zypper install --type pattern devel_basis
 sudo zypper install libdrm-devel libglvnd-devel libICE-devel \
                     libcurl-devel avahi-compat-mDNSResponder-devel libXtst-devel libopenssl-devel \
                     libSM-devel libXinerama-devel libXrandr-devel Mesa-devel \
                     libQt5Core-devel libQt5Gui-devel libQt5Network-devel libqt5-qtbase-common-devel libQt5Widgets-devel
<br>
次に、[https://github.com/debauchee/barrier/releases BarrierのGiHub]にアクセスして、Barrierのソースコードをダウンロードする。<br>
ダウンロードしたファイルを解凍して、ビルド向けディレクトリを作成する。<br>
 # Tarballからビルドする場合
 tar xf barrier-<バージョン>-release.tar.gz
 cd barrier-<バージョン>-release && mkdir build && cd build
 
 # Gitからビルドする場合
 git clone https://github.com/debauchee/barrier.git barrier && cd barrier
 git submodule update --init --recursive 
 ./clean_build.sh
 cd build
<br>
<u>※注意</u><br>
<u>Tarballをダウンロードした時、Barrierディレクトリのext/gmockディレクトリ、ext/gtestディレクトリ、ext/gulrak-filesystemディレクトリが空の場合、</u><br>
<u>以下のモジュールのソースコードをダウンロードする必要がある。</u><br>
 # Tarballのモジュールをダウンロードする場合
 wget https://github.com/google/googletest/archive/refs/tags/release-<バージョン>.tar.gz
 wget https://github.com/gulrak/filesystem/archive/refs/tags/<バージョン>.tar.gz
 tar xf googletest-release-<バージョン>.tar.gz
 tar xf filesystem-<バージョン>.tar.gz
 
 # Gitを使用してモジュールをダウンロードする場合
 git clone https://github.com/google/googletest.git
 git clone https://github.com/gulrak/filesystem
<br>
<u>Barrierのビルドに必要なソースコードを、Barrierディレクトリのext/gmockディレクトリ、ext/gtestディレクトリ、ext/gulrak-filesystemディレクトリにコピーする。</u><br>
 # Tarballのモジュールをダウンロードした場合
 cp -r googletest-release-<バージョン>/googlemock <Barrierディレクトリ>/ext/gmock
 cp -r googletest-release-<バージョン>/googletest <Barrierディレクトリ>/ext/gtest
 cp -r filesystem-<バージョン>/* <Barrierディレクトリ>/ext/gulrak-filesystem
 
 # Gitを使用してモジュールをダウンロードした場合
 cp -r googletest/googlemock/* <Barrierディレクトリ>/ext/gmock
 cp -r googletest/googletest/* <Barrierディレクトリ>/ext/gtest
 cp -r filesystem/* <Barrierディレクトリ>/ext/gulrak-filesystem
<br>
Barrierをビルドおよびインストールする。<br>
 # Tarballからインストールする場合
 cmake  -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=${HOME}/InstallSoftware/Barrier -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
 make -j $(nproc)
 make install
 
 # Gitからインストールする場合
 make DESTDIR=${HOME}/InstallSoftware/Barrier install 
<br>
Barrierの起動スクリプトを作成する。<br>
 vi ~/InstallSoftware/Barrier/barrier.sh
<br>
 <syntaxhighlight lang="sh">
 # ~/InstallSoftware/Barrier/barrier.sh
 
 #!/usr/bin/env sh
 
 appname="barrier"
 
 # use -f to make the readlink path absolute
 dirname="$(dirname -- "$(readlink -f -- "${0}")" )"
 
 if [ "$dirname" = "." ]; then
    dirname="${PWD}/${dirname}"
 fi
 
 cd ${dirname}
 
 # Initialize interpreter path
 export PATH="${dirname}:${PATH}"
 export LD_LIBRARY_PATH="/<Qtのインストールディレクトリ>/<Qtのバージョン>/gcc_64/lib:${LD_LIBRARY_PATH}"
 
 # Run Barrier binary
 "${dirname}/${appname}" "$@"
 </syntaxhighlight>
<br>
Barrierの起動スクリプトに実行権限を付加する。<br>
 chmod u+x ~/InstallSoftware/Barrier/barrier.sh
<br>
Barrierの実行に必要な依存関係のパッケージをインストールする。<br>
 sudo zypper install libdns_sd
<br>
Barrierのデスクトップエントリファイルを、~/.local/share/applicationsディレクトリに作成する。<br>
 # ~/.local/share/applications/Barrier.desktop
 
 [Desktop Entry]
 Type=Application
 Name=Barrier <バージョン>
 GenericName=Barrier
 Comment=Keyboard and mouse sharing solution
 Exec=/home/<ユーザ名>/InstallSoftware/Barrier/bin/barrier.sh
 Icon=/home/<ユーザ名>/InstallSoftware/Barrier/barrier
 Terminal=false
 Categories=Utility;
 Keywords=keyboard;mouse;sharing;network;share;
<br>
次に、[https://github.com/debauchee/barrier/releases BarrierのGiHub]にアクセスして、Windows向けのBarrierの実行ファイルをダウンロードする。<br>
KVMのゲストOSであるWindowsに、Barrierをインストールする。<br>
<br>
Barrierのインストール完了後、Barrierの設定を行う。<br>
<br>
Windowsにおいて、Barrierを自動起動する場合は以下の手順を行う。<br>
# まず、[スタート]ボタンを押下して、起動時に実行するソフトウェアを右クリックする。
# コンテキストメニューから[その他] - [ファイルの場所を開く]を選択して、ソフトウェアのショートカットが保存されているディレクトリを開く。<br>もし、[ファイルの場所を開く]オプションが表示されない場合、そのソフトウェアは起動時に実行できないことを意味する。
# 次に、[Super]キー + [R]キーを同時押下して、<code>shell:startup</code>と入力、[OK]ボタンを押下する。
# [スタートアップ]ディレクトリが開くので、ソフトウェアのショートカットが保存されているディレクトリから、ショートカットを[スタートアップ]ディレクトリにコピーする。
<br>

===== Barrierのアンインストール =====
* Windows
*# Barrierをアンインストールする前に、Barrierを終了する。<br><u>Barrierを起動したままでアンインストールした場合、ほとんどのBarrierに関するファイルが残ってしまうため注意すること。</u>
*# Barrierのサービスを停止するため、管理者権限でPowershellまたはコマンドプロンプトを起動して、<code>net stop</code>コマンドを実行する。<br>これは、<code>sc stop</code>コマンドでは非同期で実行されるため、<code>sc delete</code>コマンドが失敗して、アンインストール後にbarrierd.exeが残るからである。
*# <code>net stop</code>コマンドを実行する。<br><code>net stop</code>コマンドは、Barrierのサービスが停止するまで同期で実行するため、<code>sc delete</code>コマンドが成功する。
*# [設定] - [アプリ]画面または[コントロールパネル] - [プログラムと機能]画面から、Barrierをアンインストールする。
*# 次に、C:\Program Files\BarrierフォルダおよびC:\ProgramData\Barrierフォルダを削除する。
*# C:\Users\<ユーザ名>\AppData\Local\Barrierディレクトリを削除する。
*# C:\Users\<ユーザ名>\AppData\Local\Tempディレクトリに存在する"Barrier."から始まるファイル群を削除する。
*# regeditを実行して、\HKEY_USERS\S-<Windows11の現在のビルド番号>\SOFTWARE\Debaucheeを削除する。
*# %LocalAppData%\Barrierフォルダ(レジストリ設定、Barrierの設定ファイル、証明書、フィンガープリント)を削除する。
*# 必要ならば、Barrierに関するファイヤーウォールのルールを削除する。
*: <br>
* Linux
*# まず、Barrierのインストールディレクトリを削除する。
*#: <code>rm -rf <Barrierのインストールディレクトリ></code>
*# 次に、Barrierの設定ファイルが存在するディレクトリを削除する。
*#: <code>rm -rf ~/.local/share/barrier</code>
*#: <code>rm -rf ~/.config/Debauchee</code>
<br>

==== SynergyおよびBarrierが接続できない場合 ====
SUSE以外の各ディストリビューションでは、以下のコマンドを実行することで接続できる可能性がある。<br>
 sudo firewall-cmd --permanent --add-port=24800/tcp
 または
 sudo firewall-cmd --permanent --zone=libvirt --add-port=24800/tcp
 
 sudo firewall-cmd --reload
<br>
SUSEの場合および上記のコマンドで接続できない場合は、以下の設定を行う。<br>
<br>
まず、/usr/lib/firewalld/services/barrier.xmlファイルを作成する。<br>
(このファイルは不要の可能性があることに注意すること)<br>
 sudo vi /usr/lib/firewalld/services/barrier.xml
<br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <service>
    <short>Synergy</short>
    <description>Share a mouse and keyboard on KVM.</description>
    <port protocol="tcp" port="24800"/>
 </service>
 </syntaxhighlight>
<br>
次に、/usr/lib/firewalld/zones/libvirt.xmlファイルにおいて、<br>
<code></zone></code>タグの上部に<code><port port="24800" protocol="tcp"/></code>を追記する。<br>
 sudo nano /usr/lib/firewalld/zones/libvirt.xml
<br>
 <syntaxhighlight lang="xml">
 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <zone target="ACCEPT">
 
    <!-- ...略 -->
 
    <port port="24800" protocol="tcp"/>
 </zone>
 </syntaxhighlight>
<br>
最後に、上記の設定を有効にするため、ファイアーウォールを再読み込みまたはPCを再起動する。<br>
または、PCを再起動する。<br>
 sudo firewall-cmd --reload
 sudo systemctl restart firewalld
 または
 sudo shutdown -r now
<br><br>

== エラー時の対処方法 ==
==== ネットワーク ====
VM起動時に下記のエラーが出力されて、VMが起動できないことがある。<br>
 ERROR    Requested operation is not valid: network 'default' is not active
<br>
まず、以下のコマンドを実行する。<br>
この時、以下のメッセージが出力された場合は、<code>sudo virsh net-start default</code>を実行する。<br>
今後、このネットワークを自動起動するには、<code>sudo virsh net-autostart --network default</code>を実行する。<br>
 # 実行
 sudo virsh net-list --all
 
 # 出力
 名前      状態       自動起動      永続
 ------------------------------------------------
 default   停止状態   いいえ (no)   はい (yes)
<br>
また、以下のようにネットワークが表示されない場合がある。<br>
 Name                 State      Autostart     Persistent
 ----------------------------------------------------------
 
<br>
その時は、/run/libvirt/network/default.xmlファイルを作成して、以下に示す内容を記述する。(デフォルトネットワークを作成する)<br>
<br>
 # /run/libvirt/network/default.xmlファイル
 
 <networkstatus>
    <class_id bitmap='0-2'/>
    <floor sum='0'/>
    <network>
       <name>default</name>
       <uuid>e8a9f86b-1c3a-4fa5-ab03-1fb563b12b84</uuid>
       <forward mode='nat'>
          <nat>
             <port start='1024' end='65535'/>
          </nat>
       </forward>
       <bridge name='virbr0' stp='on' delay='0'/>
       <mac address='52:54:00:a3:0d:b0'/>
       <ip address='192.168.122.1' netmask='255.255.255.0'>
          <dhcp>
             <range start='192.168.122.2' end='192.168.122.254'/>
          </dhcp>
       </ip>
    </network>
 </networkstatus>
<br>
次に、そのネットワークをKVMホストに永続的に追加するには、以下のコマンドを実行する。<br>
 sudo virsh net-define --file default.xml
<br>
==== ファイアーウォール ====
VM起動時に下記のエラーが出力されて、VMが起動できないことがある。<br>
 error: Failed to start network default
 error: internal error: Failed to initialize a valid firewall backend
<br>
この時、ファイアーウォールサービスをインストールする。<br>
 sudo zypper install firewalld
<br>
サービスを有効にして、ネットワークを再び機能させるために、次のコマンドを実行する。<br>
 sudo systemctl enable --now firewalld
 sudo systemctl restart libvirtd
<br>
==== DNSマスカレード ====
VM起動時に下記のエラーが出力されて、VMが起動できないことがある。<br>
 error: Failed to start network default
 error: Cannot check dnsmasq binary /usr/sbin/dnsmasq: No such file or directory
<br>
この時、DNSマスカレードをインストールする。<br>
 sudo zypper install dnsmasq
<br><br>


__FORCETOC__
[[カテゴリ:CentOS]][[カテゴリ:SUSE]]