显卡直通

为什么要这么做？
Nvidia显卡
OPtimus Muxless 直通
Optimus Muxed直通

为什么要这么做？

我平常浏览网页、写代码等操作都在 Arch Linux 系统下完成，很少使用 Windows 双系统。但是有的时候我想和同学联机游戏，就不得不重启到 Windows 系统。

虽然已经有了 Wine、Proton 兼容层来运行 Windows 应用，还有 DXVK 来转译 DirectX 命令到 Vulkan 来提升性能

但是还是有很多游戏无法在 Wine 环境下正常运行，例如自带 DRM 或者反作弊保护的游戏，以及调用了奇怪 API 的游戏

但双系统意味着需要维护两套系统，包括分别的系统更新、数据的共享和同步等等

例如我为了在 Windows 下正常访问自己的文件，不得不开了台 Hyper-V 虚拟机装上 Linux

然后把 Linux ZFS 分区所在的硬盘直通进去，再用 Samba 共享出来

内存立减 1G，而且启动还慢，进桌面后过两三分钟网络驱动器才连接上

而传统的虚拟机软件（QEMU，VirtualBox，VMware）等的 3D 图形性能都很差：

QEMU：3D 加速是什么？
- 指只支持 2D 加速的 QXL
- 有 Virtio-GPU 这个支持 3D 的尝试，但功能不完整且不支持 Windows
VirtualBox：3D 加速聊胜于无
- 支持一点 DirectX，但是还是不完整
- VirtualBox 的 2D 图形绘制也会时常出错
- VirtualBox 有时会卡死（与 ZFS 的兼容性问题？）
VMware：3D 加速（相对）最好的一个
- 还是不够用
- 闭源+收费

另一种常用的方法是使用虚拟机软件的 PCIe 直通 功能，让虚拟机独占高性能显卡，直接加载显卡对应的驱动，和显卡直接通信：

这种方法需要 CPU 支持 VT-d 技术（Intel）或者 AMD-Vi（AMD），但近几年的 CPU 应该都支持
同时需要至少两张显卡（集显/核显也算在内）因为高性能独显被虚拟机占走了，如果没有第二张显卡，宿主系统就没有地方显示信息了
同时需要一个支持 PCIe 直通的虚拟机软件
- VirtualBox 和 VMware Workstation 据我所知是不行的
- VMware ESXi（一个专门用于虚拟化的操作系统）是可以的
  - 对于个人用户免费，而且有非常方便的网页界面
  - 缺点是闭源，挑网卡驱动，而且占用资源有点大（比如内存）
- Proxmox VE 也支持
  - 一个基于 Debian 的、专门针对虚拟化的系统
  - 系统本身免费开源，技术支持收费
  - 基于 QEMU
- 或者你在自己的 Linux 上装个 QEMU 也可以
  - QEMU：免费，开源，神
  - QEMU 启动要输一长串命令，但可以用 Libvirt 及 Virt-Manager 进行方便的管理

Nvidia显卡

但是对于 NVIDIA 显卡和笔记本平台来说，事情又要麻烦一些：

NVIDIA 的驱动在虚拟机中会拒绝加载

NVIDIA 不想让你买了几千块钱的民用卡就在虚拟机里用，他们希望你去买上万的 GRID 虚拟化专用卡

因此需要用一大堆神奇的操作来隐藏 “这是个虚拟机” 的事实，让 NVIDIA 驱动乖乖启动

另外笔记本电脑上的 NVIDIA 显卡和台式机上的是不一样的,不止是指性能，在整体架构上也有区别。在台式机上，显卡的连接方式是这样的：

也就是显卡只连接 CPU 和显示器，不关心其它的东西

但在笔记本上又有不同，而且不同的笔记本电脑也是有区别的

NVIDIA Optimus 的 MUXless

如果买的是几千元的中低端游戏本，连接方式可能是这样的：

区别在于，独显不直连显示器，而是将渲染好的画面传输给核显，让核显发给显示器。这种方案称为 NVIDIA Optimus 的 MUXless 结构：

优点：
- 省电（独显不用时可以直接关闭）
- 省钱（相比另外几种方案）
缺点：
- 游戏画面渲染延迟大（因为独显需要额外一步传输画面到核显）
- 显卡直通时会遇到严重的技术难题：
  - Windows 优先把游戏放在当前显示器对应的显卡上运行，由于独显没有连接显示器，因此游戏不会优先使用独显，而是根据虚拟机配置，使用低性能虚拟显卡（例如 QXL）或者使用 Intel 的 GVT-g 虚拟显卡（核显级性能）
  - 在 Intel + NVIDIA Optimus 的组合中，NVIDIA 的驱动会负责把游戏调到独显上渲染。但是 NVIDIA 驱动不承认 Intel GVT-g 虚拟显卡可以加入这个组合，就不会启动 Optimus
```
也就是，除非游戏主动检测并调用独显，否则游戏会在核显上运行
```

NVIDIA Optimus 的 MUXed

如果买的是一万元左右的中高端游戏本，连接方式可能是这样的：

与上一种方案的区别在于，电脑主板的电路上加入了开关，可以设置 HDMI 接口及显示器分别由核显或独显进行管理。这种方案也是 NVIDIA Optimus 的一种，称为 MUXed 结构：

优点：

省电（独显不用时可以关闭）
游戏渲染延迟小（只要将显示器切到独显上即可）

显卡直通更方便

例如，可以把独显切给 HDMI 接口，再在淘宝上 5 块钱买一个 HDMI 欺骗器（假显示器），这样虚拟机里的游戏就都会调用独显了

再用远程桌面等软件查看独显画面

缺点：贵（电路复杂）

游戏本

如果买的是几万块钱的 "后浪专用" 厚砖游戏本，连接方式可能是这样的：

你问核显哪去了？你都买几万块钱的电脑玩游戏，还要核显有什么用？

这种方案下，厂商直接硬件切断了核显的供电，以将供电全部分配给 CPU 和独显，取得更好的性能。实际上和台式机的架构没什么区别：

优点：
- 高性能，游戏渲染延迟小（独显直通显示器，核显不会和 CPU 和独显抢电）
- 省钱（没有复杂的切换电路）

缺点：

费电（独显需要一直开着）

但你买几万块钱的游戏本估计也不关心续航了

对显卡直通的毁灭性打击

因为只有一块显卡，一旦直通进虚拟机，主系统就没有显卡可用了

如果你要坚持进行直通，你需要自己编写显卡在虚拟机和主机之间切换的脚本，并且需要准备一种方法在失去显示的时候进行调试

艺高人胆大的可以上!

如何判断电脑是哪一种结构

在电脑的 Linux 系统中运行 lspci，查找有关 Intel HD Graphics 和 NVIDIA 的设备：

如果独显设备名以 3D Controller 开头，那你的电脑就是第一种 Optimus muxless 架构（核显直连显示器）
如果独显设备名以 VGA Controller 开头，并且有一个 HD Graphics 核显，那你的电脑是第二种 Optimus muxed 架构（核显、独显切换）
如果独显设备名以 VGA Controller 开头，并且没有 HD Graphics 核显，那你的电脑是第三种屏蔽核显的架构

OPtimus Muxless 直通

系统环境

我使用的电脑及系统环境如下：

联想拯救者 R720-15IKBN 笔记本电脑（i7-7700HQ，GTX 1050）
- 属于第一种的 Optimus MUXless 架构，核显直连显示器
宿主系统使用 Arch Linux，并更新到写本文时的最新版本
虚拟机软件使用 QEMU，并且安装 Libvirt 及 Virt-Manager 进行图形化管理
虚拟机内使用 Windows 10 LTSC 2019

目标如下：

创建一个 Intel 的 GVT-g 虚拟核显，将其直通进虚拟机
因为是虚拟显卡，宿主系统仍可正常显示图像
在宿主系统上禁用 NVIDIA 独显，将其完全交由虚拟机管理

开始以下步骤前，需要准备这些东西：

一个装好 Windows 10 系统的 QEMU（Libvirt）虚拟机
- 使用 UEFI（OVMF）启动，用 BIOS 方式（SeaBIOS）不一定能成功
- 配置有 QXL 虚拟显卡
一个能在宿主机上启动的 Windows 系统，只要能打开设备管理器即可
- 可以是双系统，Windows To Go 等
- Windows PE 或许也可以
宿主机使用 Intel 核显显示内容，独显要么被禁用，要么驱动被卸载
- 否则无法完成直通 GVT-g 虚拟显卡（Virt-Manager 会闪退）
- 也无法完成直通独显（因为独显被宿主系统占用了）

重要的提示：

整个步骤中会多次重启宿主系统，同时一些操作可能导致宿主系统崩溃，请备份好数据
整个步骤中不需要手动下载任何显卡驱动，交给 Windows 自动下载就好
- 如果 Windows 自动下载失败，手动安装驱动的底线是下载驱动 EXE 然后双击安装
- 千万不要在设备管理器中手动指定设备安装
- 手动安装显卡驱动有时反而会干扰判断

操作步骤

禁止宿主系统管理 NVIDIA 独显

宿主系统上的 NVIDIA 的驱动会占用独显，阻止虚拟机调用它，因此需要先用 PCIe 直通用的 vfio-pci 驱动替换掉它

即使你不需要直通独显，你仍然需要一种方法把宿主系统的图形显示调整到核显上，否则后续直通核显时 Virt-Manager 会崩溃

你可以用这里的方法禁用 NVIDIA 驱动，或者使用 optimus-manager 等软件进行管理

禁用 NVIDIA 驱动，把独显交给处理虚拟机 PCIe 直通的内核模块管理的步骤如下：

运行 lspci -nn | grep NVIDIA ，获得类似如下输出：

$ lspci -nn | grep NVIDIA

01:00.0 3D controller [0302]: NVIDIA Corporation GP107M [GeForce GTX 1050 Mobile] [10de:1c8d] (rev a1)

这里的 [10de:1c8d] 就是独显的制造商 ID 和设备 ID

其中 10de 代表这个 PCIe 设备由 NVIDIA 生产，而 1c8d 代表这是张 1050

创建 /etc/modprobe.d/nvidia.conf ，添加如下内容：

options vfio-pci ids=10de:1c8d

给 vfio-pci 这个负责 PCIe 直通的内核驱动一个配置，让它去管理独显

ids 参数就是要直通的独显的制造商 ID 和设备 ID

修改 /etc/mkinitcpio.conf ，在 MODULES 中添加以下内容：

MODULES=(vfio_pci vfio vfio_iommu_type1 vfio_virqfd)

并且删除 nvidia 等与 NVIDIA 驱动相关的内核模块

这样 PCIe 直通模块就会在系统启动的早期抢占独显，阻止 NVIDIA 驱动后续占用

运行 mkinitcpio -P 更新 initramfs

重启电脑

也可以等到配置完核显直通的第一步后再重启

配置 Intel GVT-g 虚拟核显

还记得前面提到的上万的 NVIDIA GRID 显卡吗？

在使用那些显卡时，显卡驱动本身支持虚拟出多个显卡分别分配给不同虚拟机，就像 CPU 的虚拟化技术一样

与 NVIDIA 不同，Intel 的 5 代及之后的 CPU 自带的核显都直接支持了这个功能，不需要额外花钱去购买昂贵的计算卡了

虽然核显本身性能非常弱鸡，但是相比 QXL 等方案，它至少能让虚拟机内可以流畅的完成浏览网页等工作

同时 Intel 核显直通配置相对简单：

启用 GVT-g 所需的内核配置，加载对应的内核模块
- 编辑内核参数（如果使用 Systemd-boot，在类似 /boot/loader/entries/arch.conf 的位置），添加如下内容：
```
i915.enable_gvt=1 kvm.ignore_msrs=1 intel_iommu=on
```
- 编辑 /etc/modules-load.d/intel.conf ，添加如下三行内容：
```
kvmgt
vfio-iommu-type1
vfio-mdev
```
```
这三行对应了需要加载的内核模块
```
- 重启电脑

创建虚拟显卡

运行 lspci | grep "HD Graphics" 查找核显的 PCIe 总线位置编号：

lspci | grep "HD Graphics" 

00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation HD Graphics 630 (rev 04)

代表核显的总线位置是 00:02.0

运行以下命令创建虚拟显卡：

# 需要以 root 身份执行
sudo su
echo "af5972fb-5530-41a7-0000-fd836204445b" > "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:02.0/mdev_supported_types/i915-GVTg_V5_4/create"

注意：替换核显的 PCIe 编号，以及可以替换传入的 UUID

另外，每次系统重启后，都需要在启动虚拟机之前手动运行这条命令

可以把这条命令加入 /etc/rc.local，在开机时自动添加虚拟显卡。虚拟机不运行时，虚拟显卡是不影响性能的

修改虚拟机配置，让虚拟显卡对虚拟机可见：
- 运行 virsh edit Win10 ，其中 Win10 是 虚拟机名 ，在 </devices> 前加入以下内容：
```
<hostdev mode='subsystem' type='mdev' managed='no' model='vfio-pci' display='off'>
  <source>
    <address uuid='af5972fb-5530-41a7-0000-fd836204445b'/>
  </source>
</hostdev>
```
```
注意：替换里面的 UUID，和上一步的一致

同时这里的 display 的值是 off，目前是正常的
```
- 注意：先不要删掉 QXL 显卡
- 启动虚拟机，打开设备管理器，应该会多出一个 Microsoft 基本显示适配器
- 把虚拟机连上网，等一会，系统会自动装好 Intel 的核显驱动，开始菜单里会出现 Intel 控制面板
  - 如果等了很长时间系统还没有装好驱动，可以去 Intel 官网下载核心显卡的驱动（就是普通那个），然后拷进虚拟机尝试安装
```
如果安装失败，代表操作出了问题，或者虚拟机软件有 Bug
```
- 驱动安装成功后，虚拟机已经看到了 Intel 显卡，但是因为当前的显示器显示的是 QXL 显卡的图像，Intel 显卡不是主显卡，因此 Windows 还没有把任何程序放到上面运行
```
下一步就要禁用 QXL 显卡了
```

关闭虚拟机，再次修改虚拟机配置：

在上面添加的这个 <hostdev> 中，把 display='off' 改成 display='on'

删除 <graphics>…</graphics> 和 <video>…</video> 的所有内容，用如下内容替换：

<graphics type='spice'>
  <listen type='none'/>
  <image compression='off'/>
  <gl enable='yes'/>
</graphics>

<video>
  <model type='none'/>
</video>

在 </domain> 之前添加如下内容：

<qemu:commandline>
  <qemu:arg value='-set'/>
  <qemu:arg value='device.hostdev0.ramfb=on'/>
  <qemu:arg value='-set'/>
  <qemu:arg value='device.hostdev0.driver=vfio-pci-nohotplug'/>
  <qemu:arg value='-set'/>
  <qemu:arg value='device.hostdev0.x-igd-opregion=on'/>
  <qemu:arg value='-set'/>
  <qemu:arg value='device.hostdev0.xres=1920'/>
  <qemu:arg value='-set'/>
  <qemu:arg value='device.hostdev0.yres=1080'/>
  <qemu:arg value='-set'/>
  <qemu:arg value='device.hostdev0.romfile=/vbios_gvt_uefi.rom'/>
  <qemu:env name='MESA_LOADER_DRIVER_OVERRIDE' value='i965'/>
</qemu:commandline>

其中 vbios_gvt_uefi.rom 从 http://120.25.59.132:3000/vbios_gvt_uefi.rom 下载，放在根目录下

如果移动了位置，也要对应修改 romfile 参数

把整个文件第一行的 <domain type='kvm'> 改成 <domain type='kvm' xmlns:qemu='http://libvirt.org/schemas/domain/qemu/1.0'>

重新启动虚拟机，应该有正常的图像显示

此时虚拟机就开始使用 GVT-g 虚拟显卡了

配置 NVIDIA 独显直通

在前面的步骤中，宿主系统的 NVIDIA 官方驱动已经被禁用，独显现在由主管 PCIe 直通的 vfio-pci 驱动管理

将显卡直通进虚拟机本身是个简单的操作，但是丧心病狂的 NVIDIA 为了收钱，在驱动程序上做了很多限制：

显卡必须连接在正确的 PCIe 总线位置上
系统不能有明显的虚拟机特征
系统必须有电池
系统的 ACPI 表中必须能找得到显卡 BIOS
等等……

因此必须一步步绕过这些坑

从 465 版本开始，NVIDIA 解除了大部分的限制，理论上来说现在直接把显卡直通进虚拟机就能用

但也只是理论上而已

依然建议做完所有的隐藏虚拟机的步骤，因为：

对于笔记本电脑来说，NVIDIA 并没有解除所有的限制

至少在我测试时，显卡的 PCIe 总线位置和系统是否存在电池依然会导致直通失败、驱动报错代码 43

即使 NVIDIA 驱动不检测虚拟机，运行的程序也会检测虚拟机，隐藏虚拟机特征可以提高成功运行这些程序的概率
```
典型例子包括带有反作弊系统的网游，或者部分需要联网激活的商业软件
```
由于 Optimus MUXless 的架构限制，仍然需要修改 UEFI 固件，以让虚拟机内的显卡驱动能够读取 GPU vBIOS

首先把宿主机重启到 Windows 系统，做如下事情：
- （可选）下载一个 GPU-Z，导出显卡的 BIOS 备用
- 进入设备管理器，找到显卡，查看它的硬件 ID，类似 PCI\VEN_10DE&DEV_1C8D&SUBSYS_39D117AA&REV_A1，记录下来备用

重启回 Linux。如果你上面一步没有导出显卡的 BIOS，这里也可以使用 VBiosFinder 软件，从电脑的 BIOS 更新中提取显卡 BIOS 内容：

# 下载 VBiosFinder
git clone https://github.com/coderobe/VBiosFinder.git
# 去你电脑的技术支持网站下载 BIOS 更新，一般是一个 EXE 程序。
# 我的 BIOS 更新名为 BIOS-4KCN45WW.exe，如果有不同注意替换
mv BIOS-4KCN45WW.exe VBiosFinder/
# 安装依赖
pikaur -S ruby ruby-bundler innoextract p7zip upx
# 安装 rom-parser
git clone https://github.com/awilliam/rom-parser.git
cd rom-parser
make
mv rom-parser ../VBiosFinder/3rdparty
cd ..
# 安装 UEFIExtract
git clone https://github.com/LongSoft/UEFITool.git -b new_engine
cd UEFITool
./unixbuild.sh
mv UEFIExtract/UEFIExtract ../VBiosFinder/3rdparty
cd ..
# 开始提取显卡 BIOS
cd VBiosFinder
bundle update --bundler
bundle install --path=vendor/bundle
./vbiosfinder extract BIOS-4KCN45WW.exe
ls output
# output 文件夹内有几个命名类似如下的文件：
# - vbios_10de_1c8c.rom
# - vbios_10de_1c8d.rom
# - vbios_10de_1c8e.rom
# - ...
# 找到对应显卡制造商 ID 和设备 ID 的文件，就是你的显卡 BIOS

把显卡 BIOS 添加到虚拟机的 UEFI 固件（即 OVMF）中

在 Optimus 笔记本电脑上，NVIDIA 的驱动会去系统的 ACPI 表中查找显卡的 BIOS，并将其加载到显卡上，而 ACPI 表由 UEFI 固件管理

因此需要修改 UEFI 固件添加显卡 BIOS

# 根据 GitHub 上用户反馈，UEFI 固件编译完成后不能移动位置
# 所以要先找好存放的地方
cd /opt
git clone https://github.com/tianocore/edk2.git
# 安装编译过程中需要的依赖
pikaur -S git python2 iasl nasm subversion perl-libwww vim dos2unix gcc5
# 假设你导出的显卡 BIOS 存放在 /vbios.rom
cd edk2/OvmfPkg/AcpiPlatformDxe
xxd -i /vbios.rom vrom.h
# 编辑 vrom.h，把 unsigned char 数组的名字修改成 VROM_BIN
# 把文件末尾的长度变量改名为 VROM_BIN_LEN，并记录下长度值，我的是 167936
wget https://github.com/jscinoz/optimus-vfio-docs/files/1842788/ssdt.txt -O ssdt.asl
# 编辑 ssdt.asl，修改第 37 行为 VROM_BIN_LEN 的值
# 然后执行下面这行命令，会报错但是没关系，只要 Ssdt.aml 有了就行
iasl -f ssdt.asl
xxd -c1 Ssdt.aml | tail -n +37 | cut -f2 -d' ' | paste -sd' ' | sed 's/ //g' | xxd -r -p > vrom_table.aml
xxd -i vrom_table.aml | sed 's/vrom_table_aml/vrom_table/g' > vrom_table.h
# 返回 edk2 的目录下打补丁
cd ../..
wget https://gist.github.com/jscinoz/c43a81882929ceaf7ec90afd820cd470/raw/139799c87fc806a966250e5686e15a28676fc84e/nvidia-hack.diff
patch -p1 < nvidia-hack.diff
# 开始编译 OVMF
make -C BaseTools
. ./edksetup.sh BaseTools
# 修改 Conf/target.txt 中如下变量的值：
# - ACTIVE_PLATFORM       = OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc
# - TARGET_ARCH           = X64
# - TOOL_CHAIN_TAG        = GCC5
build
# 等待编译完成，确认 Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/FV 文件夹下有这两个文件：
# - OVMF_CODE.fd
# - OVMF_VARS.fd
# 然后替换你的虚拟机的 UEFI 参数，注意修改虚拟机名
cp Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/FV/OVMF_VARS.fd /var/lib/libvirt/qemu/nvram/Win10_VARS.fd

编辑虚拟机配置 virsh edit Win10 ，做如下修改：

<!-- 把 os 一段改成这样，注意对应你的 OVMF_CODE.fd 路径 -->
<os>
  <type arch='x86_64' machine='pc-q35-4.2'>hvm</type>
  <loader readonly='yes' type='pflash'>/opt/edk2/Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/FV/OVMF_CODE.fd</loader>
  <nvram>/var/lib/libvirt/qemu/nvram/Win10_VARS.fd</nvram>
</os>
<!-- 把 features 一段改成这样，就是让 QEMU 隐藏虚拟机的特征 -->
<features>
  <acpi/>
  <apic/>
  <hyperv>
    <relaxed state='on'/>
    <vapic state='on'/>
    <spinlocks state='on' retries='8191'/>
    <vendor_id state='on' value='GenuineIntel'/>
  </hyperv>
  <kvm>
    <hidden state='on'/>
  </kvm>
  <vmport state='off'/>
</features>
<!-- 添加显卡直通的 PCIe 设备，必须放在核显 hostdev 的后面 -->
<hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
  <source>
    <address domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0'/>
  </source>
  <rom bar='off'/>
  <!-- 注意这里的 PCIe 总线地址必须是 01:00.0，一点都不能差 -->
  <!-- 如果保存时提示 PCIe 总线地址冲突，就把其它设备的 <address> 全部删掉 -->
  <!-- 这样 Libvirt 会重新分配一遍 PCIe 地址 -->
  <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0' multifunction='on'/>
</hostdev>
<!-- 在 </qemu:commandline> 之前添加这些参数 -->
<qemu:arg value='-set'/>
<qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-vendor-id=0x10de'/>
<qemu:arg value='-set'/>
<qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-device-id=0x1c8d'/>
<qemu:arg value='-set'/>
<qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-sub-vendor-id=0x17aa'/>
<qemu:arg value='-set'/>
<qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-sub-device-id=0x39d1'/>
<qemu:arg value='-acpitable'/>
<qemu:arg value='file=/ssdt1.dat'/>

此处的 ID 对应之前从设备管理器里查出的硬件 ID，PCI\VEN_10DE&DEV_1C8D&SUBSYS_39D117AA&REV_A1

此处的 ssdt1.dat 对应如下 Base64，可以用 Base64 解码网站转换成二进制文件，放在根目录。如果移动了，需要对应修改上面的 file 参数：

U1NEVKEAAAAB9EJPQ0hTAEJYUENTU0RUAQAAAElOVEwYEBkgoA8AFVwuX1NCX1BDSTAGABBMBi5f
U0JfUENJMFuCTwVCQVQwCF9ISUQMQdAMCghfVUlEABQJX1NUQQCkCh8UK19CSUYApBIjDQELcBcL
cBcBC9A5C1gCCywBCjwKPA0ADQANTElPTgANABQSX0JTVACkEgoEAAALcBcL0Dk=

这也是一个修改后的 ACPI 表，用来模拟一块满电的电池，只不过不需要合并到 OVMF 里，而是直接用参数加载就可以

启动虚拟机，等一会，Windows 10 会自动装好 NVIDIA 驱动
- 如果设备管理器里显卡打感叹号，显示代码 43，即驱动程序加载失败，你需要检查上面的步骤有没有遗漏，所有配置是否正确：
  - 将设备管理器切换到 Device by Connection （按照连接方式显示设备），确认： 显卡的地址 是总线 Bus 1 ，接口 Slot 0 ，功能 Function 0 ，并且确认 显卡上级的 PCIe 接口 是总线 Bus 0 ，接口 Slot 1 ，功能 Function 0
```
是的，NVIDIA 驱动的检查就是这么严格
```
  - 如果对不上，你需要按上面的方法重新分配一遍设备的 PCIe 地址
- 如果系统没有自动安装 NVIDIA 驱动，并且手动下载的也显示系统不兼容/找不到显卡，那么需要查看显卡的属性，其 硬件 ID 是否与宿主机上查看到的一致
```
即使显卡正常工作了，依然打不开 NVIDIA 控制面板（显示未连接显示器），这是正常现象
```

下一步呢？

即使配置完了上面的所有步骤，核显和独显都在虚拟机里正常工作了，对玩游戏的帮助也不大：

由于 Windows 认为主显示器连接在 GVT-g 虚拟核显上，系统会把所有 3D 应用交给性能孱弱的核显来渲染
- 如果没直通 GVT-g 虚拟核显，那就是主显示器连接在 QXL 上
```
例外：根据反馈部分虚幻引擎游戏会自动检测并主动调用独显
```
由于 MUXless Optimus 独显没有直连显示器，因此无法以任意方式指定独显为主显示卡
Intel GVT-g 虚拟核显与 NVIDIA 独显无法正常组成 Optimus，因此 NVIDIA 驱动也不会主动把游戏调到独显上渲染
如果只留 NVIDIA 一块显卡，虽然 Windows 会把渲染放在独显上（没得选了），但分辨率会被限制到 640x480，同时你就必须依赖远程桌面玩游戏了。

因此目前 Optimus 显卡直通的炫技成分更大于实用。如果你是驱动开发大佬，可以从以下几个方向进行研究：

1. 让 Intel GVT-g 虚拟核显和 NVIDIA 独显正常组成 Optimus
2. 让 QXL 和 NVIDIA 独显组成 Optimus
3. 魔改 NVIDIA 驱动加一个虚拟显示器

附录 Libvirt XML 文件

最终 Libvirt XML 文件：

<domain type='kvm' xmlns:qemu='http://libvirt.org/schemas/domain/qemu/1.0'>
  <name>Win10</name>
  <uuid>6f0e09e1-a7d4-4d33-b4f8-0dc69eaaed9b</uuid>
  <metadata>
    <libosinfo:libosinfo xmlns:libosinfo="http://libosinfo.org/xmlns/libvirt/domain/1.0">
      <libosinfo:os id="http://microsoft.com/win/10"/>
    </libosinfo:libosinfo>
  </metadata>
  <memory unit='KiB'>4194304</memory>
  <currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory>
  <vcpu placement='static'>8</vcpu>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='pc-q35-4.2'>hvm</type>
    <loader readonly='yes' type='pflash'>/opt/edk2/Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/FV/OVMF_CODE.fd</loader>
    <nvram>/var/lib/libvirt/qemu/nvram/Win10_VARS.fd</nvram>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <apic/>
    <hyperv>
      <relaxed state='on'/>
      <vapic state='on'/>
      <spinlocks state='on' retries='8191'/>
      <vendor_id state='on' value='GenuineIntel'/>
    </hyperv>
    <kvm>
      <hidden state='on'/>
    </kvm>
    <vmport state='off'/>
  </features>
  <cpu mode='host-model' check='partial'>
    <topology sockets='1' dies='1' cores='4' threads='2'/>
  </cpu>
  <clock offset='localtime'>
    <timer name='rtc' tickpolicy='catchup'/>
    <timer name='pit' tickpolicy='delay'/>
    <timer name='hpet' present='no'/>
    <timer name='hypervclock' present='yes'/>
  </clock>
  <on_poweroff>destroy</on_poweroff>
  <on_reboot>restart</on_reboot>
  <on_crash>destroy</on_crash>
  <pm>
    <suspend-to-mem enabled='no'/>
    <suspend-to-disk enabled='no'/>
  </pm>
  <devices>
    <emulator>/usr/bin/qemu-system-x86_64</emulator>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <source file='/var/lib/libvirt/images/Win10.img'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <boot order='1'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x07' slot='0x00' function='0x0'/>
    </disk>
    <disk type='file' device='cdrom'>
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <source file='/mnt/files/LegacyOS/Common/virtio-win-0.1.141.iso'/>
      <target dev='sda' bus='sata'/>
      <readonly/>
      <boot order='2'/>
      <address type='drive' controller='0' bus='0' target='0' unit='0'/>
    </disk>
    <controller type='usb' index='0' model='qemu-xhci' ports='15'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x04' slot='0x00' function='0x0'/>
    </controller>
    <controller type='sata' index='0'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x1f' function='0x2'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='0' model='pcie-root'/>
    <controller type='pci' index='1' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='1' port='0x10'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x0' multifunction='on'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='2' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='2' port='0x11'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x1'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='3' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='3' port='0x12'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x2'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='4' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='4' port='0x13'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x3'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='5' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='5' port='0x14'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x4'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='6' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='6' port='0x15'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x5'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='7' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='7' port='0x8'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x6'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='8' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='8' port='0x9'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x7'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='9' model='pcie-to-pci-bridge'>
      <model name='pcie-pci-bridge'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x02' slot='0x00' function='0x0'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='10' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='10' port='0xa'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0' multifunction='on'/>
    </controller>
    <controller type='pci' index='11' model='pcie-root-port'>
      <model name='pcie-root-port'/>
      <target chassis='11' port='0xb'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x1'/>
    </controller>
    <controller type='virtio-serial' index='0'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x05' slot='0x00' function='0x0'/>
    </controller>
    <controller type='scsi' index='0' model='virtio-scsi'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x06' slot='0x00' function='0x0'/>
    </controller>
    <interface type='bridge'>
      <mac address='52:54:00:b0:65:5a'/>
      <source bridge='br0'/>
      <model type='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x03' slot='0x00' function='0x0'/>
    </interface>
    <serial type='pty'>
      <target type='isa-serial' port='0'>
        <model name='isa-serial'/>
      </target>
    </serial>
    <console type='pty'>
      <target type='serial' port='0'/>
    </console>
    <channel type='spicevmc'>
      <target type='virtio' name='com.redhat.spice.0'/>
      <address type='virtio-serial' controller='0' bus='0' port='1'/>
    </channel>
    <input type='tablet' bus='usb'>
      <address type='usb' bus='0' port='1'/>
    </input>
    <input type='mouse' bus='ps2'/>
    <input type='keyboard' bus='ps2'/>
    <graphics type='spice'>
      <listen type='none'/>
      <image compression='off'/>
      <gl enable='yes'/>
    </graphics>
    <sound model='ich9'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x1b' function='0x0'/>
    </sound>
    <video>
      <model type='none'/>
    </video>
    <hostdev mode='subsystem' type='mdev' managed='no' model='vfio-pci' display='on'>
      <source>
        <address uuid='af5972fb-5530-41a7-0000-fd836204445b'/>
      </source>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x0a' slot='0x00' function='0x0'/>
    </hostdev>
    <hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
      <source>
        <address domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0'/>
      </source>
      <rom bar='off'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0' multifunction='on'/>
    </hostdev>
    <redirdev bus='usb' type='spicevmc'>
      <address type='usb' bus='0' port='2'/>
    </redirdev>
    <redirdev bus='usb' type='spicevmc'>
      <address type='usb' bus='0' port='3'/>
    </redirdev>
    <memballoon model='virtio'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x08' slot='0x00' function='0x0'/>
    </memballoon>
  </devices>
  <qemu:commandline>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev0.ramfb=on'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev0.driver=vfio-pci-nohotplug'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev0.x-igd-opregion=on'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev0.xres=1920'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev0.yres=1080'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev0.romfile=/vbios_gvt_uefi.rom'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-vendor-id=0x10de'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-device-id=0x1c8d'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-sub-vendor-id=0x17aa'/>
    <qemu:arg value='-set'/>
    <qemu:arg value='device.hostdev1.x-pci-sub-device-id=0x39d1'/>
    <qemu:arg value='-acpitable'/>
    <qemu:arg value='file=/ssdt1.dat'/>
    <qemu:env name='MESA_LOADER_DRIVER_OVERRIDE' value='i965'/>
  </qemu:commandline>
</domain>

Optimus Muxed直通

一年前，为了能够一边用 Arch Linux 浏览网页、写代码，一边用 Windows 运行游戏等没法在 Linux 上方便地完成的任务

我试着在我的联想 R720 游戏本上进行了显卡直通

但是由于那台电脑是 Optimus MUXless 架构（前文有各种架构的介绍），也就是独显没有输出端口、全靠核显显示画面

那套配置的应用受到了很大的阻碍，最后被放弃

但是现在，换了台新电脑。这台电脑的 HDMI 输出接口是直连 NVIDIA 独立显卡的，也就是 Optimus MUXed 架构。在这种架构下，有办法让虚拟机识别到一个 “独显上的显示器”，从而正常启用大部分功能。于是，我终于可以配置出一套可以长期使用的显卡直通配置

准备工作

需要准备好：

一台 Optimus MUXed 架构的笔记本电脑
- 电脑型号是 HP OMEN 17t-ck000（i7-11800H，RTX 3070）
- 本次更新时用的操作系统是 NixOS，但大部分步骤同样适用于其它 Linux 发行版
- 建议关闭安全启动功能，但既然已经装上了 Linux，大概率已经关掉了
```
安全启动理论上可能会对 PCIe 直通功能造成一定的限制
```

用 Libvirt（Virt-Manager）配置好一台 Windows 10 或 Windows 11 的虚拟机，我用的是 Windows 11

虚拟机用的是 UEFI （OVMF）模式启动

但理论上用 BIOS 方式（SeaBIOS）也可以。这次的步骤没有必须用 UEFI 启动方式的地方

一定要关闭虚拟机的安全启动！不然有些驱动装不上！

Windows 11 安装程序会检测安全启动是否开启，关闭安全启动后可能会提示计算机不兼容，拒绝安装

此时可以参照这篇文章解决问题：https://sysin.org/blog/windows-11-no-tpm/

先配置好 QXL 虚拟显卡，保证自己可以看得到虚拟机的视频输出

（可选）根据电脑视频输出接口的不同，一个 HDMI，DP，或 USB Type-C 接口的假显示器（诱骗接头）
```
淘宝上一般几块到十几块钱一个

或者也可以选择安装虚拟显示器驱动
```
（可选）外接一套 USB 键鼠套装

开始操作之前，预先提醒：

整个步骤中会多次重启宿主系统，同时一些操作存在导致宿主系统崩溃的风险，请备份好数据
整个步骤中你不需要手动下载任何 NVIDIA 显卡驱动，交给 Windows 自动下载就好
- 如果 Windows 自动下载失败，手动安装驱动的底线是下载驱动 EXE 然后双击安装
- 千万不要在设备管理器中手动指定设备安装
```
手动安装显卡驱动有时反而会干扰判断
```

操作步骤

禁止宿主系统管理 NVIDIA 独显

这一步骤其实和前面 Muxless 是一样的

如果你用的是 NixOS 系统，可以直接使用下面的配置：

{
  boot.kernelModules = ["vfio-pci"];
  boot.extraModprobeConfig = ''
    # 这里改成你的显卡的制造商 ID 和设备 ID
    options vfio-pci ids=10de:249d
  '';

  boot.blacklistedKernelModules = ["nouveau" "nvidiafb" "nvidia" "nvidia-uvm" "nvidia-drm" "nvidia-modeset"];
}

配置 NVIDIA 独显直通

前面已经介绍了一大堆绕过 NVIDIA 驱动限制的内容。但是从 465 版本开始，NVIDIA 解除了大部分的限制

理论上来说现在直接把显卡直通进虚拟机就能用，但也只是理论上而已

那么，开始操作：

与 Optimus MUXless 架构不同，这次没有手动提取显卡 BIOS、修改 UEFI 固件就成功进行了显卡直通
- 如果显卡直通进虚拟机后无法安装驱动，包括 Windows 不会自动下载安装、手动下载 NVIDIA 官网驱动安装器也提示找不到兼容的显卡，那么大概率仍然需要提取显卡 BIOS
- 为了二次确认，可以在虚拟机里进入设备管理器，找到显卡，查看它的硬件 ID，类似 PCI\VEN_10DE&DEV_1C8D&SUBSYS_39D117AA&REV_A1
  - 如果 SUBSYS 后面跟着的是一串 0，这就意味着显卡 BIOS 加载失败，需要手动提取显卡 BIOS
```
具体步骤请看Muxless “配置 NVIDIA 独显直通” 一节
```

编辑虚拟机配置， virsh edit Windows ，做如下修改：

<!-- 把 features 一段改成这样，就是让 QEMU 隐藏虚拟机的特征 -->
<features>
  <acpi/>
  <apic/>
  <hyperv mode="custom">
    <relaxed state="on"/>
    <vapic state="on"/>
    <spinlocks state="on" retries="8191"/>
    <vpindex state="on"/>
    <runtime state="on"/>
    <synic state="on"/>
    <stimer state="on"/>
    <reset state="on"/>
    <vendor_id state="on" value="GenuineIntel"/>
    <frequencies state="on"/>
    <tlbflush state="on"/>
  </hyperv>
  <kvm>
    <hidden state="on"/>
  </kvm>
  <vmport state="off"/>
</features>
<!-- 添加显卡直通的 PCIe 设备 -->
<hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>
  <source>
    <address domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0'/>
  </source>
  <rom bar='off'/>
  <!-- 注意这里的 PCIe 总线地址必须是 01:00.0，一点都不能差 -->
  <!-- 如果保存时提示 PCIe 总线地址冲突，就把其它设备的 <address> 全部删掉 -->
  <!-- 这样 Libvirt 会重新分配一遍 PCIe 地址 -->
  <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0' multifunction='on'/>
</hostdev>
<!-- 添加一块在虚拟机和宿主机之间共享的内存，以便将虚拟机显示内容传回宿主机 -->
<shmem name='looking-glass'>
  <model type='ivshmem-plain'/>
  <!-- 这里内存大小的公式是：分辨率宽 x 分辨率高 / 131072，然后向上取到 2 的 n 次方 -->
  <!-- 因为大部分 HDMI 假显示器的分辨率都是 3840 x 2160，计算结果是 63.28MB，向上取到 64MB -->
  <size unit='M'>64</size>
</shmem>
<!-- 禁用内存 Balloon，也就是内存动态伸缩，严重影响性能 -->
<memballoon model="none"/>
<!-- 在 </qemu:commandline> 之前添加这些参数 -->
<qemu:arg value='-acpitable'/>
<qemu:arg value='file=/ssdt1.dat'/>

这里的 ssdt1.dat 是一个修改后的 ACPI 表，用来模拟一块满电的电池。它对应如下 Base64，可以用 Base64 解码网站转换成二进制文件，放在根目录：

U1NEVKEAAAAB9EJPQ0hTAEJYUENTU0RUAQAAAElOVEwYEBkgoA8AFVwuX1NCX1BDSTAGABBMBi5f
U0JfUENJMFuCTwVCQVQwCF9ISUQMQdAMCghfVUlEABQJX1NUQQCkCh8UK19CSUYApBIjDQELcBcL
cBcBC9A5C1gCCywBCjwKPA0ADQANTElPTgANABQSX0JTVACkEgoEAAALcBcL0Dk=

修改共享内存文件的权限：

修改 /etc/apparmor.d/local/abstractions/libvirt-qemu 文件增加一行：

/dev/shm/looking-glass rw,

sudo systemctl restart apparmor # 重启 AppArmor

创建 /etc/tmpfiles.d/looking-glass.conf ：

f /dev/shm/looking-glass 0660 ${user} kvm -

sudo systemd-tmpfiles /etc/tmpfiles.d/looking-glass.conf --create # 使looking-glass 生效

启动虚拟机，等一会，Windows 会自动装好 NVIDIA 驱动：
- 如果设备管理器里显卡打感叹号，显示代码 43，即驱动程序加载失败，需要检查上面的步骤有没有遗漏，所有配置是否正确
  - 将设备管理器切换到 Device by Connection（按照连接方式显示设备），确认显卡的地址是总线 Bus 1，接口 Slot 0，功能 Function 0，并且确认显卡上级的 PCIe 接口是总线 Bus 0，接口 Slot 1，功能 Function 0
```
如果对不上，需要按上面的方法重新分配一遍设备的 PCIe 地址

我这次尝试时不再需要进行这一步骤
```
- 如果系统没有自动安装 NVIDIA 驱动，并且手动下载的也显示系统不兼容/找不到显卡，那么需要查看显卡的属性，其硬件 ID 中，SUBSYS 后是否跟着一串 0。如果是一串 0，请参照第一步

关闭虚拟机并再次启动，注意 不是直接重启 ，再次在设备管理器里确认显卡工作正常

如果此时出现代码 43 了，检查有没有添加好第二步最后的模拟电池

我第一次尝试用的是 Windows 10 LTSC 2019，也是重启后出现了代码 43

但因为当时我没有添加模拟电池，无法确认是 NVIDIA 驱动不兼容系统版本，还是模拟电池的原因

建议使用最新版本的 Windows 10 或 Windows 11

安装虚拟显示器驱动：
1. 下载 ge9/IddSampleDriver 这份虚拟显示器驱动，解压到 C:\IddSampleDriver 。注意这个文件夹不能移动到其它位置！
2. 打开 C:\IddSampleDriver\option.txt ，会看到第一行是一个数字 1（不要修改），然后是分辨率/刷新率列表。只保留想要的一项分辨率/刷新率，把其它的分辨率/刷新率都删掉
3. 打开设备管理器，在菜单中选择操作 - 添加过时硬件，点击从列表中选择 - 全部 - 我有驱动磁盘，然后选择 C:\IddSampleDriver\IddSampleDriver.inf 并一路下一步完成安装
```
此时 Windows 系统应该检测到了一个新的显示器。

在我的测试中，使用虚拟显示器时，Looking Glass 显示的内容会有部分像素出错

有条件的话，还是建议使用 HDMI 假显示器
```
安装 IVSHMEM 驱动（虚拟机和宿主机共享内存的驱动）
```
现在新版 Looking Glass 会自动安装，无需再手动安装驱动

这里保留手动安装步骤以供参考
```
1. 下载这份 Virtio 驱动复制到虚拟机内解压
```
注意一定是这份，其它的版本大都没有 IVSHMEM 驱动
```
2. 在虚拟机里进入设备管理器，找到系统设备 - PCI 标准内存控制器（PCI standard RAM controller）：
  1. 右键选择「更新驱动」
  2. 点击 “浏览我的电脑查找驱动程序”
  3. 点击 ”从列表中选择“
  4. 点击 “我有驱动磁盘” 按钮
  5. 选择 virtio 驱动/Win10/amd64/ivshmem.inf 文件
  6. 一路下一步安装驱动，此时它的名字应该已经变成了 IVSHMEM
安装 Looking Glass ，这是一个将虚拟机的显示画面传输到宿主机的工具
```
我们插入的假显示器将成为虚拟机唯一能识别到的显示器

如果不安装 Looking Glass，就看不到虚拟机的画面了
```
- 在Looking Glass页面点击 Windows Host Binary 下载，在虚拟机内双击安装

关闭虚拟机， virsh edit Windows 编辑虚拟机配置，找到 <video><model type="qxl" …></video> ，将 type 改为 none ，以禁用 QXL 虚拟显卡：

<video>
  <model type="none"/>
</video>

如果不禁用 QXL 虚拟显卡，虚拟机开机过程中、Looking Glass 启动前将无法看到开机画面

因此推荐在设备管理器中直接禁用 QXL 虚拟显卡

在宿主机上安装 Looking Glass 的客户端，运行 looking-glass-client 命令启动客户端
```
Arch Linux 用户可以直接从 AUR 安装 looking-glass 包
```
回到 Virt-Manager，关掉虚拟机的窗口（就是查看虚拟机桌面、编辑配置的窗口），在 Virt-Manager 主界面右键选择你的虚拟机，点击启动
稍等片刻，Looking Glass 的客户端就会显示出虚拟机的画面，此时显卡直通就配置完成了

性能和体验优化

虽然显卡直通已经完成，但是虚拟机的体验还需要优化。具体来说：

Looking Glass 可以传输鼠标键盘操作，但无法传输声音，意味着虚拟机无法发声
Looking Glass 传输鼠标键盘操作有时会丢键
IVSHMEM 共享内存功能其实有一个宿主机的内核模块，可以让宿主机的 Looking Glass 使用 DMA 模式提高性能
关闭虚拟机后，独立显卡会被设置成 PCIe D3hot 模式，在该模式下显卡仍会消耗 10W 左右的电力，影响电池续航

传输虚拟机声音

最新的 Looking Glass 已经可以传输声音

传输鼠标键盘操作

最新的 Looking Glass 已经可以稳定传输鼠标键盘操作

用内核模块加速 Looking Glass

这段内容大都来自 https://looking-glass.io/docs/B6/module/

Looking Glass 提供了一个内核模块，可以用于 IVSHMEM 共享内存设备，让 Looking Glass 能使用 DMA 技术高效地读取虚拟机画面，从而提高帧率：

安装 Linux 内核头文件和 DKMS，在 Arch Linux 上就是安装 linux-headers 和 dkms 两个包
从 AUR 安装 looking-glass-module-dkms
配置 udev 规则 ：创建 /etc/udev/rules.d/99-kvmfr.rules ，写入以下内容：
```
SUBSYSTEM=="kvmfr", OWNER="${user}", GROUP="kvm", MODE="0660"
```

配置内存大小：创建 /etc/modprobe.d/looking-glass.conf ，写入以下内容：

# 这里的内存大小计算方法和虚拟机的 shmem 一项相同。
options kvmfr static_size_mb=64

开机自动加载模块：创建 /etc/modules-load.d/looking-glass.conf ，写入一行 kvmfr
运行 sudo modprobe kvmfr 加载模块，此时 /dev 下会多出一个 kvmfr0 设备，这就是 Looking Glass 的内存设备了
修改 /etc/apparmor.d/local/abstractions/libvirt-qemu 文件增加一行允许虚拟机访问这个设备：
```
/dev/kvmfr0 rw,
```
- 重启 AppArmor：
```
sudo systemctl restart apparmor
```

virsh edit Windows 编辑虚拟机配置：

在 <devices> 中删除 <shmem> 一段：

<shmem name='looking-glass'>
  <model type='ivshmem-plain'/>
  <size unit='M'>64</size>
</shmem>

在 <qemu:commandline> 中增加下面几行：

<qemu:arg value="-device"/>
<qemu:arg value="{&quot;driver&quot;:&quot;ivshmem-plain&quot;,&quot;id&quot;:&quot;shmem-looking-glass&quot;,&quot;memdev&quot;:&quot;looking-glass&quot;}"/>
<qemu:arg value="-object"/>
<!-- 下一行有一个 67108864，对应 64MB * 1048576 -->
<!-- 如果你之前设置的内存大小不同请相应修改 -->
<qemu:arg value="{&quot;qom-type&quot;:&quot;memory-backend-file&quot;,&quot;id&quot;:&quot;looking-glass&quot;,&quot;mem-path&quot;:&quot;/dev/kvmfr0&quot;,&quot;size&quot;:67108864,&quot;share&quot;:true}"

启动虚拟机

修改 /etc/looking-glass-client.ini，添加以下内容：
```
[app]
shmFile=/dev/kvmfr0
```
启动 Looking Glass，此时应该可以看到虚拟机画面

如果用的是 NixOS，可以直接使用下面的配置：

{
  boot.extraModulePackages = with config.boot.kernelPackages; [
    kvmfr
  ];
  boot.extraModprobeConfig = ''
    # 这里的内存大小计算方法和虚拟机的 shmem 一项相同。
    options kvmfr static_size_mb=64
  '';
  boot.kernelModules = ["kvmfr"];
  services.udev.extraRules = ''
    SUBSYSTEM=="kvmfr", OWNER="root", GROUP="libvirtd", MODE="0660"
  '';

  environment.etc."looking-glass-client.ini".text = ''
    [app]
    shmFile=/dev/kvmfr0
  '';
}

附录：Libvirt XML 文件

<domain xmlns:qemu="http://libvirt.org/schemas/domain/qemu/1.0" type="kvm">
  <name>Windows11</name>
  <uuid>5d5b00d8-475a-4b6c-8053-9dda30cd2f95</uuid>
  <metadata>
    <libosinfo:libosinfo xmlns:libosinfo="http://libosinfo.org/xmlns/libvirt/domain/1.0">
      <libosinfo:os id="http://microsoft.com/win/11"/>
    </libosinfo:libosinfo>
  </metadata>
  <memory unit="KiB">16777216</memory>
  <currentMemory unit="KiB">16777216</currentMemory>
  <vcpu placement="static">16</vcpu>
  <os>
    <type arch="x86_64" machine="pc-q35-8.0">hvm</type>
    <loader readonly="yes" type="pflash">/run/libvirt/nix-ovmf/OVMF_CODE.fd</loader>
    <nvram template="/run/libvirt/nix-ovmf/OVMF_VARS.fd">/var/lib/libvirt/qemu/nvram/Windows11_VARS.fd</nvram>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <apic/>
    <hyperv mode="custom">
      <relaxed state="on"/>
      <vapic state="on"/>
      <spinlocks state="on" retries="8191"/>
      <vpindex state="on"/>
      <runtime state="on"/>
      <synic state="on"/>
      <stimer state="on"/>
      <reset state="on"/>
      <vendor_id state="on" value="GenuineIntel"/>
      <frequencies state="on"/>
      <tlbflush state="on"/>
    </hyperv>
    <kvm>
      <hidden state="on"/>
    </kvm>
    <vmport state="off"/>
  </features>
  <cpu mode="host-passthrough" check="none" migratable="on">
    <topology sockets="1" dies="1" cores="8" threads="2"/>
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    </controller>
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    </controller>
    <controller type="virtio-serial" index="0">
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    </controller>
    <interface type="network">
      <mac address="52:54:00:f4:bf:15"/>
      <source network="default"/>
      <model type="virtio"/>
      <address type="pci" domain="0x0000" bus="0x01" slot="0x00" function="0x0"/>
    </interface>
    <serial type="pty">
      <target type="isa-serial" port="0">
        <model name="isa-serial"/>
      </target>
    </serial>
    <console type="pty">
      <target type="serial" port="0"/>
    </console>
    <channel type="spicevmc">
      <target type="virtio" name="com.redhat.spice.0"/>
      <address type="virtio-serial" controller="0" bus="0" port="1"/>
    </channel>
    <input type="mouse" bus="ps2"/>
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    <input type="keyboard" bus="ps2"/>
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    <tpm model="tpm-crb">
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    </tpm>
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    </graphics>
    <sound model="ich9">
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    </video>
    <hostdev mode="subsystem" type="pci" managed="yes">
      <source>
        <address domain="0x0000" bus="0x01" slot="0x00" function="0x0"/>
      </source>
      <address type="pci" domain="0x0000" bus="0x05" slot="0x00" function="0x0"/>
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    <redirdev bus="usb" type="spicevmc">
      <address type="usb" bus="0" port="2"/>
    </redirdev>
    <redirdev bus="usb" type="spicevmc">
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    </redirdev>
    <watchdog model="itco" action="reset"/>
    <memballoon model="none"/>
  </devices>
  <qemu:commandline>
    <qemu:arg value="-device"/>
    <qemu:arg value="{&quot;driver&quot;:&quot;ivshmem-plain&quot;,&quot;id&quot;:&quot;shmem0&quot;,&quot;memdev&quot;:&quot;looking-glass&quot;}"/>
    <qemu:arg value="-object"/>
    <qemu:arg value="{&quot;qom-type&quot;:&quot;memory-backend-file&quot;,&quot;id&quot;:&quot;looking-glass&quot;,&quot;mem-path&quot;:&quot;/dev/kvmfr0&quot;,&quot;size&quot;:67108864,&quot;share&quot;:true}"/>
    <qemu:arg value="-acpitable"/>
    <qemu:arg value="file=/etc/ssdt1.dat"/>
  </qemu:commandline>
</domain>

显卡直通

Table of Contents

为什么要这么做？

Nvidia显卡

NVIDIA Optimus 的 MUXless

NVIDIA Optimus 的 MUXed

游戏本

如何判断电脑是哪一种结构

OPtimus Muxless 直通

系统环境

操作步骤

禁止宿主系统管理 NVIDIA 独显

配置 Intel GVT-g 虚拟核显

配置 NVIDIA 独显直通

下一步呢？

附录 Libvirt XML 文件

Optimus Muxed直通

准备工作

操作步骤

禁止宿主系统管理 NVIDIA 独显

配置 NVIDIA 独显直通

性能和体验优化

传输虚拟机声音

传输鼠标键盘操作

用内核模块加速 Looking Glass

附录：Libvirt XML 文件