ホストのポートを失わずに、1台のUSBコントローラーをVMにパススルーできますか？

はい。ただし、割り当てたいポートがホストから分離できるコントローラーに接続されている場合に限ります。PCIパススルーでは1つのコネクターではなくUSBコントローラー全体を割り当てるため、そのコントローラーに配線されたすべてのポートが一緒に移動します。

ケース上のラベルは信頼できる対応表ではありません。前面、背面、内部ヘッダーが1つのコントローラーを共有している場合がある一方、1つの背面パネルに2つのコントローラーのポートが混在していることもあります。この違いによって、安全な構成、検証方法、ロールバックポイントが決まります。

コントローラー、ポート、IOMMUグループを対応付ける

PCI USBコントローラーとそのIOMMUグループを一覧表示し、各物理ポートに影響の少ないデバイスを接続して、どのコントローラーが認識するかを確認します。ドライバーを変更する前に対応表を保存してください。

多くのシステムでは、IOMMUグループが安全に割り当てられる最小単位です。対象のコントローラーがストレージ、ネットワーク、またはホストで唯一のUSBコントローラーと同じグループを共有している場合、パススルーによって意図した範囲を超えて失われるおそれがあります。

分離できない構成を最も確実に解決するには、専用のPCIe USBカードを用意します。安全でないグループを共有せず、接続するデバイスの消費電力に適した電力予算を持つカードを選んでください。

ホストが存続できるかを示すサインで判断する

SSHなど、USBに依存しない管理経路を有効にしておきます。ホストのキーボード、起動メディア、UPSケーブル、インストーラーの入力デバイスが、再割り当てするコントローラーに接続されていないことを確認してください。

対象のPCI機能だけをVFIOにバインドして再起動します。ホストには残りのコントローラーが保持され、VMではパススルーされたデバイス上のすべてのポートが認識されるはずです。

交換できないハードウェアを接続する前に、以下の表を確認してください。

ロールバック手段を確保してコントローラーをパススルーする

元のドライバーとブートパラメーターを記録してから、一度に1つのコントローラーだけを変更します。最初の対処としてACSオーバーライドを使うのは避けてください。基盤となるハードウェアの分離状態を変えずに、グループだけが分離されているように見せる可能性があります。

PCIデバイスをVMに接続し、必要なマシンおよびIOMMUオプションを有効にします。ホットプラグ、継続的なデータ転送、VMのリセット、ホストの再起動をテストしてください。

ZimaCubeのハードウェアレビューでは、拡張レイアウトが重要な理由を説明しています。

コミュニティのVFIOパススルーガイドでは、IOMMUグループ化とデバイスの分離について解説しています。

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すべての物理ポートを再テストする

起動後、ホスト側のすべてのポートとVMが所有するすべてのポートを、ストレージデバイスとリスクの低いHIDデバイスでテストします。VMを停止またはクラッシュさせた場合でも、ホストに接続できることを確認してください。

ファームウェアによってデバイスの順序や初期化が変更される可能性があるため、完全な電源オフからの再起動後にも繰り返しテストします。パススルーされたコントローラーに依存しないコンソール復旧手段を用意しておいてください。

対象のコントローラーが安全なグループに属し、ホストに管理経路と重要なUSBデバイスが残る場合にのみ進めてください。対象の機能とともにストレージ、ネットワーク、UPS、またはホストの入力デバイスがすべて使えなくなった場合は中止します。