Vulkan sous Linux avec Wine avec une carte NVIDIA

Cela peut sembler complexe mais finalement cela se révèle assez simple une fois que l'on a saisi le fonctionnement et les impératifs. Il est bon d'avoir les connaissances de base d'utilisation de Play on Linux tels que décrit ici :
http://www.gamersonlinux.com/forum/threads/playonlinux-explained-wine-versions-manager.261/

1. Installer Vulkan :

sudo apt update
sudo apt install libvulkan1 libvulkan-dev vulkan-tools

(25 oct 2018 : vulkan-utils a été remplacé par vulkan-tools)

2. Mesa récent impératif pour les pilotes libres (intel, nouveau, AMD) + Mesa Vulkan donc ajout du dépôt des dernières versions sinon pour les pilotes propriétaires passer à l'étape 4 :

sudo add-apt-repository ppa:oibaf/graphics-drivers
sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install mesa-vulkan-drivers

3. Pilotes propriétaires NVIDIA avec gestion de Vulkan donc ajout du dépôt proposant les versions récentes et installation de ces dernières :

sudo add-apt-repository ppa:graphics-drivers/ppa
sudo apt update
sudo apt upgrade

4. C'est une bonne idée de tester tout de suite si Vulkan est fonctionnel sur la machine hôte linux en tapant dans la console

vkcube

Une fenêtre devrait s'ouvrir et afficher un cube en rotation. Dans le cas contraire redémarrer et tester à nouveau. Si cela ne fonctionne toujours pas reprendre depuis le début.

5. Installer Play on Linux & Winetricks :

wget https://www.playonlinux.com/script_files/PlayOnLinux/4.2.12/PlayOnLinux_4.2.12.deb
sudo dpkg -i PlayOnLinux_4.2.12.deb
sudo apt install winetricks

Une vieille version de Wine sera installée aussi en dépendance mais on ne s'en préoccupe pas.

6. Récupérer une version de WINE compatible Vulkan :

wget https://lutris.nyc3.digitaloceanspaces.com/runners/wine/wine-esync-staging-pba-3.17-x86_64.tar.gz
unzip wine-esync-staging-pba-3.17-x86_64.tar.gz -d $HOME/.PlayOnLinux/wine/linux-amd64

7. Lancer PoL → Tools → manage Wine versions → Wine version (amd64) et vérifier qu'elle est listée, la sélectionner, puis fermer la fenêtre de gestion des versions.

8. Installer un jeu DirectX 11, par exemple Path of Exile que nous utiliserons par la suite :

wget https://web.poecdn.com/downloads/PathOfExileInstaller.exe

9. File → install → install a non-listed programm → OS 64 bits, sélectionner PathOfExileInstaller.exe et suivre les instructions.

10. Indiquer utiliser la version esync-3.14-x86_64 et nommer le système Path_of_Exile. Une fois terminée, pas plus d’icônes/programmes.

11. Dans PoL cliquer sur le gros engrenage avec dessous CONFIGURE, sous Help

12. Sélectionner Path_of_Exile dans la liste, onglet GENERAL → Wine version, vérifier que wine-esync-3.14-x86_64 est bien attribué à PoE et que l'exécutable est bien PathOfExile_x64

13. Placer dans le champ Arguments :

--waitforpreload --nologo --garbage-generation 2

14. Onglet Miscellaneous → dans le champs Commands to exec before running the program mettre :

export DXVK_HUD=devinfo,fps,memory,version
export DXVK_USE_PIPECOMPILER=1
export WINEESYNC=1
export CSMT=enabled
export DXVK_ASYNC=1
export __GL_YIELD=NOTHING

L'optimisation export LD_PRELOAD=“libpthread.so.0 libGL.so.1” et GL_THREADED_OPTIMIZATIONS=1 souvent conseillée n'est valide que pour OpenGL or nous voudrons employer Vulkan, nul besoin de placer une optimisation rendue inutile quelques étapes plus loin.

15. Onglet Display → GLSL support désactivé, Video Memory Size 2048 puis fermer la fenêtre, les changement seront directement pris en compte.

16. Lancer PoE pour tester en mode DX9. Si tout se passe bien après une vingtaine de secondes du fait des arguments forçant le préchargement on arrivera à l'écran pour se loger, confirmant que le jeu fonctionne en DX9 et que nous pouvons continuer. Fermer alors le jeu.

17. Taper dans la console :

export $WINEPREFFIX=$HOME/.PlayOnLinux/wineprefix/Path_of_Exile

18. Charger les librairies de conversion DXVK 0.70 ou supérieures pour le PoE sous Wine et les installer avec Winetricks :

wget https://github.com/doitsujin/dxvk/releases/download/v0.71/dxvk-0.71.tar.gz
unzip dxvk-0.71.tar.gz
cd dxvk-0.71
winetricks --force setup_dxvk.verb

L'étape 17 est essentielle parce qu'elle défini dans quel système seront installées les librairies DXVK via Winetricks.
Il y aura des messages venant de WINE, refuser l'installation de Gecko et MONO qui ne servent à rien ici.

Si besoin pour installer les librairies DLL manuellement il faut prendre celles dans dxvk-0.71/x64 (ou toutes version ultérieure) et les placer dans $HOME/.PlayOnLinux/wineprefix/Path_of_Exile/drive_c/windows/system32
Note : l'étape 17 permet à Winetricks de savoir dans quel système installer les DLL ad-hoc.

19. Sous PoL sélectionner Path of Exile, clic droit → Configure Wine. Il peut y avoir de nouveau des fenêtres Wine et des propositions d'installation de Gecko et Mono à refuser.
Onglet Librairies vérifier que d3d10 (native), d3d10_1 (native), d3d10core (native), d3d11 (native), dxgi (native) soient présentes et uniquement celles-ci. Dans le cas contraire retour à l'étape 18.

20. Onglet Graphics tout décocher. Puis cliquer sur OK.

21. Lancer PoE et aller dans les OPTIONS, sélectionner DirectX 11 dans le champs DirectX version. Redémarrer

22. Si tout se passe bien PoE se lance en mode VULKAN et donc on voit en haut à gauche le nom de la carte graphique employée, la version du pilote vidéo (396.51 et au-delà), la version des librairies VULKAN, le nombre d'images par seconde, la quantité de mémoire vidéo utilisée et la version de VULKAN utilisée.

23. Dans les OPTIONS mettre ENGINE MULTITHREADING sur Disabled (au début tout au moins, quelquefois cela stabilise les images par secondes lors des scenes chargées mais d'autres fois cela fait baisser la moyenne c'est donc à tester selon les configurations) et de même pour le VSYNC. Il existe un bug qui se manifeste par un blocage des images par seconde à la fréquence du moniteur comme si le VSYNC était activé alors qu'il ne l'est pas. Dans ce cas pour ne plus en être victime changer le niveau détail de textures dans les options. De même il arrive que certaines zones fassent tomber les images par seconde à 4-5 dans ce cas changer les OMBRES. Depuis peu PoE permet en DX11 d'utiliser une gestion de l'illumination globale pour les gestion des lumières et ombres, succinctement par l'inclusion d'un shader englobant tout l'écran, mais avec une perte important du taux d'images par seconde, de l'ordre de 2 à 4 fois, donc réservé à des cartes assez puissantes (>750Ti).

Pour cela charger le test VulkanCube :

wget https://haagch.frickel.club/files/cube-vulkansdk1.0.65.tar.xz
unzip cube-vulkansdk1.0.65.tar.xz
cd cube-vulkansdk1.0.65/
$HOME/.PlayOnLinux/wine/linux-amd64/esync-3.14-x86_64/bin/wine64 cube.exe

NOTE : il est important de lancer cube.exe depuis son répertoire avec ses ressources sinon il produit une erreur. Si tout se passe bien une fenêtre s'ouvre et présente un cube en rotation.

Pour une compatibilité (très limitée) avec DX10 dans d'autres jeux tels Crysis ou Assassin's Creed il est impératif d'installer d3dcompiler_43.dll :

export $WINEPREFFIX=$HOME/.PlayOnLinux/wineprefix/nom_du_jeu_installé
winetricks d3dcompiler_43

Voir https://github.com/doitsujin/dxvk/issues/551

• Wine est un émulateur de système Microsoft Windows permettant d'exécuter des programmes Windows sous Linux (ou Mac).
• Les versions Wine-staging inclues des améliorations expérimentales et des correctifs que ne possèdent pas les versions classiques de Wine.
• Wine-esync est une variante basée sur Wine-staging incluant des optimisations plus poussées pouvant autant aider que freiner. Ici elles aident mais certains jeux demandent une version spécialisée pour fonctionner correctement. À partir de la version 3.12 Wine-staging est capable de faire transiter les instructions Vulkan à l'hôte comme si il s'agissait d'une application Vulkan native mais reste un simple TRANSPORTEUR et nécessite l'installation de librairies Vulkan sur le système hôte pour faire la conversion. Wine classique ne gère pas correctement Vulkan.
• Vulkan est le petit frère d'OpenGL mais contrairement à son vieux frangin il est moins générique mais modernisé et très optimisé pour moins utiliser le CPU permettant de meilleures performances lorsque ce dernier est le facteur limitant.
• La commande bash export permet d'assigner un contenu à une variable comme il aurait été le cas avec une simple déclaration mais met à disposition cette variable et son contenu AUX AUTRES PROCESSS, y compris ceux n'ayant aucun lien de parenté. C'est obligatoire pour que les options soient exploitables par WINE sinon il ne voit rien.
  
• $WINEPREFFIX= définie à Wine l'emplacement du système (PoE ici) à lancer. Pour lancer un autre système il faut changer $WINEPREFFIX= pour pointer vers ce système.
  
• DXVK est un ensemble de librairies convertissant les commandes DirectX 11 en commandes Vulkan qui sont ici ensuite transportées par Wine jusqu'au système hôte puis par Vulkan sur ce dernier et enfin interprétées par les pilotes de la carte graphique.
  
• VKD3D est la partie de Vulkan sous Wine qui converti les instructions DIRECTX 12 en VULKAN.
  
• VK9 est la partie de Vulkan sous Wine qui converti les instructions DIRECTX 9 en VULKAN.
  

https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=VKD3D-Taking-Flight
Gallium Nine est un système dédié aux pilotes graphiques libres qui leur envoie les commandes D3D9 sans conversion vers OpenGL, d'où un gain de performance les mettant plus ou moins au niveau des pilotes propriétaires. Incompatible avec VULKAN.

Les étapes 1, 2, 3 et 4 sont nécessaires parce que :
1. L'ensemble libvulkan1 libvulkan-dev vulkan-utils est le noyau dur interfaçant les applications et les pilotes utilisant Vulkan.
2. Mesa est une bibliothèque 3D gérant OpenGL & Vulkan et est employée par les serveurs d'affichage type Wayland, Xorg et les pilotes libres Nouveau (pour cartes graphiques NVIDIA par la communauté libre) et Intel. Bien qu’apparemment optionnelle elle garantie une cohérence de la pile graphique et donc la stabilité du système lors du passage de l'environnement du bureau à une application, fenêtrée ou non, utilisant Vulkan. Une version récente permet aussi d'avoir la correction d'éventuels bugs.
3. Mesa-vulkan-drivers est la partie gérant spécifiquement Vulkan en envoyant les commandes Vulkan au pilote de la carte graphique.
4. Les Pilotes NVIDIA 396.51 et au-delà prennent en charge les instructions Vulkan pour piloter la carte graphique.

• Pour ne plus avoir les informations dans les applications employant Vulkan quand à la carte graphique et les pilotes il suffit d'éditer export DXVK_HUD= et de retirer devinfo il ne restera donc plus que l'affichage des images par seconde.
  
• DXVK_USE_PIPECOMPILER=1 active la compilation asynchrone des shaders et est nécessaire pour limiter les lags dans PoE du fait des compilations en temps réel des shaders au fur et à mesure que l'on arrive dans de nouveaux environnements. https://www.phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=DXVK-0.51-Released
  
• WINEESYNC=1 active un chemin alternatif des appels (excessifs) vers wineserver, réduisant de manière drastique l'usage du CPU dans de nombreux jeux. https://github.com/zfigura/wine/blob/esync/README.esync
  
• GL_YIELD=NOTHING (2 x _ avant le GL !!) désactive les fonctions de mise en attente des pilotes de la carte graphique lorsqu'elle attend les réponses du système lors de certaines opérations. Remplacer NOTHING par USLEEP a un effet dévastateur sur les images par seconde ( divisés par 2 et même plus ). http://us.download.nvidia.com/XFree86/Linux-x86/177.82/README/chapter-11.html
  
• Il est possible de rajouter export LD_PRELOAD=“libpthread.so.0 libGL.so.1” export __GL_THREADED_OPTIMIZATIONS=1 afin d'activer la gestion 'optimisée' des instructions dans les pilotes NVIDIA mais cela abouti souvent à une perte de performances donc à tester au cas par cas.

–waitforpreload –nologo -gc 2
Le plus simple est de lire ce qui est écrit dans la page dédiée :
https://pathofexile.gamepedia.com/Launch_options

Attention en spécifiant que l'OS est Windows 10 il est possible que certains jeux ( World of Tanks notamment ) se lancent EXCLUSIVEMENT en DIRECTX 11 et donc plantent dès l'accès aux menus sans messages d'erreur si VULKAN, DXVK et Wine Staging ne sont pas déjà installés et utilisés. Rien de rédhibitoire mais il faut y penser plutôt que de passer des heures dessus ou de décréter que ça ne marche pas.

Il faut aussi pour permettre à la fonction ESYNC de fonctionner convenablement éditer (avec sudo) :
/etc/systemd/system.conf
/etc/systemd/user.conf
Et rajouter dans chaque, à la fin :
DefaultLimitNOFILE=1048576

https://github.com/lutris/lutris/wiki/How-to:-Esync