Intel显卡分配原理

Intel显卡分配原理
朋友们，感觉是时候说，Intel显卡设备（IGD）目前在qemu.git中可用了，而且将成为即将到来的QEMU2.7发行版本的一部分。

source tree上已经有了相当详细的文档，大家可以看下。

其中描述了两种模式，传统模式和通用直通（UPT）模式，两者各有利弊。

哪种模式更适合你取决于你的硬件。

UPT模式只适用于boardwell和更新的处理器，而传统模式适用于SandyBridge及其之后的处理器。

如果你的处理器比SandyBridge更老，别用了，它不会为你工作的。

如果你不清楚这些陌生名字的意义，到Wikipedia和 Ark看看。

高层次的概括就是，传统模式很像我们支持的GeForce，IGD想要成为虚拟机中主要的、独占的显卡设备。

而且，虚拟机中IGD地址必然在PCI 00:02.0，目前只有Seabios支持，以及只有440FX芯片组支持（不是Q35），IGD设备必须是主要的主机显卡设备，主机需要运行在v4.6或者更高版本的内核上。

明确地分配主机的主显卡，有点和我们的GPU分配策略大相径庭。

但是我们依赖于运行IGD视频ROM，同样也就是依赖于VGA和强加大部分以上的需求（添加CONFIG_VFIO_PCI_VGA到需求列表）。

我已经看到支持UEFI的IGD ROM，也就是为什么OVMF（开放虚拟机固件）没有支持，但可能在OVMF中会支持CSM（兼容性支持模块）和一些的额外代码。

传统模式工作在Linux和Windowns客户机（如果你愿意也可以是其他）。

i915驱动深受通用视频驱动问题的困扰，也就是解绑和重新绑定IGD到驱动上的时候，有时整个系统会崩溃。

我个人是将
i915驱动列入黑名单来避免这种情况。

当然一些人已经发现尝试用独立的GPU来完成，大量的驱动准备投入到设备中保持控制台工作。

我见过的主要的驱动是vesafb和efifb，哪个用在你的系统上取决于你的主机防火墙设置，传统的BIOS还是UEFI。

关闭这些配置，只要简单添加video=vesafb:off或者video=efifb:off到内核命令行（不确定用哪个？两个都试一下吧，video=vesafb:off,efifb:off）。

首先你要注意的是，当你用已经列入黑名单的i915驱动启动一个IGD系统，更多基础的帧缓存驱动关闭，就意味着在grub之后，你在显卡上得不到任何东西。

为此，我使用一个串行控制台，或许你更喜欢盲目运行，寄希望于系统启动可以ssh 远程登录。

如果你按照这个过程，可以在你的libvirt XML简单地创建一个<hostdev>，像这样：
<hostdev mode=’subsystem’ type=’pci’managed=’yes’>
<driver name=’vfio’/>
<source>
<address domain=’0x0000′ bus=’0x00′ slot=’0x02’function=’0x0’/>
</source>
<alias name=’hostdev0’/>
<address type=’pci’ domain=’0x0000′ bus=’0x00′ slot=’0x02’function=’0x0’/> </hostdev>
而且，分配IGD设备（总是00:02.0）到地址00:02.0是必要的。

删除<video>和<graphics>部分，一切都能神奇地工作。

警告一下，我最新的CPU是Broadwell，我已经说过这要skylake工作，但是IGD几乎不是标准化的，每个新的实现似乎都会调整一些东西。

一些人可能会好奇为什么它不能工作在Q35上，这就引出了对UPT模式的探讨；IGD不是个独立的GPU，但是”集成“不仅仅意味着GPU嵌入到系统中，这里是指GPU是附加在系统上。

这就是为什么IGD分配没有“只是工作”，为什么你需要一个通过vfio和BIOS支持暴露某些区域的主机内核，以及它需要一个特定的地址等等。

其中一个需求是视频ROM实际关心设备在PCI地址00:1f:0，即ISA/LPC桥上的一些属性。

Q35在那个位置有着它自己的桥，我们不能因为兼容性就简单地修改桥的ID。

因此桥和Q35冲突，意味着IGD分配不能工作在Q35上。

也就意味着PCI地址00:1f:0不能使用在440FX机器上。

UPT就是这样。

Intel深知IGD的发展使得它难于处理设备分配。

为了应付这个问题，软件和硬件上都要做出了改变来助力IGD更友好地分配。

好消息，对吗？首先，在UPT模式下，IGD作为虚拟机的次要显卡，没有VGA模式支持（顺便说一句，传统模式下x-vga=on 自动添加到QEMU）。

事实上，默认情况下UPT模式不支持任何类型的输出。

你问这有什么用? 在模拟显卡和你可以建立镜像的IGD之间，你有一个远程能力、硬件加速显卡虚拟机。

另外，如果你添加可选选项x-igd-opregion=on到vfio-pic设备，可以得到物理显示输出，但是需要你的主机运行v4.6或更新的内核以及即将到来的QEMU2.7，而没有输出的UPT可能已经工作相当长的一段时间了。

UPT模式对IGD的PCI地址没有要求，但是要注意，大多数虚拟机的防火墙、SeaBIOS或者OVMF，定义主显卡为最低PCI地址的那张。

通常这不是问题，但是某些人可能会创建疯狂的配置。

你依然需要完成上述的黑名单和视频禁用，否则就冒险从主机绑定和解绑i915驱动，赌一把看它会不会每次都崩溃。

UPT听起来不错，除了为什么opregion可选？事实证明，如果你想要制作上面提到的镜像，以及用opregion开启物理输出的话，你真的需要一个显示器连接到设备，否则你的应用程序不能得到硬件加速。

如果IGD没有任何输出，那么放心地使用硬件加速，别管什么物理连接。

但是读者如果需要这个功能（类似于x-vga=on），应该知道怎么创建包装脚本，添加这个额外的选项。

我不认为Intel真的想要支持这种混杂模式，才加了实验性的x- 可选前缀标签。

对于UPT模式的多一个收获，intel似乎另有期待，我尝试用UPT运行linux客户机，但是没有成功。

只是先走一步，仅在这一点上也是为了你的windowns客户机。

还有就是，笔记本的显示功能应该正常，我相信开关输出也可以，但是在笔记本上工作不方便，因为你没有可用的串行控制台。

要注意，当你使用input-linux绑定到笔记本键盘和鼠标（不是触控式的IME），我不知道怎么使热键工作，这是个大麻烦。

一些IGD驱动在分配时会在主机上产生DMAR 错误，尤其是每台主机首次开机。

不用过于紧张，尤其是显示初始化之前如果它停止了。

这似乎是在一个不能访问BIOS设置的页表的IOMMU上下文时，重置IGD引起的。

除非是不断地打印，否则它们多半是可以被忽略的。

如果你有一些比SandyBridge更老的硬件，并希望它们能派上用场，即便被告知应该停止的情况下也要继续尝试，对不起，SandyBridge有了一些硬件改进，我还没有对更老的设备做任何测试，也真的不想为这些过时的硬件支持额外的代码。

此外，这些相当老的硬件，无论如何你都需要一个升级的理由。

有了这些支持，我切换到桌面系统后，主机从U盘启动，之前的裸机fedora安装使用IGD虚拟化，运行在我创建好的GeForce虚拟机上。

试一下吧，祝你好运。