[Linux折騰] Intel Xe Graphics架構內顯在Archlinux上開啓SR-IOV虛擬化的過程

Introduction

衆所周知，Intel 在第五代到第十代 Core 處理器（代號 Broadwell 到 Comet Lake）上推出了 Intel GVT-g 技術，可以將內顯 GPU 切分爲幾個虛擬化 VF，從而將虛擬化的 VF 直通給 KVM 虛擬機，提升虛擬機的性能（雖然 Intel 內顯的圖形效能口碑巨爛，但是總比 QXL 和 VirtIO 強一點……）

然而，在11代之後，內顯的架構升級到了 Xe Graphics，竟然不支援 iGVT-g 技術了，取而代之的是 SR-IOV 特性。但是支援內顯 SR-IOV 特性的 Linux 核心至今沒有 merge 到 Linux 核心的主線，僅僅存在於 Intel 的 custom 核心。

然而，得益於 Github 大佬 strongtz 的努力，一款 DKMS 核心模組被提取了出來。雖然該模組之前是爲了 Proxmox VE 平臺準備的，但是對於 ArchLinux 仍然可以使用。這就讓我們這篇筆記成爲了可能。

主機配置

• OS: ArchLinux
• Display: Wayland
• WM: Hyprland
• CPU: 11th Gen Intel i5-11300H (8) @ 4.400GHz
• GPU1: Intel TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics]
• GPU2: NVIDIA GeForce MX450
• Memory: 16GB

配置步驟

降級核心版本到6.6

截止到 113年2月8日，模組的作者聲稱該模組支援的核心版本從 6.1 到 6.5，但是在 issue 我找到了其他人 merge 到 main 分支的一個 PR，支援到了 6.6。我在 6.6 下測試透過，但是在 6.7 下編譯失敗。

在 ArchLinux 上，我採用的是將核心從 Stable 切換到 LTS 並鎖定 pacman 版本，因爲我在寫這篇筆記的時候 LTS 核心的版本恰好是 6.6。

當然，你也可以手動編譯核心。

首先安裝 LTS 核心：

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$ sudo pacman -S linux-lts linux-lts-headers

然後卸載 Stable 核心：

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$ sudo pacman -Rscn linux linux-headers

重新產生 grub.cfg：

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$ sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

重啓電腦，你的核心版本應已經切換到了 6.6 LTS。

爲了鎖定核心版本，我們需要禁用核心隨 pacman 的更新：

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$ sudo vim /etc/pacman.conf

修改 IgnorePkg：

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IgnorePkg = linux-lts, linux-lts-headers

然後執行：

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$ sudo pacman -Syyu

安裝 dkms 模組

首先安裝 dkms：

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$ sudo pacman -S dkms

然後 clone 模組倉庫：

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$ git clone git@github.com:strongtz/i915-sriov-dkms.git

進入倉庫，修改 dkms.conf 檔案，修改 PACKAGE_NAME 爲 i915-sriov-dkms，PACKAGE_VERSION 爲 6.1。

將整個倉庫目錄遷移到 /usr/src/：

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$ sudo cp -r i915-sriov-dkms/ /usr/src/i915-sriov-dkms-6.1/

安裝這個模組：

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$ sudo dkms install -m i915-sriov-dkms -v 6.1

核心將重新開始編譯。

啓用 immou

修改 /etc/default/grub，加入核心引數：

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GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT = "intel_iommu=on i915.enable_guc=3 i915.max_vfs=7"

更新 grub：

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$ sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

更新 mkinitcpio：

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$ sudo mkinitcpio -p linux-lts

重新啓動電腦。

建立VF

安裝 sysfsutils：

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$ sudo pacman -S sysfsutils

將最大 VF 數量寫入檔案：

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$ sudo echo "devices/pci0000:00/0000:00:02.0/sriov_numvfs = 7" > /etc/sysfs.conf

注意，使用lspci指令來查看你的內顯是否掛載在 0.2.0Bus：

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$ lspci |grep VGA

輸出應當如下：
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)

建立 VF：

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$ sudo echo 7 > /sys/bus/pci/devices/0000\:00\:02.0/sriov_numvfs

然後重新使用 lspci：

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$ lspci |grep VGA

輸出應當如下：

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00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
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00:02.1 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
3
00:02.2 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
4
00:02.3 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
5
00:02.4 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
6
00:02.5 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
7
00:02.6 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)
8
00:02.7 VGA compatible controller: Intel Corporation TigerLake-LP GT2 [Iris Xe Graphics] (rev 01)

完成。

Trouble Shooting

目前我遇到的最大的問題是：重新啓動電腦後 numvfs 的數量就被清零。目前沒有找到比較好的方法來解決。只好寫一個 script，讓它在啓動 Hyprland 的時候自動啓動。希望之後可以到到比較好的方法。