2018年硕士毕业的时候，我根本想不到2025年除了少数AI产业相关的程序员还在努力突破着机器的上限，挑战着未来的图灵奖，而多数计算机相关行业会进入寒冬。

失业之后，失去了office，为了不无司可归我一直努力把家打造成soho，毕竟做程序员，有水电网就可以工作，所以我在折腾家里的主机，理想情况下，主机可以作为一个headless computer来使用，igd passthrough则可以帮我们最大可能灵活利用核显，解耦host图形界面与host图形软件栈。灵活、稳定、性能，是开发者的“蒙代尔不可能三角”，只能尽量做好三者的平衡。

https://blog.74ls74.org/2025/04/20/20250420_Windows10_in_Gentoo_Linux/

在上一篇文章里，有评论质疑“手搓PVE”“直接装wsl不就得了”。很多事情不能一概而论，完美并非无以复加，而是无可删减，获得了方便的副产品则是失去了灵活性，不管是debian还是windows10，pve还是wsl，都是打包好的产品，可玩性还是略有不足，pve中文社区，到处流传着以讹传讹的配置，信息含量越来越低。

我觉得 Linux 的 GUI 就是垃圾，gnome49发布之后，也许有一天Wayland真的可以一统江湖，到那时也许会改变我对于 Linux 图形界面的看法。言归正传，我主机cpu型号为12700k，核显为uhd770，玩游戏很羸弱，但平时上网看视频写代码很够用。

本次带来的是intel 12代核显 uhd770 在Gentoo Linux直通，也就是pve论坛里讨论热烈的 igd passthrough。这样一来，host os (gentoo) 可以不被任何图形界面污染，便于维护的同时稳定可靠，guest os 可以通过高性能的 igd passthrough来体验图形界面的新特性（比如win10或Ubuntu25.10，win7就别想了uhd770不支持legacy vbios，也没有uhd770驱动程序）。

igd passthrough 原理

核显直通本质上是一件蛮复杂的事情。核显不像独显，不“独立”，不支持热插拔，没有板载rom，共享主存，天生耦合。

bios

在 UEFI 出现之前，bios是被固化在主板rom上的程序，用来帮助计算机初始化系统，老黄历了，可以无视

legacy vbios

bios在计算机启动早期显示图形化界面，调试信息的，需要初始化显卡，显卡板载存储上的程序就是vbios，老黄历了，可以无视

oprom

对于独立显卡 dgpu，PCIe 的配置空间的 rombar 会映射到显卡板载 SPI FLASH，现代 UEFI 系统启动之后在 DEX 阶段，主板 UEFI 固件会从 rombar 加载 GPU 的 oprom，对于显卡来说，oprom需要包含 GOP (Graphics Output Protocol) driver。

但 igpu 不同于 dgpu，igpu 核显没有 SPI FLASH，现代 UEFI 系统的核显 gop 是随主板 UEFI firmware 一起发布的，我们可以用 UEFITool 或 UEFI BIOS Updater 从主板厂商发布的bios文件里提取 gop。很重要

SR-IOV

单根虚拟化，intel 也叫 gvt-g，一个 gpu 拆成多个 vgpu 来用，和 igd passthrough （gpu整个被vm独占）是两个东西，不要看花眼了

gvt-d

基于 IOMMU，通过 vfio，支持加载 gop，将整个物理 GPU 独占分配给某个虚拟机，很重要

一、host UEFI 设置

打开IOMMU、vt-d

不要打开 CSM（legacy bios）

二、Host Linux kernel 配置

gvt-d

除了打开 iommu、vfio、kvm等特性（参考上一篇），还要打开 gvt-d 支持

Device Drivers --->
    VFIO Non-Privileged userspace driver framework --->
        VFIO support for PCI devices --->
            <*> Generic VFIO support for any PCI device
            [*]   Generic VFIO PCI support for VGA devices
            [*]   Generic VFIO PCI extensions for Intel graphics (GVT-d)
            < > VFIO support for VIRTIO NET PCI VF devices

i915

核显在系统i915驱动初始化时会分配cpu内存作为显存，偶尔会导致vfio模块有问题（我没太研究），因此需要阻止开机时 host 加载 i915 驱动，因此需要更新bootloader的内核参数。

把 i915 驱动加到 blacklist中，避免在 kernel 启动时初始化核显

参考 https://3os.org/infrastructure/proxmox/gpu-passthrough/igpu-passthrough-to-vm/#proxmox-configuration-for-igpu-full-passthrough

图方便的话可以直接去掉host的intel i915显卡驱动，让host为uhd770加载vfio

Device Drivers --->
    Graphics support --->
        Direct Rendering Manager (XFree86 4.1.0 and higher DRI support) --->
            < >   Intel 8xx/9xx/G3x/G4x/HD Graphics

kernel 参数就可以写的简单一些了

1	CONFIG_CMDLINE="root=/dev/nvme0n1p2 intel_iommu=on iommu=pt single vfio_iommu_type1.allow_unsafe_interrupts=1"

三、提取gop driver，合成核显oprom

这一步略有些复杂，参考这个项目

https://github.com/tomitamoeko/VfioIgdPkg

此项目汇总了intel 的patch https://eci.intel.com/docs/3.3/components/kvm-hypervisor.html?highlight=igd

第1步，下载edk2

$ git clone -b "stable/202508" https://github.com/tianocore/edk2.git edk2/
$ cd edk2
$ git submodule update --init
$ source edksetup.sh

第2步，下载VfioIgdPkg

1
2
3

$ git clone https://github.com/tomitamoeko/VfioIgdPkg.git
$ cd VfioIgdPkg
$ . add-to-ovmfpkg.sh

第3步，配置Conf/target.txt

根据edk2文档 https://github.com/tianocore/tianocore.github.io/wiki/Common-instructions
修改一下conf

1
2
3

ACTIVE_PLATFORM = OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc
TARGET_ARCH = X64
TOOL_CHAIN_TAG = GCC5

第4步，先编译tools，再编译efi

1 2	$ make -C BaseTools $ build

成功编译之后，找到这两个东西

1 2	Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/X64/PlatformGopPolicy.efi Build/OvmfX64/DEBUG_GCC5/X64/IgdAssignmentDxe.efi

我们还需要主板固件集成gop driver，根据操作使用UBU提取就可以

第5步，efirom工具

把这些efi文件合成一个rom

1	./BaseTools/BinWrappers/PosixLike/EfiRom -e IntelGopDriver.efi IgdAssignmentDxe.efi PlatformGopPolicy.efi -f 0x8086 -i 0xffff -o 1081.rom

这样就得到了oprom，把oprom作为参数传入romfile，就可以正常驱动核显了

四、qemu虚拟机

不得不说在 qemu10 发布前，很多 pve 对的 qemu 的 patch 使 qemu 在直通方面非常成熟。

qemu10 在 changlog 中官方声明支持了 12代核显直通，现在 qemu10 会对 intel igd passthrough 的支持已经非常好了。从 igd-assign 文档可以看到，跟pve-qemu的参数legacy-igd类似，qemu 增加的新参数 x-igd-legacy-mode，用来开启legacy vbios模式。

我qemu版本是10.1.1 直接编译

1
2
3

$ git clone git@github.com:qemu/qemu.git
$ ./configure --target-list=x86_64-softmmu --with-suffix="kvm" --libexecdir=/usr/lib/kvm --enable-libusb --without-default-features --enable-kvm --enable-vnc --enable-pixman --enable-slirp --enable-tools
$ make

q35 和 pc/i440fx

q35和i440fx配置上区别不大，直接贴上来吧

i440fx

qemu-system-x86_64 \
  -machine pc,accel=kvm \
  -cpu host,host-phys-bits-limit=39 \
  -smp 8 -m 16G \
  \
  -drive if=pflash,format=raw,readonly=on,file=pve-edk2-firmware/OVMF_CODE_4M.fd \
  -drive if=pflash,format=raw,file=pve-edk2-firmware/OVMF_VARS_4M.fd \
  \
  -drive file=win10_igd.qcow2 \
  \
  -device vfio-pci,host=0000:00:02.0,romfile=1081.rom,multifunction=on,x-igd-lpc=on,x-vga=on \
  -device vfio-pci,host=0000:00:1f.3 \
  -device vfio-pci,host=0000:00:14.3 \
  -device vfio-pci,host=0000:00:14.2 \
  -device vfio-pci,host=0000:00:14.0 \
  \
  -nodefaults \
  -vga none \
  -netdev bridge,id=n0,br=br0,helper=/media/data/qemu/build/qemu-bridge-helper \
  -device virtio-net-pci,netdev=n0,mq=on,vectors=8 \
  -rtc base=localtime \
  -display none

q35

qemu-system-x86_64 \
        -device vfio-pci,host=0000:00:02.0,id=hostpci0,romfile=1081.rom \
        -set device.hostpci0.bus=pcie.0 \
        -set device.hostpci0.addr=0x02.0 \
        -set device.hostpci0.x-igd-legacy-mode=off \
        -set device.hostpci0.x-vga=on \
        \
        -device vfio-pci,host=0000:00:1f.3 \
        -device vfio-pci,host=0000:00:14.3 \
        -device vfio-pci,host=0000:00:14.2 \
        -device vfio-pci,host=0000:00:14.0 \
        \
        -smp 8 -m 16G \
        -machine q35,kernel-irqchip=on \
        -cpu host,host-phys-bits-limit=39 \
        -device intel-iommu,intremap=off,aw-bits=39,caching-mode=on \
        -drive file=win10_igd.qcow2 \
        -enable-kvm \
        -drive if=pflash,format=raw,readonly=on,file=pve-edk2-firmware/OVMF_CODE_4M.fd \
        -drive if=pflash,format=raw,file=pve-edk2-firmware/OVMF_VARS_4M.fd \
        -rtc base=localtime \
        -vga none \
        -device e1000,netdev=n0 -netdev user,id=n0 \
        -display none

x-igd-legacy-mode 选 off 就行了，不需要打开它，gop不需要这个古董参数，不需要vbt！不需要设置opregion！你需要的是打开x-vga，这样可以拥有物理端口的输出。

启动的时候你可以看到 qemu 提示 OpRegion detected 就意味着gop自动配置opregion成功了

1	qemu-system-x86_64: -device vfio-pci,host=0000:00:02.0,id=hostpci0,romfile=pc-12-13-14-q10.rom: info: OpRegion detected on Intel display 4680.

q35和i440fx唯一的区别可能是打开x-igd-lpc的i440fx可以看到uefi系统启动界面，q35会自动初始化这个lpc总线，但q35无法显示uefi启动界面，这可能是 q35 lpc 的 bug

报错stolen reserved area outside stolen memory

error 描述

使用 linux 6.13 作为 guest os，会报 reserved area的错误

1	[ 7.217518] i915 0000:00:02.0: [drm] ERROR Stolen reserved area [mem 0x80600000-0x807fffff] outside stolen memory [mem 0xbc500000-0xbe4fffff]

可以定位到 source/drivers/gpu/drm/i915/gem/i915_gem_stolen.c

/*
 * Initialize i915->dsm.reserved to contain the reserved space within the Data
 * Stolen Memory. This is a range on the top of DSM that is reserved, not to
 * be used by driver, so must be excluded from the region passed to the
 * allocator later. In the spec this is also called as WOPCM.
 *
 * Our expectation is that the reserved space is at the top of the stolen
 * region, as it has been the case for every platform, and *never* at the
 * bottom, so the calculation here can be simplified.
 */
static int init_reserved_stolen(struct drm_i915_private *i915)
{
	struct intel_uncore *uncore = &i915->uncore;
	resource_size_t reserved_base, stolen_top;
	resource_size_t reserved_size;
	int ret = 0;

	stolen_top = i915->dsm.stolen.end + 1;
	reserved_base = stolen_top;
	reserved_size = 0;

	if (GRAPHICS_VER(i915) >= 11) {
		icl_get_stolen_reserved(i915, uncore,
					&reserved_base, &reserved_size);
	} else if 
	...

	i915->dsm.reserved = DEFINE_RES_MEM(reserved_base, reserved_size);

	if (!resource_contains(&i915->dsm.stolen, &i915->dsm.reserved)) {
		drm_err(&i915->drm,
			"Stolen reserved area %pR outside stolen memory %pR\n",
			&i915->dsm.reserved, &i915->dsm.stolen);
		ret = -EINVAL;
		goto bail_out;
	}

	return 0;

bail_out:
	i915->dsm.reserved = DEFINE_RES_MEM(reserved_base, 0);

	return ret;
}

reserved area（2M）是data stolen memory(32M) 中需要保留的一段空间，不能其他代码覆盖使用

reserved area不匹配会被默认设置为0，只要没有别的代码写这个地址，后果倒不是很严重

继续调查一下 icl_get_stolen_reserved 函数

static void icl_get_stolen_reserved(struct drm_i915_private *i915,
				    struct intel_uncore *uncore,
				    resource_size_t *base,
				    resource_size_t *size)
{
	u64 reg_val = intel_uncore_read64(uncore, GEN6_STOLEN_RESERVED);
	drm_dbg(&i915->drm, "GEN6_STOLEN_RESERVED = 0x%016llx\n", reg_val);

	...

	switch (reg_val & GEN8_STOLEN_RESERVED_SIZE_MASK) {
	case GEN8_STOLEN_RESERVED_1M:
		*size = 1024 * 1024;
		break;
	case GEN8_STOLEN_RESERVED_2M:
		*size = 2 * 1024 * 1024;
		break;
	case GEN8_STOLEN_RESERVED_4M:
		*size = 4 * 1024 * 1024;
		break;
	case GEN8_STOLEN_RESERVED_8M:
		*size = 8 * 1024 * 1024;
		break;
	default:
		*size = 8 * 1024 * 1024;
		MISSING_CASE(reg_val & GEN8_STOLEN_RESERVED_SIZE_MASK);
	}

	if (HAS_LMEMBAR_SMEM_STOLEN(i915))
		/* the base is initialized to stolen top so subtract size to get base */
		*base -= *size;
	else
		*base = reg_val & GEN11_STOLEN_RESERVED_ADDR_MASK;
}

uhd770 共享cpu内存，是没有 LMEMBAR 的

因此 *base 的值来自于 reg_val，来自于0x1082c0这个地址

1	#define GEN6_STOLEN_RESERVED _MMIO(0x1082C0)

怀疑 vfio没有mock好这个pcie配置空间地址的数据，因此，这里 0x80600000 是 host 真实的 reserved area 起始地址，而 0xbc500000 是 guest 系统的地址。

挂上i915驱动看一下host内存布局可以印证这点

$ cat /proc/iomem
...
77fff000-77ffffff : System RAM
78000000-7bffffff : Reserved
7c600000-7c7fffff : Reserved
7d000000-807fffff : Reserved
  7e800000-807fffff : Graphics Stolen Memory

lspci 可以看到0xf0上的值刚好是0x1082C0地址上的值，都是0x80600087

# lspci -s 00:02.0 -xxx
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation AlderLake-S GT1 (rev 0c)
00: 86 80 80 46 00 04 10 00 0c 00 00 03 10 00 00 00
10: 04 00 00 fd 60 00 00 00 0c 00 00 00 40 00 00 00
20: 01 50 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 43 10 94 86
30: 00 00 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00 ff 01 00 00
40: 09 70 0c 01 0c 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
50: c1 01 00 00 39 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
60: 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 00 00 00
70: 10 ac 92 00 00 80 00 10 00 00 00 00 00 00 00 00
80: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
90: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
a0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 05 d0 00 01
b0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
c0: 01 00 80 7e 00 00 00 00 01 00 d9 fe 00 00 00 00
d0: 01 00 22 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
e0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 80 00 00 00 00 00 00
f0: 87 00 60 80 00 00 00 00 00 00 00 00 18 40 63 76

很遗憾在12th gen intel core processors datasheet volume 2 of 2上没有找到相关说明 PRM上也没有公开

https://www.intel.com/content/www/us/en/docs/graphics-for-linux/developer-reference/1-0/tiger-lake.html

但大致可以猜到这是UEFI设置的，gop driver通过这个数来初始化内存布局

workaround

如果要fix的话这里需要专门为核显直通打 patch

首先来到 https://github.com/tomitamoeko/VfioIgdPkg.git

IgdAssignmentDxe/IgdAssignment.c 这个文件

index d1214e8..613a7ee 100644
--- a/IgdAssignmentDxe/IgdAssignment.c
+++ b/IgdAssignmentDxe/IgdAssignment.c
@@ -427,6 +427,17 @@ SetupStolenMemory (
     goto FreeStolenMemory;
   }

+/*
+  EFI_PHYSICAL_ADDRESS SRA = ((Address & 0xFFFFFF00000ULL) | 0x7ULL) + (EFI_PHYSICAL_ADDRESS)(Size - SIZE_1MB);
+  Status = PciIo->Pci.Write (
+                        PciIo,
+                        EfiPciIoWidthUint64,
+                        0xf0,
+                        1,                            // Count
+                        &SRA
+                        );
+*/
+
   DEBUG ((DEBUG_INFO, "%a: %a: stolen memory @ 0x%Lx, size %d MB\n",
     __FUNCTION__, GetPciName (PciInfo), Address, Size / SIZE_1MB));
   return EFI_SUCCESS;

根据guest vm分配的stolen memory address去计算并设置0xf0的值，重新build生成oprom

再修改qemu，设置0x1082C0为mirror quirk

diff --git a/hw/vfio/igd.c b/hw/vfio/igd.c
index 4bfa2e0fcd..0d94356ea5 100644
--- a/hw/vfio/igd.c
+++ b/hw/vfio/igd.c
@@ -112,6 +112,8 @@ static int igd_gen(VFIOPCIDevice *vdev)
 #define IGD_GMCH 0x50 /* Graphics Control Register */
 #define IGD_BDSM 0x5c /* Base Data of Stolen Memory */
 #define IGD_BDSM_GEN11 0xc0 /* Base Data of Stolen Memory of gen 11 and later */
+#define IGD_SRAM_GEN11 0xf0

 #define IGD_GMCH_VGA_DISABLE        BIT(1)
 #define IGD_GMCH_GEN6_GMS_SHIFT     3       /* SNB_GMCH in i915 */
@@ -455,11 +457,13 @@ static bool vfio_pci_igd_override_gms(int gen, uint32_t gms, uint32_t *gmch)

 #define IGD_GGC_MMIO_OFFSET     0x108040
 #define IGD_BDSM_MMIO_OFFSET    0x1080C0
+#define IGD_SRAM_MMIO_OFFSET    0x1082C0

 void vfio_probe_igd_bar0_quirk(VFIOPCIDevice *vdev, int nr)
 {
-    VFIOQuirk *ggc_quirk, *bdsm_quirk;
-    VFIOConfigMirrorQuirk *ggc_mirror, *bdsm_mirror;
+    VFIOQuirk *ggc_quirk, *bdsm_quirk, *sram_quirk;
+    VFIOConfigMirrorQuirk *ggc_mirror, *bdsm_mirror, *sram_mirror;
     int gen;

     if (!vfio_pci_is(vdev, PCI_VENDOR_ID_INTEL, PCI_ANY_ID) ||
@@ -508,6 +512,26 @@ void vfio_probe_igd_bar0_quirk(VFIOPCIDevice *vdev, int nr)
                                         1);

     QLIST_INSERT_HEAD(&vdev->bars[nr].quirks, bdsm_quirk, next);
+    sram_quirk = vfio_quirk_alloc(1);
+    sram_mirror = sram_quirk->data = g_malloc0(sizeof(*sram_mirror));
+    sram_mirror->mem = sram_quirk->mem;
+    sram_mirror->vdev = vdev;
+    sram_mirror->bar = nr;
+    sram_mirror->offset = IGD_SRAM_MMIO_OFFSET;
+    sram_mirror->config_offset = IGD_SRAM_GEN11;
+
+    memory_region_init_io(sram_mirror->mem, OBJECT(vdev),
+                          &vfio_generic_mirror_quirk, sram_mirror,
+                          "vfio-igd-sram-quirk", (gen < 11) ? 4 : 8);
+    memory_region_add_subregion_overlap(vdev->bars[nr].region.mem,
+                                        sram_mirror->offset, sram_mirror->mem,
+                                        1);
+
+    QLIST_INSERT_HEAD(&vdev->bars[nr].quirks, sram_quirk, next);
 }

 static bool vfio_pci_igd_config_quirk(VFIOPCIDevice *vdev, Error **errp)
@@ -650,6 +674,11 @@ static bool vfio_pci_igd_config_quirk(VFIOPCIDevice *vdev, Error **errp)
         }
     }

+    pci_set_quad(pdev->config + IGD_SRAM_GEN11, 0);
+    pci_set_quad(pdev->wmask + IGD_SRAM_GEN11, ~0);
+    pci_set_quad(vdev->emulated_config_bits + IGD_SRAM_GEN11, ~0);
     /*
      * Request reserved memory for stolen memory via fw_cfg.  VM firmware
      * must allocate a 1MB aligned reserved memory region below 4GB with

这个报错就没有了

summary

把主机连上两套KVM（keyboard、video、mouse），一套直通核显，另一套直通独显，就可以联机打局域网cs1.6了，这非常像80年代哑终端Dumb Terminal的使用方式

← [Windows10 in Gentoo Linux] 力大砖飞，扔掉X11，把Linux图形界面外包给windows 10

赏

使用支付宝打赏

使用微信打赏

若你觉得我的文章对你有帮助，欢迎点击上方按钮对我打赏

扫描二维码，分享此文章

[Windows10 in Gentoo Linux] intel 12代 uhd770 核显直通

igd passthrough 原理

bios

legacy vbios

oprom

SR-IOV

gvt-d

一、host UEFI 设置

二、Host Linux kernel 配置

gvt-d

i915

三、提取gop driver，合成核显oprom

第1步，下载edk2

第2步，下载VfioIgdPkg

第3步，配置Conf/target.txt

第4步，先编译tools，再编译efi

第5步，efirom工具

四、qemu虚拟机

q35 和 pc/i440fx

报错stolen reserved area outside stolen memory

error 描述

workaround

summary