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内核模式设置

来自 ArchWiki

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原因: KMS 和无根 X (1.16)，参见 Talk:Kernel mode setting 和 Xorg#Rootless Xorg。(在 Talk:Kernel mode setting 讨论)

内核 模式设置 (KMS) 是一种在内核空间而不是用户空间设置显示分辨率和深度的机制。

Linux 内核的 KMS 实现可以在帧缓冲中启用原生分辨率，并允许即时控制台 (tty) 切换。KMS 还启用了较新的技术（如 DRI2），这将有助于减少伪影和提高 3D 性能，甚至实现内核空间的节能。

注意 专有的 NVIDIA 驱动程序（自 364.12 起）也实现了内核模式设置，但它不使用内置的内核实现，并且用于高分辨率控制台的 fbdev 驱动程序仅作为可选的实验性功能存在（自 545.29 起）。

背景

以前，显卡设置是 X 服务器的工作。因此，在 虚拟控制台 中实现华丽的图形并不容易。此外，每次从 X 切换到虚拟控制台（Ctrl+Alt+F2）时，服务器都必须将显卡控制权交给内核，这很慢并且会导致闪烁。当控制权交还给 X 服务器时（X 在 VT7 中运行时为 Alt+F7），也会发生同样“痛苦”的过程。

通过内核模式设置 (KMS)，内核现在能够设置显卡模式。这使得在启动过程中、虚拟控制台和 X 之间进行快速切换时能够实现华丽的图形，等等。

配置

首先，请注意，对于您使用的任何方法，您都应始终禁用

  • 您的 引导加载程序 中的任何 vga= 选项，因为它们会与 KMS 启用的原生分辨率冲突。
  • 任何启用了与驱动程序冲突的帧缓冲的 video= 行。

本文或本章节已过时。

原因: Arch 官方支持的内核 多年来一直内置 simpledrm KMS 驱动程序 [1]。这意味着 Arch 用户始终拥有早期 KMS 启动。所以这一节更多是关于“何时simpledrm 将控制权转移给另一个驱动程序”。(在 Talk:Kernel mode setting 讨论)

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原因: 提及 simpledrm 及其作为通用图形驱动程序的能力。(在 Talk:Kernel mode setting 讨论)

延迟KMS启动

Intel、Nouveau、ATI 和 AMDGPU 驱动程序已经为所有芯片组自动启用了 KMS，因此您无需做任何事情。

专有的 NVIDIA 驱动程序支持 KMS（自 364.12 起），这需要 手动启用。

早期KMS启动

提示 如果您在分辨率方面遇到问题，可以检查 强制模式 是否有帮助。

KMS 通常在 initramfs 阶段之后初始化。然而，也可以在 initramfs 阶段就已经启用 KMS。将 视频驱动程序 所需的模块添加到 initramfs 配置文件中

  • mgag200 用于 Matrox 显卡。
  • 取决于正在使用的 QEMU 显卡（qemu 选项 -vga type 或 libvirt <video><model type='type'>[2]）
    • bochs 用于 std（qemu）和 vga/bochs（libvirt），
    • virtio-gpu 用于 virtio，
    • qxl 用于 qxl，
    • vmwgfx 用于 vmware（qemu）和 vmvga（libvirt），
    • cirrus 用于 cirrus。
  • 取决于 VirtualBox 显卡控制器
    • vmwgfx 用于 VMSVGA，
    • vboxvideo 用于 VBoxVGA 或 VBoxSVGA。

Initramfs 配置说明因您使用的 initramfs 生成器而略有不同。

mkinitcpio

对于 OOTB 模块，请确保 kms 已包含在 /etc/mkinitcpio.conf 的 HOOKS 数组中（自 mkinitcpio v33 起为默认值）。

对于 OOTB 模块，请将模块名称放在 MODULES 数组中。例如，要为 NVIDIA 显卡驱动程序启用早期 KMS

/etc/mkinitcpio.conf
MODULES=(... nvidia nvidia_modeset nvidia_uvm nvidia_drm ...)
注意 如果您使用 PRIME 图形处理单元 (GPU)，其中 Intel 集成显卡处理器 (IGP) 是您的主 GPU，而 AMD 是独立 GPU，那么 intel_agp 在从休眠恢复时可能会导致问题（显示器无信号）。有关详细信息，请参见 [3]。

如果您正在使用 #强制模式和EDID 方法，您还必须将自定义文件嵌入 initramfs 中。

/etc/mkinitcpio.conf
FILES=(/usr/lib/firmware/edid/your_edid.bin)

然后重新生成 initramfs。

Booster

如果您使用 Booster，您可以通过此配置更改加载所需模块

/etc/booster.yaml
modules_force_load: i915

如果您正在使用 #强制模式和EDID 方法，您还必须将自定义文件嵌入您的 booster 镜像中。

/etc/booster.yaml
extra_files: /usr/lib/firmware/edid/your_edid.bin

然后 重新生成 booster 镜像。

Dracut

Dracut 通过其 --force_drivers 命令或 force_drivers+="" 配置项行，在 initramfs 阶段（通过 modprobe）启用早期加载。例如

/etc/dracut.conf.d/myflags.conf
# ...
force_drivers+=" amdgpu "
# ...

故障排除

我的字体太小了

有关如何更改控制台字体为大字体，请参见 Linux 控制台#字体。Terminus 字体（terminus-font）有多种尺寸可供选择，例如 ter-132b，它更大。

或者，禁用模式设置 可能会切换到较低分辨率，使字体显得更大。

强制模式和EDID

如果您的原生分辨率未自动配置，或者根本未检测到显示器，那么您的显示器可能不发送 EDID 文件，或者只发送一个不完整的 EDID 文件。内核会尝试捕获这种情况，并设置最典型的分辨率之一。

如果您有显示器的 EDID 文件，您只需显式强制它（见下文）。然而，大多数情况下，您无法直接访问一个可用的文件，因此有必要提取现有文件并修复它，或者生成一个新文件。

可以通过遵循 上游文档（也可在此 处找到简短指南）在内核编译期间生成各种分辨率和配置的新 EDID 二进制文件。其他解决方案的详细信息在此 文章中概述。在大多数情况下，提取现有文件更简单，例如，如果您的显示器在 Windows 下运行正常，您可能幸运地从相应驱动程序中提取 EDID，或者如果一个具有相同设置的类似显示器工作正常，您可以使用 get-edid(1) 命令，该命令来自 read-edid 包。您也可以尝试在 /sys/class/drm/*/edid 中查找。

准备好 EDID 后，将其放置在一个目录中，例如 /usr/lib/firmware/ 下的 edid 目录，并将您的二进制文件复制到其中。

要在启动时加载它，请在 内核命令行 中指定以下内容

drm.edid_firmware=edid/your_edid.bin

为了仅将其应用于特定连接器，请使用

drm.edid_firmware=VGA-1:edid/your_edid.bin

如果您想设置多个 EDID 文件，请使用

drm.edid_firmware=VGA-1:edid/your_edid.bin,VGA-2:edid/your_other_edid.bin

如果您正在进行 早期 KMS，您必须 将自定义 EDID 文件包含在 initramfs 中，否则您将遇到问题。

drm.edid_firmware 参数的值也可以在启动后通过写入 /sys/module/drm/parameters/edid_firmware 来修改。

# echo edid/your_edid.bin > /sys/module/drm/parameters/edid_firmware

这只会对新插入的显示器生效，已插入的屏幕将继续使用其现有的 EDID 设置。然而，对于外部显示器，重新插入它们足以看到效果。

要在启动后加载 EDID，如果内核未处于 锁定模式，您可以使用 debugfs 而不是内核参数。如果您交换了连接器上的显示器或只是为了测试，这非常有用。一旦您有了如上所述的 EDID 文件，请运行

# cat correct-edid.bin > /sys/kernel/debug/dri/0/HDMI-A-2/edid_override

要禁用

# echo -n reset > /sys/kernel/debug/dri/0/HDMI-A-2/edid_override

如果您的显示器支持热插拔，您也可以触发一次热插拔，使显示器使用您刚刚加载到（例如 edid_override）的新 EDID，这样您就不必物理上重新插拔显示器或重新启动。

# echo 1 > /sys/kernel/debug/dri/0/HDMI-A-2/trigger_hotplug

强制模式

注意 下面描述的方法有些不完美，因为例如 Xorg 不考虑指定的 O分辨率，因此建议用户使用上述方法。然而，使用 video= 命令行指定分辨率对于所有 Wayland 合成器都很有用。

来自 nouveau wiki

可以在内核命令行强制设置一种模式。不幸的是，DRM 情况下的 video 命令行选项文档很少。使用它的方法零散地可以在以下地方找到：

格式是

video=<driver>:<conn>:<xres>x<yres>[M][R][-<bpp>][@<refresh>][i][m][eDd]
  • <driver>: 在启动时指定一种视频模式。
  • <conn>: 指定视频连接类型，如 VGA、DVI、HDMI 等，请参阅 /sys/class/drm/ 查看可用的连接器。
  • <xres>: 水平 O分辨率（以像素为单位）。
  • <yres>: 垂直 O分辨率（以像素为单位）。
  • [M]: 启用 VESA 协同视频定时 (CVT) 来计算视频模式定时，而不是从数据库查找模式。
  • [R]: 使用 CVT 时，启用数字显示器的缩减消隐计算。这会减小水平和垂直消隐间隔以节省带宽。
  • [-<bpp>]: 指定颜色深度或每像素位数（例如，-24 表示 24 位颜色）。
  • [@<refresh>]: 指定刷新率（以 Hz 为单位）。
  • [i]: 启用隔行扫描模式。
  • [m]: 在 CVT 计算中添加 O边距（xres 的 1.8% 向下舍入到 8 像素，yres 的 1.8%）。
  • [e]: 输出强制开启。
  • [D]: 数字输出强制开启（例如 DVI-I 连接器）。
  • [d]: 输出强制关闭。

您可以使用多次 video= 来 O覆盖多个输出的模式，例如，将 DVI 强制设置为1024x768，刷新率为85 Hz，并将 TV-out 关闭。

video=DVI-I-1:1024x768@85 video=TV-1:d

选项也可以跟在模式后面，使用逗号作为分隔符。

video=DVI-I-1:720x480,rotate=180

有效的选项是

  • margin_top, margin_bottom, margin_left, margin_right (整数): 边距的像素数，通常用于处理电视机的过扫描。
  • reflect_x (布尔值): 在 X 轴上执行轴对称。
  • reflect_y (布尔值): 在 Y 轴上执行轴对称。
  • rotate (整数): 将初始帧缓冲旋转 x 度。有效值为 0、90、180 和 270。
  • tv_mode: 模拟电视模式。可以是 "NTSC"、"NTSC-443"、"NTSC-J"、"PAL"、"PAL-M"、"PAL-N" 或 "SECAM" 之一。
  • panel_orientation，可以是 "normal"、"upside_down"、"left_side_up" 或 "right_side_up" 之一。仅适用于 KMS 驱动程序，这会设置 KMS 连接器上的“面板方向”属性，作为 KMS 用户的提示。

要获取连接器的名称和当前状态，您可以使用以下 shell 单行命令：

$ for p in /sys/class/drm/*/status; do con=${p%/status}; echo -n "${con#*/card?-}: "; cat $p; done
DVI-I-1: connected
HDMI-A-1: disconnected
VGA-1: disconnected

禁用模式设置

您可能因为各种原因想要禁用 KMS。要禁用 KMS，请将 nomodeset 添加为内核参数。有关更多信息，请参见 内核参数。

除了 nomodeset 内核参数之外，对于 Intel 显卡，您需要添加 i915.modeset=0；对于 Nvidia 显卡，您需要添加 nouveau.modeset=0。对于 Nvidia Optimus 双显卡系统，您需要添加所有三个内核参数（即 "nomodeset i915.modeset=0 nouveau.modeset=0"）。

注意 某些 Xorg 驱动程序在禁用 KMS 时将无法工作。有关详细信息，请参阅您特定驱动程序的 wiki 页面。
取自“https://wiki.archlinux.org.cn/index.php?title=Kernel_mode_setting&oldid=858736”