GPU初始化和启动流程（r600）
2024-04-12 12:57:04
本文是分析了显卡初始化和启动的函数调用以及每个函数的功能。
初始化显卡
int r600_init(struct radeon_device *rdev)//debuffsr600_debugfs_mc_info_init(rdev)**************************BIOS********************************//读取GPU硬件启动的biosradeon_get_bios(struct radeon_device *rdev)loongson3_read_bios(rdev)//由于一个GPU系列中部分硬件架构的修改，而由硬件厂商提供的一组硬件访问方法，被翻译成了字节码//有一个翻译表，提供给注册的驱动来调用，从而对硬件进行操作radeon_atombios_init(struct radeon_device *rdev)***************************************************************//判断显卡是否已经被初始化过了，检查所有的电路是否已将被初始化，通过读取相应寄存器的值判断radeon_card_posted(rdev)//初始化划痕寄存器，设置设备划痕寄存器的基地址，这一组寄存器的地址是连续的，由一个数组来维护记录r600_scratch_init(struct radeon_device *rdev)//surface寄存器，r600之后都没有了radeon_surface_init(struct radeon_device *rdev)//初始化时钟，并设置radeon_get_clock_info(struct drm_device *dev)//初始化所有的ring中的fence驱动，准备一些所需要的基础设施radeon_fence_driver_init(struct radeon_device *rdev)radeon_fence_driver_init_ring(struct radeon_device *rdev, int ring)//如果有AGP，那么就需要进行初始化，图形加速卡radeon_agp_init(struct radeon_device *rdev)//初始化显卡的内存控制器结构，获取所支持的带宽，映射在PCIE中的基地址，gtt的位置，支持的通道数量r600_mc_init(struct radeon_device *rdev)//确定显存和GTT的位置r600_vram_gtt_location(struct radeon_device *rdev, struct radeon_mc *mc)radeon_vram_location(struct radeon_device *rdev, struct radeon_mc *mc, u64 base)radeon_gtt_location(struct radeon_device *rdev, struct radeon_mc *mc)****************************************************************************************************************//初始化memory manager，后期所有内存的申请和管理都是通过这里创建的数据结构radeon_bo_init(struct radeon_device *rdev)radeon_ttm_init(struct radeon_device *rdev)radeon_ttm_global_init(rdev);ttm_bo_device_init(struct ttm_bo_device *bdev,struct ttm_bo_global *glob,struct ttm_bo_driver *driver,uint64_t file_page_offset,bool need_dma32)ttm_bo_init_mm(struct ttm_bo_device *bdev, unsigned type,unsigned long p_size)****************************************************************************************************************//对RADEON_RING_TYPE_GFX_INDEX，R600_RING_TYPE_DMA_INDEX两个ring进行初始化设置r600_ring_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring, unsigned ring_size)//通用视频解码单元的初始化，载入相应的固件，以及bo的申请，映射等，同样接下来需要调用r600_ring_init对R600_RING_TYPE_UVD_INDEX进行初始化设置radeon_uvd_init(struct radeon_device *rdev)//对中断使用的ring的初始化设置，r600_ih_ring_init(struct radeon_device *rdev, unsigned ring_size)//对GART页表结构进行初始化，注意是通过前面的ttm机制申请对应的bo对象，填写也表现，一开始对应的都是无效页r600_pcie_gart_init(struct radeon_device *rdev)radeon_gart_init(struct radeon_device *rdev)//为gart表分配显存页radeon_gart_table_vram_alloc(struct radeon_device *rdev)*************************************************STARTUP*********************************************************//如果启动失败，那么说明GPU加速失败，驱动不可用r600_startup(struct radeon_device *rdev) 启动显卡
r600_startup(struct radeon_device *rdev)//r600_pcie_gen2_enable(struct radeon_device *rdev)//对显存控制器进行设置，写相关寄存器，获得显存的基地址，大小，gtt的基地址，大小等等。完全的接管显存。r600_mc_program(struct radeon_device *rdev)//初始化微码，从指定的目录载入三个二进制文件到内存中，***_pfp.bin,***_me.bin,***_rlc.binr600_init_microcode(struct radeon_device *rdev)//分配一个显存页，用作划痕页，创建了一个bo，用作radeon_device* 的一个属性r600_vram_scratch_init(struct radeon_device *rdev)//启动GART机制r600_pcie_gart_enable(struct radeon_device *rdev)/*pin操作固定用作GART的存储页，作为常驻存储，在显卡的整个使用过程中都不会被显存控制器所管理，换出或者回收，只有在卸载驱动的时候会被回收。*/radeon_gart_table_vram_pin(struct radeon_device *rdev)//重建gart页表中的每个页的基地址，然后刷新TLB。接下来就会设置二级cache等等控制寄存器，当前这些页表中都指向一个dummy page，就是GPU访问每个页表项 //都是无效页 radeon_gart_restore(struct radeon_device *rdev)//接着就刷新TLBr600_pcie_gart_tlb_flush(rdev)//设置GPU的一些功能部件：初始化rdev中GPU相关的一些参数，然后设置GPU的一些寄存器，这时GPU的的初始状态就设置的差不多了r600_gpu_init(struct radeon_device *rdev)//对拷屏操作的初始化，指的是一个图形从屏幕上一个位置移动到另一个位置。//设置相关参数以及注册相关函数(顶点资源，纹理资源，shader等等的设置)r600_blit_init(struct radeon_device *rdev)//初始化回写驱动信息并分配内存,创建了一个bo,作为wb对象,并没有实际的硬件wb机制。官方注释为：分配回写缓冲radeon_wb_init(struct radeon_device *rdev)//先释放当前fence所对应的划痕寄存器，然后分配一个，设置fence序列号回写地址（GPU,CPU地址都需要设置），//最后将fence序列号回写到划痕寄存器或者wb回写buffer中//需要连续调用三次，分别为GFX,DMA,UVDradeon_fence_driver_start_ring(struct radeon_device *rdev, int ring)//释放一个划痕寄存器，一个device会有多个fence，这样也就对应多个fence driver。每个fence driver会拥有一个划痕寄存器用于回写fence序列号radeon_scratch_free(struct radeon_device *rdev, uint32_t reg)radeon_scratch_get(struct radeon_device *rdev, uint32_t *reg)//将fence值写回到划痕寄存器，如果直接支持回写机制，那么会回写到回写buffer中radeon_fence_write(struct radeon_device *rdev, u32 seq, int ring)**********************************************************************************************************************************************//中断radeon_irq_kms_init(struct radeon_device *rdev)//初始化用于处理垂直同步机制的所有数据结构//垂直同步的作用是防止画面撕裂，由于存在多个CRTC，所有每个CRTC都会有一个对应的等待队列//对应需要处理的中断就是vblank中断，设置的数据结构包括定时器，引用计数，vblank各个阶段时间间隔drm_vblank_init(struct drm_device *dev, int num_crtcs)//MSI (Message Signaled Interrupts)//判断当前GPU是否支持MSI，如果支持，调用pci_enable_msi(rdev->pdev)radeon_msi_ok(struct radeon_device *rdev)//安装中断处理函数，向系统中断处理机制中注册中断服务，？？drm_irq_install(struct drm_device *dev)//中断ring的读写指针地址的设置，相关的中断控制，reset以及restore等的处理r600_irq_init(struct radeon_device *rdev)//创建一个bo，座位中断环形缓冲r600_ih_ring_alloc(struct radeon_device *rdev)//设置状态位和控制寄存器的值，使得CPU不会从irq ring中处理中断，GPU也不会产生中断写入ringr600_disable_interrupts(struct radeon_device *rdev)//先r600_rlc_stop(rdev);然后设置相关的一些寄存器值，再r600_rlc_start(rdev);大致就是设置GPU reset以及restore功能的硬件支持r600_rlc_init(struct radeon_device *rdev)//强制将所有中断的状态设置为disabler600_disable_interrupt_state(rdev);//没有实现，大致实现的功能应该为正确设置设备挂载到master管理链中接受管理pci_set_master(rdev->pdev);r600_enable_interrupts(rdev);//设置相应的中断列表以及对应的中断处理程序，中断号《--》中断处理程序r600_irq_set(struct radeon_device *rdev)********************************************************************************************************************************//初始化GFX和DMA 环形缓冲大大小和位置，读写指针radeon_ring_init(rdev, ring, ring->ring_size, RADEON_WB_CP_RPTR_OFFSET,R600_CP_RB_RPTR, R600_CP_RB_WPTR,0, 0xfffff, RADEON_CP_PACKET2);********************************************************************************************************************************//加载微码，使得CP能够开始动起来。这些微码已经在之前加载到了内存中//首先将CP停止，软重置，然后从主存中载入ME和PFP的微码，仅仅是写入到对应的端口r600_cp_load_microcode(struct radeon_device *rdev) //将CP复位，如果在某次被停止，那么就需要调用复位函数resume，首先会对CP进行软重置，设置CP相依寄存器的值，包括ring的读写指针，延迟等等。//最后启动r600_cp_start(rdev);并进行测试r600_ring_test(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring)//测试过程就是首先往划痕寄存器中写入一个初始值，再让CP处理一个命令，往划痕寄存器中回写一个值，判断值是否正确被写入，需要被注意的就是//验证的过程中设置了一定的延迟r600_cp_resume(struct radeon_device *rdev)//设置并驱动异步dma引擎，设置DMA环形缓冲并打开。初始化读写指针以及回写地址等等，同样也进行了ring test，更新实际可用的显存大小//radeon_ttm_set_active_vram_size(struct radeon_device *rdev, u64 size)r600_dma_resume(struct radeon_device *rdev)//对UVC的ring进行初始化radeon_ring_init(rdev, ring, ring->ring_size,R600_WB_UVD_RPTR_OFFSET,UVD_RBC_RB_RPTR, UVD_RBC_RB_WPTR,0, 0xfffff, RADEON_CP_PACKET2);//初始化间接缓冲池。初始化二级分配器用于管理一个内存池，用于间接缓冲radeon_ib_pool_init(struct radeon_device *rdev)//初始化一个二级分配器以及管理器等数据结构，指定pool的domain，size以及对齐方式等等radeon_sa_bo_manager_init(struct radeon_device *rdev,struct radeon_sa_manager *sa_manager,unsigned size, u32 align, u32 domain)//启动二级分配器，其实就是申请一块存储作为pool，并映射到虚拟地址空间，GPU和CPU地址radeon_sa_bo_manager_start(struct radeon_device *rdev,struct radeon_sa_manager *sa_manager)//打开音频引擎，并设置音频的相关变量r600_audio_init(struct radeon_device *rdev)r600_audio_engine_enable(struct radeon_device *rdev, bool enable)显卡驱动入口
module_init(drm_core_int);drm_core_init是在系统启动的时候进行调用，用于初始化drm驱动的相关数据结构。下面是调用流程
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