AMD GPU 内核驱动架构分析(一)

在Linux系统中，GPU驱动是集成在DRM框架中的，AMD GPU的内核驱动结构是一个复杂的软件堆栈，负责管理和控制AMD图形硬件，以便应用程序可以与GPU进行通信并利用其图形处理能力。以下是AMD GPU内核驱动的主要组成部分：

硬件抽象层（HAL）：

• HAL是位于底层的部分，负责与GPU硬件之间的通信。它提供了一个抽象的接口，使上层的驱动和应用程序可以访问GPU的功能和寄存器，而不需要了解具体的硬件细节。

图形命令处理器（GCP）：

• GCP负责接收、解析和执行应用程序发送的图形命令。它将应用程序的图形请求翻译成GPU硬件可以理解的指令，以执行绘图操作和渲染任务。

AMDGPU内核驱动：

• 这是AMD GPU驱动的核心部分，运行在操作系统的内核空间。它与硬件通信，管理GPU资源（如显存和显卡寄存器），执行调度和任务分配，以确保多个任务在GPU上正确运行。

GPU用户空间驱动：

• GPU用户空间驱动是运行在操作系统的用户空间的组件，它与AMDGPU内核驱动协同工作，提供对GPU的高级控制。它包括OpenGL和Vulkan驱动程序，以及OpenCL运行时库，允许应用程序与GPU进行图形和通用计算任务的交互。

AMDGPU-PRO：

• AMDGPU-PRO是AMD的专业级GPU驱动，主要用于支持专业应用程序和工作负载，如CAD、3D建模和科学计算。它提供了更丰富的特性和支持，包括对专业图形API和库的更好的兼容性。

AMD ROCm：

• AMD ROCm（Radeon Open Compute）是一个开源的GPU计算平台，旨在支持GPU加速的深度学习和高性能计算工作负载。它包括ROCm内核驱动和ROCm用户空间工具，为GPU计算提供了强大的支持。

总之，AMD GPU的内核驱动结构是一个多层次的系统，由硬件抽象层、内核驱动、用户空间驱动和专业级组件组成，以便应用程序可以有效地利用AMD GPU的图形和计算能力。这些组件共同协作，确保GPU能够执行各种图形和计算任务。

作为对比，虽然不清楚它的官方驱动是如何实现的，但是NVIDIA NOUVEAU开源驱动也是集成于DRM框架中，模块之间的依赖比AMD更加简洁一些，不过这可能意味着驱动的实现更加复杂。

单纯从核显的角度作对照，可能拿INTEL的核显作为对比最为合适，毕竟两者面对的是同一个市场，INTEL的核显I915驱动拓扑如下：

在看一个，下图是VIRTUALBOX中基于虚拟GPU的DRM框架，vmwgfx.ko是虚拟GPU的KMD.对比三张拓扑，可以看到DRM和GPU之间的关系大同小异，都是KMD将自身注册进入DRM驱动框架内部，UMD通过DRM框架调用KMD的实现（模块关联图架构上是从底层到上层的，如果从调用层次上看，应该把图上下颠倒）

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结束