本文所讨论的均为AMD公司的显卡产品

显卡：AMD Radeon RX 5500 - 8GB 显存

Linux：Linux-5.4.y (fc944ddc0b4a)

AMD GPU HUB

在AMD GPU内部有很多种类的IP，这些不同种类的IP硬件一起构成了完整的GPU硬件，这些子IP在运行的时候也需要访问VRAM或者sysMem的资源，但是不同的是，这些IP并没有与实际的Memroy Controler(MC) 相连，而是汇总到一个称作为“HUB”的硬件单元上，由这个硬件单元代理进行统一的寻址，这个硬件和我们在计算机上看到南桥(PCH: Platfrom Controller Hub)很类似，计算机将一些低速的设备（NIC, SATA, USB ..) 连接到南桥，再由南桥芯片统一和CPU进行通信。

由于GPU硬件设计的需要，在AMD GPU内部集成了一个或者多个HUB硬件，系统将不同种类的IP硬件连接到不同的HUB上，由HUB代理IP进行IO访问，GPU内部IP大多数设备都是基于HUB来进行内存访问的。

本文所讨论的均为AMD公司的显卡产品

显卡：AMD Radeon RX 5500 - 8GB 显存

Linux：Linux-5.4.y (fc944ddc0b4a)

背景

现代的驱动模型中，一般有2种方式来操作硬件：

• PUSH：CPU通过读写寄存器的方式来控制GPU硬件。
• PULL：CPU将命令写到一块buffer中，并通知硬件，由硬件来解析命令并执行。

2种模式各有优劣，使用PUSH的方式一般都为同步操作，需要占用CPU时间，并且在GPU领域有大量的寄存器是不方便用户直接读写的，所以GPU大多数采用的是PULL方式。因此本文主要介绍AMD KMD Ring Buffer的原理和实现。

AMD GPU Ring Buffer

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显卡：AMD Radeon RX 5500 - 8GB 显存

Linux：Linux-5.4.y (fc944ddc0b4a)

Arch： X86_64

AMD GPU 虚拟内存

现代的GPU内部都包含有一个类似MMU的内存管理单元，负责GPU侧的虚拟地址到物理的翻译。和CPU类似，GPU也有一个多级页表的数据结构来管理GPU页表的映射，每一个GPU进程有一份GPU页表，在提交Command的时候GPU驱动会把进程对应的GPU页表设置到硬件寄存器中，在细节上GPU的地址分配和映射和CPU稍有不同。

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Linux：Linux-5.4.y (fc944ddc0b4a)

GPU的分类

GPU又称之为显卡，在计算机里面扮演着图形渲染和并行计算的角色，今天我们就来聊一聊GPU的物理内存。

现代的计算机显卡按照内存的类型分为2种：

• UMA:Unified Memory Architecture, 统一内存架构，一般认为是集成显卡
• dGPU: Discrete GPU 独立显卡

独立显卡一般配有高带宽(HBM)的显存，主要有2种：GDDRX 和 HBM显存, HBM主要用于高端显卡。

环境准备

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$ sudo apt install libelf-dev libssl-dev build-essential flex bison

下载内核源码

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$ git clone https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/linux.git

or

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$ git clone https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/git/linux-stable.git

在这里我们使用国内的清华tuna源加速下载内核源码