Samsung Exynos 2200 SoC は GPU に AMD RDNA 2 アーキテクチャ ベースの Xclipse 920 を採用している。
そして Exynos 2200 SoC を搭載する Samsung Galaxy S22 Ultra は Android OS を採用しており、その関係で Linux Kernel と Xclipse 920 向けの AMDGPU ドライバーのソースコードが公開されているため読んでみた。
ソースコードは Samsung Open Source からダウンロードでき、SM-S908B で検索すると出てくる。
今回参照したソースコードのバージョンは S908BXXU2AVEH となる。
通常の AMDGPU ドライバーのソースコードは drivers/gpu/drm/amd/ 下に置いてあるが、Xclipse 920 向けのドライバーは AMDGPU ドライバーをベースにしながら drivers/gpu/samsung/{include, sgpu}/ 下に置かれている。
Index
VanGogh Lite
Xclipse 920 の ASIC Type/Family は VanGogh_LITE とされている。
_LITE は恐らくカスタム GPU に付けられるもので、過去には Cyan Skilfish/Skillfish に関連する GPU に Navi10_LITE, Navi12_LITE があった。
Cyan Skilfishシリーズ、Navi10_LITE、Navi12_LITE に Robin に Ariel | Coelacanth’s Dream
GC (Graphics, Compute) の IPバージョンは 10.4.0 とされる。
GC10.4 (M0), GC40.1 (M1)
Xclipse 920 のフルスペックは不明だが、ターゲットに合わせた eval_mode を指定し、最大 WGP (CU) 数を制限しダウングレードするカーネルパラメータが追加されている。
ShaderEngine 1基、RenderBackend 3基という設定は共通するが、eval_mode=1 の場合は WGP 3基、eval_mode=2 の場合は WGP 4基に再設定される。
/** * DOC: eval_mode (int) * Specify evaluation target. * 0: disable evalation mode by default. * 1: evaluation target is GC10.4(3RB, 3WGP, 1SE) * 2: evaluation target is GC40.1(3RB, 4WGP, 1SE) * it can be extended for other projects */ int amdgpu_eval_mode = 0; MODULE_PARM_DESC(eval_mode, "Evaluate gpu performace. 0:disable 1:GC10.4 2:GC40.1"); module_param_named(eval_mode, amdgpu_eval_mode, int, 0444);引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu_drv.c
また、eval_mode=1 には M0 と GC10.4、eval_mode=2 には M1 と GC40.1 という識別子も付けられている。
enum eval_mode_config { eval_mode_config_disabled = 0, eval_mode_config_gc_10_4 = 1, /* M0 */ eval_mode_config_gc_40_1 = 2, /* M1 */ eval_mode_config_end };引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu.h
再設定を行う部分のコードにおいて、ShaderEngine あたりの ShaderArray 数は 1基とされており、これは VanGogh と同様の構成となる。
RDNA 1/2 アーキテクチャ では基本 ShaderEngine あたり ShaderArray 2基という構成を採っており、片方のみを無効化する設定も可能だが、VanGogh では最初から ShaderArray 1基のみを搭載する構成を採っている。
ShaderArray ごとに GL1キャッシュを持つため、1基の場合 GL1キャッシュが減ることになるが、その分ダイ面積を減らすことができる。
static struct gc_down_config gc_cfg_tb[] = { { eval_mode_config_disabled, // config_mode false, // change_adapter_info 0, // wgps_per_sa 0, // rbs_per_sa 0, // se_count 0, // sas_per_se 0, // packers_per_sc 0, // num_scs false, // write_shader_array_config false, // use_reset_lowest_vgt_fw true, // force_gl1_miss }, { eval_mode_config_gc_10_4, // config_mode M0 true, // change_adapter_info 3, // wgps_per_sa 3, // rbs_per_sa 1, // se_count 1, // sas_per_se 2, // packers_per_sc 1, // num_scs true, // write_shader_array_config true, // use_reset_lowest_vgt_fw false, // force_gl1_miss }, { eval_mode_config_gc_40_1, // config_mode M1 true, // change_adapter_info 4, // wgps_per_sa 3, // rbs_per_sa 1, // se_count 1, // sas_per_se 2, // packers_per_sc 1, // num_scs true, // write_shader_array_config true, // use_reset_lowest_vgt_fw false, // force_gl1_miss }, };引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/gfx_v10_0.c
ME/MEC
VanGogh_LITE の ME (GFX Ring) と MEC (MicroEngine Compute, Compute Ring) の設定は、ME/MEC 共に 1基、ME/MEC あたり 1パイプ、パイプあたり 4キューとなっている。
これは他 RDNA 1/2 アーキテクチャ ベースの GPU の設定と異なる。RDNA 1/2 アーキテクチャ では ME 1基、ME あたり 1パイプ、パイプあたり 1キュー、MEC は 2基、MEC あたり 4パイプ、RDNA 1 アーキテクチャ はパイプあたり 8キュー、RDNA 2 アーキテクチャ は 4キューとなっている。
しかし最新の AMDGPU ドライバー内の設定と異なるというだけで、その意図までは読めない。またこのバージョンでは Navi14 だけが ME 4基という設定になっているが、これも最新のバージョンとは異なる。
case CHIP_VANGOGH_LITE: /* 4 queues on pipe0 of me */ adev->gfx.me.num_me = 1; adev->gfx.me.num_pipe_per_me = 1; adev->gfx.me.num_queue_per_pipe = 4; /* 4 queues on pipe0 of mec0 */ adev->gfx.mec.num_mec = 1; adev->gfx.mec.num_pipe_per_mec = 1; adev->gfx.mec.num_queue_per_pipe = 4; break;引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/gfx_v10_0.c
AMDGPU_WGP_GATING
アップストリームには取り込まれていない VanGogh_LITE 向けの機能に AMDGPU_WGP_GATING が確認できる。
WGP ごとにクロックゲーティングを設定する機能と思われ、モバイル向け APU/SoC よりさらに省電力性が求められるスマートフォン向け APU/SoC には必要な機能なのだろう。
/* not upstream */ #define DRM_AMDGPU_WGP_GATING 0x5e引用元:include/uapi/drm/amdgpu_drm.h
static int amdgpu_wgp_gating_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *filp) { int r = 0; struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(dev); union drm_amdgpu_wgp_gating *wgp = data; switch (wgp->in.op) { case AMDGPU_WGP_GATING_WGP_CLOCK_ON: r = amdgpu_gfx_set_num_clock_on_wgp(adev, wgp->in.value); wgp->out.wgp_clock_on.number = adev->gfx.num_clock_on_wgp; break; case AMDGPU_WGP_GATING_WGP_AON: r = amdgpu_gfx_set_num_aon_wgp(adev, wgp->in.value); wgp->out.wgp_aon.number = adev->gfx.num_aon_wgp; memcpy(&wgp->out.wgp_aon.bitmap[0][0], &adev->gfx.wgp_aon_bitmap[0][0], sizeof(adev->gfx.wgp_aon_bitmap)); break; case AMDGPU_WGP_GATING_WGP_STATUS: amdgpu_gfx_read_status_static_wgp(adev); memcpy(&wgp->out.wgp_status.bitmap[0][0], &adev->gfx.wgp_status_bitmap[0][0], sizeof(adev->gfx.wgp_status_bitmap)); break; default: DRM_DEBUG_KMS("Invalid request %d\n", wgp->in.op); return -EINVAL; } return r; }引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu_kms.c
MGFX0, MGFX1
GRBM_CHIP_REVISION の値から MGFX0, MGFX1 のどちらかを判定するコードがあり、それによって返される AMDGPU Family が変わる。MGFX0 の場合は AMDGPU_FAMILY_VGH が、MGFX1 の場合は AMDGPU_FAMILY_MGFX となる。
しかし AMDGPU_FAMILY_MGFX でファイルを検索すると、一部関数で早期リターンが行われており、MGFX1 はサポート途中もしくは中止されたモデルではないかと思われる。
/* GRBM_CHIP_REVISION definition * [7:0], minor ID * [15:8], Major/EVT ID * [23:16], Model ID, 0x60 is 'Premium' * [31:24], Generation ID */ #define MGFX_GEN(gcr) (((gcr) & 0xFF000000) >> 24) #define MGFX_MOD(gcr) (((gcr) & 0xFF0000) >> 16) #define MGFX_EVT(gcr) (((gcr) & 0xFF00) >> 8) #define MGFX_MINOR(gcr) (((gcr) & 0xFF) >> 0) #define AMDGPU_IS_MGFX0(gcr) ((MGFX_MOD(gcr) == 0x60) && (MGFX_GEN(gcr) == 0)) #define AMDGPU_IS_MGFX1(gcr) ((MGFX_MOD(gcr) == 0x60) && (MGFX_GEN(gcr) == 1)) #define AMDGPU_IS_EVT0(gcr) ((MGFX_MOD(gcr) == 0x60) && (MGFX_EVT(gcr) == 1)) #define AMDGPU_IS_EVT1(gcr) ((MGFX_MOD(gcr) == 0x60) && (MGFX_EVT(gcr) == 2) && (MGFX_MINOR(gcr) == 0)) #define AMDGPU_IS_EVT1_1(gcr) ((MGFX_MOD(gcr) == 0x60) && (MGFX_EVT(gcr) == 2) && (MGFX_MINOR(gcr) == 1)) #define AMDGPU_IS_MGFX0_EVT0(gcr) (AMDGPU_IS_MGFX0(gcr) && AMDGPU_IS_EVT0(gcr)) #define AMDGPU_IS_MGFX0_EVT1(gcr) (AMDGPU_IS_MGFX0(gcr) && AMDGPU_IS_EVT1(gcr)) #define AMDGPU_IS_MGFX0_EVT1_1(gcr) (AMDGPU_IS_MGFX0(gcr) && AMDGPU_IS_EVT1_1(gcr)) #define AMDGPU_IS_MGFX1_EVT0(gcr) (AMDGPU_IS_MGFX1(gcr) && AMDGPU_IS_EVT0(gcr)) #define AMDGPU_IS_MGFX1_EVT1(gcr) (AMDGPU_IS_MGFX1(gcr) && AMDGPU_IS_EVT1(gcr))引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu.hstatic uint32_t amdgpu_get_family_mgfx(struct amdgpu_device *adev) { if (AMDGPU_IS_MGFX1(adev->grbm_chip_rev)) return AMDGPU_FAMILY_MGFX; else if (AMDGPU_IS_MGFX0(adev->grbm_chip_rev)) return AMDGPU_FAMILY_VGH; else return AMDGPU_FAMILY_UNKNOWN; }引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/nv.c
モデル名が MGFX0 は Xclipse 920、MGFX1 は Xclipse 930 とされているが、Exynos 2200 の GPU は Xclipse 920 であるため、MGFX0 が主なサポート対象と考えられる。
また Khronos Group の Conformant Products に登録されているのも Xclipse 920 のみであり、Xclipse 930 は登録されていない。1
static ssize_t gpu_model_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr, char *buf) { const char *product = NULL; ssize_t count = 0; if (AMDGPU_IS_MGFX0(p_adev->grbm_chip_rev)) product = "920"; else if (AMDGPU_IS_MGFX1(p_adev->grbm_chip_rev)) product = "930"; count = scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "Samsung Xclipse %s\n", product); return count; }引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/exynos_gpu_interface.c
Mariner, Gopher
VANGOGH_LITE とは別に Mariner と Gopher というコードネームが付けられている。
enum amd_reset_method { AMD_RESET_METHOD_LEGACY = 0, AMD_RESET_METHOD_MODE0, AMD_RESET_METHOD_MODE1, AMD_RESET_METHOD_MODE2, AMD_RESET_METHOD_BACO, AMD_RESET_METHOD_MARINER_GOPHER };引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu.h
以下引用部では Mariner の DeviceID (PCI ID) は 0x73A0 と Navi21/Sienna Cichlid と同じ ID が割り当てられているが、別の部分で CHIP_VANGOGH_LITE の場合は DeviceID を 0x73A0 に上書きするコードがあるため、実際の DeviceID ではないと思われる。
/* Mariner */ {0x1002, 0x73A0, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, CHIP_VANGOGH_LITE},引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu_drv.c/* TODO: assign PCI device ID */ if ((flags & AMD_ASIC_MASK) == CHIP_VANGOGH_LITE) adev->device_id = 0x73A0;引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/amdgpu_drv.c
Mariner と Gopher の違いだが、Mariner は eval_mode=1, M0, mobile0, MGFX0、Gopher は eval_mode=2, M1, mobile1, MGFX1 に対応している記述が見られることから、有効 WGP 数が主な違いと思われる。
Mariner は Xclipse 920、Gopher は Xclipse 930 だとも言える。
先に書いたように、Gopher/Xclipse 930 はコードの内容や現時点で未発表なことを合わせるに、開発されていたが中止されたモデルである可能性が高い。
仮の DeviceID ではあるが Mariner/Xclipse 920 の ID は記述されているのに対し、Gopher/Xclipse 930 のはない。
int emu_soc_asic_init(struct amdgpu_device *adev) { if (sgpu_no_hw_access != 0) return 0; else if (AMDGPU_IS_MGFX0_EVT1(adev->grbm_chip_rev)) emu_mobile0_asic_init(adev); else if (AMDGPU_IS_MGFX1(adev->grbm_chip_rev)) emu_mobile1_asic_init(adev);引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/emu_soc.c
/* From the mobile1 Gopher build, cl72071 */ struct __reg_setting_m1 emu_mobile1_setting_cl72071[] = { {0x000098F8, 0x00000142}, {0x00033440, 0x0000008D}, {0x00033640, 0x0000008D}, {0x00009508, 0x010B0000}, {0x00009510, 0x00000000}, {0x0003380C, 0xFFFFFFF3}, {0x00033884, 0xFFFFFFF3}, {0x00033894, 0x32103210}, {0x00033898, 0x32103210}, {0x00009F80, 0x00000500}, };引用元:drivers/gpu/drm/samsung/sgpu/emu_mobile1_asic_init.h