Adreno 740 驱动

sheng 通过原生 XNU 服务驱动 Adreno 740。图形栈使用原生 4 KiB SMMU 翻译、GMU 固件、CP ring、真实 fence 和 GPU 到 scanout 的合成。

运行时链路

1. NativeMetal 通过系统 MTLAddDevice 发布 Metal 设备。发布模式把设备交回 backboardd，白名单进程获得各自的设备。它管理 Metal 对象、编码器、IOSurface、event、fence 和 pipeline archive。
2. metal2vulkan 把 AIR 翻译成 SPIR-V，并给出 pipeline 描述、binding 计划和 function constant。
3. Turnip 把 SPIR-V 经过 NIR 编译成 A740 IR3。Darwin KMD 通过 NativeAdreno user client 访问内核。
4. NativeAdreno 管理 BO、GPU 地址、提交 ring、fence 和 SMMU context。GMU 让 GPU 退出 reset 并提交功耗票，CP 执行 IB。
5. 插件把完成帧合成到 scanout 页，NativeMobileDisplay 提供并回收 swap。

运行时编译链路是 Metal、AIR、SPIR-V、NIR、IR3。AirNir 是离线的 AIR 到 NIR 到 IR3 编译器。

发布到 render server

scripts/add-gpu-plugin-data.py 把插件写入打包 Data seed 的副本。

选项	作用
--publish	写入 NativeAdrenoMetal.publish。backboardd 把原生设备交回原有发现流程，CARenderServer 通过它合成系统界面。
--clients NAME,...	写入 NativeAdrenoMetal.clients。每个列入的进程获得自己的设备和驱动连接；其中最多两个还获得 256 MiB GPU 窗口和自己的 shader cache。* 表示所有进程。

发布模式关闭 backboardd 的 deep framebuffer 和压缩 framebuffer。补丁 zzw-native-adreno-sandbox-grant 让加速器服务在 NativeSandboxGrantProcess 中指定 render server，使其 user client 打开通过沙箱检查。

NativeAdreno 为每个连接提供一个 user-client core。render server 获得 0x20000000 处 1 GiB 窗口，最多两个列入的客户端各获得 256 MiB 及自己的队列范围和回收路径。

组件

组件	作用
drivers/NativeMetal	Metal 前端、metal2vulkan、命令编码、IOSurface 和 scanout client
drivers/NativeAdreno	GPU 服务、GMU/CP 启动、user client、BO、VM、ring、提交和 fence
drivers/NativeMobileDisplay	swap 提供、校验、回收和 scanout hand-off
kits/AdrenoFirmware	GMU HFI、启动、功耗票和 SQE 固件数据
kits/AdrenoPM4	A740 PM4 状态、常量、VPC 和 rasterizer 包
kits/ArmSmmu4K	原生 4 KiB 表、context、stream、live mapping 和 TLB 维护
kits/AirNir	离线 AIR 到 NIR 到 IR3 编译器

最新提交，从新到旧

日期	提交	变化
2026-10-20	UniXNU 16d0b1e	为 render server 授予 GPU client，并关闭每个 mapping 都触发的 managed page 报告，该报告曾淹没内核消息缓冲区。
2026-10-20	UniXNU 6440a94	应用翻译器补丁 0004 和 0005，加入前端、archive、资源和注册检查，并用 --publish 和 --clients 发布设备。
2026-10-20	NativeMetal 6dcd4cb	为每次 render pipeline 创建记录 CPU 时间、系统时间、page fault、page-in 和上下文切换。
2026-10-20	NativeMetal 5df5195	按原设备回答 Apple1-3 和 Common1-2 GPU family，并记录被豁免的 feature 行和 function specialization。
2026-10-20	NativeMetal 5ca27a6	每个列入的进程获得自己的设备、驱动连接和 shader cache，并记录 QuartzCore 调用方和 context 标志。
2026-10-20	NativeMetal 8eea9ca	在 inlining 前裁剪 uber-shader 条目，并保留最近的 module decode 和 profile fingerprint。
2026-10-20	NativeAdreno 805c7e4	池化 BO 不再重复设置 write-combine；每次提交遍历池曾耗时 0.65 ms。
2026-10-20	NativeAdreno 6fed926	BO 池默认 1536 MiB；大 BO 留在池中，峰值使用 782 MiB。
2026-10-20	NativeAdreno 2668969	每 64 次表操作才完整观察 owned SMMU route，并跳过提交 TLB 失效中的 image 观察。
2026-10-20	NativeAdreno a1032b2	只池化用户 BO，为每个进程提供一个 user-client core：render server 1 GiB，两个客户端各 256 MiB。
2026-10-20	NativeAdreno b6ca2ff	一次性设置池的 write-combine，map 和 unmap 只观察全局策略、context 和 owned route。
2026-10-20	ArmSmmu4K 4d0d659	只在完整校验更新时读取 context，并对 invalid leaf 跳过 TLB 失效。
2026-10-20	ArmSmmu4K 960de2c	观察 owned stream 时不扫描全部 slot。

状态

步骤	结果
GMU 冷启动和 HFI	工作
GPU context 和 CP 命令	工作
原生 4 KiB SMMU context	active
Metal 设备发现	工作
GPU 帧复制到 scanout	工作，像素一致
render server 合成	工作
每进程 Metal 设备	工作
GPU 合成桌面	工作

GPU 路径覆盖发现、命令编码、pipeline archive、IOSurface 导入、fence、合成和 scanout。render server 和列入的客户端使用原生设备。

着色器编译

驱动在设备上编译原始 UI shader：

1. default.metallib 带有 AIR 和 Apple GPU 机器码，AIR 进入翻译路径。
2. metal2vulkan 把 AIR 翻译成 SPIR-V，Turnip 在 pipeline 创建时编译 IR3。
3. 冷启动会编译它遇到的每个 UI 变体。int-148：77 个 pipeline，约 43 s，cache hit 0。int-150：103 个 Metal pipeline，共 40.1 s，最大 1.40 s；94 个 Vulkan pipeline，共 23.3 s。
4. 补丁 0004 在 inlining 前特化 QuartzCore uber shader 并折叠常量加载。补丁 0005 保留最近的 module decode 和 device-profile fingerprint。pipeline journal 记录每次 render pipeline 创建。

已实现的缓解：

缓解	效果
NDEBUG release 构建	去掉每 pass 后的 Mesa assertion 和 NIR 校验。
metal2vulkan 补丁 0004	在 Vulkan 编译前特化和裁剪 QuartzCore uber shader。
metal2vulkan 补丁 0005	保留最近的 module decode 和 device-profile fingerprint。
priming cache	缓存运行时启动 entry point 工作。
m2vpack 导出和导入	复用之前编译的 pipeline cache；导出是增量的。
Turnip builtin pack	内嵌 clear、blit 和 empty shader 变体。
pipeline journal	记录每个 pipeline 的 CPU 时间、系统时间、page fault 和上下文切换。

cache 链路覆盖运行时启动和之前启动导出过的 UI 变体。新的 UI 变体编译一次后进入导出 cache。

构建

python3 scripts/build-turnip-darwin.py --target ios
python3 scripts/build-adreno-metal-plugin.py
python3 scripts/add-gpu-plugin-data.py --publish --clients <name,...> <seed>.dbr <output>.dbr

staging 脚本的输出是 unixnu build payload --data-ramdisk 使用的 Data seed。

主机检查：

python3 scripts/check-native-metal-frontend-host.py
python3 scripts/check-turnip-darwin-host.py
python3 scripts/check-smmu4k-live.py
python3 scripts/check-turnip-pipeline-cache-host.py
python3 scripts/check-priming-cache-host.py --output build/priming-cache/run
python3 scripts/probe-turnip-internal-compiler-host.py --qualification <old> --output <new>

设备仓库增加原始输入检查：

python3 scripts/build-adreno-compiler-host.py --probe
python3 scripts/build-turnip-ios-compiler-peer.py
python3 scripts/check-turnip-ios-compiler-cache.py
python3 scripts/check-quartzcore-turnip-cache-host.py

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