GART 格式

本页是 GART 表项格式、aperture 寄存器编码与协同仿真典型布局的唯一事实源。地址空间分类与翻译流程的叙述见 GPU 地址翻译，本页只保留格式与数值。

PTE 格式

每个 GART 页表项为 8 字节：

位域

字段

描述

0

Valid

表项有效

1

System

1 表示系统内存，0 表示本地 VRAM

5:2

Fragment

页面片段大小

47:12

Physical Page

物理地址右移 12 位

51:48

Block Fragment

块片段大小

63:52

Flags

MTYPE、PRT 等标志

物理地址提取方式为 paddr = (bits(PTE, 47, 12) << 12) | page_offset。页表项内的偏移由相对于 GART aperture 的页索引计算。

aperture 寄存器

驱动通过 MMIO 写入以下寄存器，gem5 在 vmContext0 中保存对应状态：

寄存器

gem5 字段

编码

含义

MC_VM_FB_LOCATION_BASE

vmContext0.fbBase

bits[23:0] << 24

VRAM 在 MC 地址空间中的起始地址

MC_VM_FB_LOCATION_TOP

vmContext0.fbTop

bits[23:0] << 24 | 0xFFFFFF

VRAM 结束地址

MC_VM_FB_OFFSET

vmContext0.fbOffset

bits[23:0] << 24

FB 重定位偏移

MC_VM_AGP_BASE

vmContext0.agpBase

bits[23:0] << 24

AGP 重映射基地址

MC_VM_AGP_BOT

vmContext0.agpBot

bits[23:0] << 24

AGP aperture 底部

MC_VM_AGP_TOP

vmContext0.agpTop

bits[23:0] << 24 | 0xFFFFFF

AGP aperture 顶部

MC_VM_SYSTEM_APERTURE_LOW_ADDR

vmContext0.sysAddrL

bits[29:0] << 18

system aperture 低地址

MC_VM_SYSTEM_APERTURE_HIGH_ADDR

vmContext0.sysAddrH

bits[29:0] << 18

system aperture 高地址

VM_CONTEXT0_PAGE_TABLE_BASE_ADDR

vmContext0.ptBase

raw 64-bit

GART 表在 VRAM 中的位置

VM_CONTEXT0_PAGE_TABLE_START_ADDR

vmContext0.ptStart

raw 64-bit

GART aperture 起始页号

VM_CONTEXT0_PAGE_TABLE_END_ADDR

vmContext0.ptEnd

raw 64-bit

GART aperture 结束页号

协同仿真典型值

cosim 运行时的典型寄存器取值：

ptBase   = 0x3EE600000     GART table at VRAM offset ~15.7 GiB
ptStart  = 0x7FFF00000     GART covers GPU VAs from 0x7FFF00000000
ptEnd    = 0x7FFF1FFFF     GART covers ~128K pages (512 MiB)
fbBase   = 0x8000000000    VRAM starts at MC address 512 GiB
fbTop    = 0x8400FFFFFF    VRAM ends at ~528 GiB (16 GiB range)
sysAddrL = 0x0             System aperture start
sysAddrH = 0x3FFEC0000     System aperture end (~4 TiB)

GART 表在 VRAM 中的布局

GART 表从 ptBase 开始连续存放，第 N 项映射 ptStart + N 页：

VRAM offset = ptBase (gartBase)
+-------------------+  ptBase + 0
| PTE[0]  (8 bytes) |  maps page ptStart
+-------------------+  ptBase + 8
| PTE[1]            |  maps page ptStart + 1
+-------------------+  ptBase + 16
| PTE[2]            |  maps page ptStart + 2
| ...               |
+-------------------+
| PTE[N]            |  maps page ptStart + N
+-------------------+  ptBase + (ptEnd - ptStart + 1) * 8

协同仿真回退查找

cosim 下 VRAM 由共享内存支撑，驱动的 VRAM 写入绕过 gem5，AMDGPUVM::gartTable 不会被填充。翻译路径因此直接从共享 VRAM 读取 PTE：

Addr pte_table_offset = gart_addr - (ptStart * 8);
Addr pte_vram_offset = gartBase() + pte_table_offset;
memcpy(&pte, vramShmemPtr + pte_vram_offset, sizeof(pte));

  • getGARTAddr() 已经把页索引乘以 8，得到的地址本身就是字节偏移；回退路径不能再乘 8。

  • PTE 为 0 表示未映射，此时把地址映射到 sink（paddr=0）：读返回零、写被丢弃，仿真继续运行。

  • 回退只影响 gem5 侧的地址翻译，不改变客户机驱动看到的 GART 表内容。

来源与维护

格式定义与实现：

  • third_party/gem5/src/dev/amdgpu/amdgpu_vm.{cc,hh}：翻译生成器、vmContext0 寄存器状态与共享 VRAM 回退。

  • third_party/gem5/src/dev/amdgpu/amdgpu_device.cc：通过共享客户机内存读取 ROM 与 IH 记录。

  • 典型值来自 cosim 配置的实际运行输出，只作对照，不作为接口约定；报告问题时应附上当时的寄存器值与 PTE。

核对命令：

just run-launch --gem5-debug AMDGPUDevice,PM4PacketProcessor
build/gem5/x86_64/VEGA_X86/gem5.opt --debug-flags=AMDGPUDevice --help

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