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在两年前，我们介绍了如何移植ARM Mali GPU的开源驱动到NanoPC-T4开发板，具体可以参考《Rockchip RK3399 - Mali-T860 GPU驱动(mesa+Panfrost)》。

今天呢，我们就来谈一谈如何将ARM Mali GPU开源驱动到ArmSoM-Sige7开发板。

一、GPU驱动回顾

我们在《Rockchip RK3399 - Mali-T860 GPU驱动(mesa+Panfrost)》中介绍了ARM Mali GPU开源驱动的由来，其重要包含两部分：

• 内核层GPU驱动：
  • Lima驱动支持Utgard Mali GPU：Mali-400 / Mali-450 GPU(Linux 5.2+)；
  • Panfrost驱动支持Midgard、Bifrost和Valhall Mali GPU：Mali-Gxx GPU和Mali-T6xx / Mali-T7xx / Mali-T8xx GPU(Linux 5.2+)；
  • Panthor驱动为新一代的开源驱动，专门为未来基于ARM最新GPU架构(如Valhall和后续架构)的Mali GPU 而设计(Linux 6.10+)；
• 用户层动态库：Usersacpe部分的开源库叫做mesa，对Mali GPU的支持从mesa 19.2开始。

1.1 Panfrost

Panfrost是一个开源的自由及开放源代码软件(FOSS)图形驱动项目，旨在为ARM Mali系列GPU提供在Linux系统上的支持。它包含在Mesa 3D图形库中，是 Linux开源图形栈的核心组成部分。

Panfrost最初是通过对ARM Mali GPU的硬件行为和官方闭源驱动进行逆向工程而开发的。这是一个由社区推动的巨大成就。它支持多代Mali GPU架构：、

• Midgard(例如Mali-T760, T860)；
• Bifrost(例如Mali-G31, G52)；
• Valhall(例如Mali-G57,G310)：注意：对Valhall的早期支持是在Panfrost内开始的，但现在发展的重点已经转移到了Panthor上。

作为Mesa的一部分，Panfrost已经进入了几乎所有主要的Linux发行版。

Panfrost驱动程序栈包括基于Midgard、Bifrost和Valhalla 微架构的ARM Mali GPU的OpenGL ES实现，目前支持以下硬件：

GPU	Architecture	Found in SoC	Mesa version	Notes
T600	Midgard (v4)	Exynos 5250	24.1+
T620	Midgard (v4)	Exynos 5420/5422/5430/5800	22.3+
T720	Midgard (v4)	Exynos 7580, MT6735, and MT6753	20.0+
T760	Midgard (v5)	RK3288	19.3+
T820	Midgard (v5)	S912	19.3+
T830	Midgard (v5)	Kirin 65x	22.0+
T860	Midgard (v5)	RK3399	19.3+
T880	Midgard (v5)	Kirin 95x and MediaTek Helio X20/X27	22.0+
G31	Bifrost (v7)	Amlogic S905, RK3326 and Allwinner H616 SoC	20.3	kernel 5.10+
G51	Bifrost (v7)	Kirin 710	22.0
G52	Bifrost (v7)	Amlogic S922, RK3530, Kirin 810 and Helio P65/G70/G80/G85	20.3	kernel 5.10+
G52r1	Bifrost (v7)	RK3566 and RK3568	21.2
G57	Valhall (v9)	MediaTek MT8192	22.2+	kernel 5.20+
G72	Bifrost (v6)	Exynos 7 9610, Exynos 9 9810, Helio P60/P70 and Kirin 970	20.3	kernel 5.10+
G76	Bifrost (v7)	elio G90T/G95	22.0
G310	Valhall (v10)	RK3688	24.1+	kernel 6.10+
G610	Valhall (v10)	RK3588	24.1+	kernel 6.10+
G720	5th Gen (v12)		25.1+	kernel TBD - Requires patch series to be merged: https://lwn.net/Articles/1023522/
G725	5th Gen (v13)		25.1+	kernel TBD - Requires patch series to be merged: https://lwn.net/Articles/1023522/

1.2 Panthor

Panthor是ARM公司推出的Mali GPU开源驱动项目，主要用于替代传统闭源驱动，支持Linux系统下的OpenGL和Vulkan图形渲染。

• 目标硬件：主要针对Valhall以及其后续架构，例如瑞芯微、全志等国产芯片方案中集成的Mali GPU(例如Mali-G31，Mali-G52， Mali-G710等)；
• 驱动类型：它是一个完全开源、符合现代Linux内核标准的GPU驱动。

Panthor目前处于积极开发阶段，它在Linux 6.10版本中引入。在最新的Linux内核和Mesa版本中，它已经提供了基本的功能(2D/3D 加速)，并且性能和改进正在快速推进。

1.3 区别

我们来详细解释一下Panthor和Panfrost这两个与ARM Mali GPU相关的开源驱动程序。

简单来说：

• Panfrost是现有的、已经成熟的开源驱动，支持从较旧到较新的多代Mali GPU；Panfrost已经非常成熟和稳定，对于Midgard和Bifrost架构的GPU，它提供了优秀的日常使用体验和良好的性能。对于早期的Valhall GPU，它也能提供基本功能，但更高级的功能和优化正在Panthor中实现；
• Panthor是新一代的开源驱动，专门为未来基于ARM最新GPU架构(如Valhall和后续架构)的Mali GPU 而设计；
  • Panthor是继Panfrost之后的新一代开源GPU驱动，同样集成在Mesa中；
  • Panthor并非完全取代Panfrost，对于Midgard和Bifrost GPU，Panfrost仍然是主要且推荐的驱动，Panthor是为新硬件准备的“接班人”。

为什么需要Panthor？

• 随着GPU架构从Bifrost演进到Valhall，硬件的工作方式和特性发生了显著变化。继续在旧的Panfrost驱动代码上修修补补来支持新硬件会变得非常低效和混乱。因此，驱动开发者决定“另起炉灶”：
• 更清晰的代码结构：Panthor从头开始设计，代码库更干净、更模块化，便于维护和为新硬件添加支持；
• 利用现代GPU特性：Valhall架构引入了新的着色器核心、新的指令集和新的内存管理单元(MMU)。Panthor能够更好地利用这些特性，以实现更高的性能和更低的功耗。
• 支持新功能：例如Vulkan 1.3 API的支持是Panthor的一个关键目标。虽然Panfrost主要专注于OpenGL ES，但Panthor旨在同时提供高质量的Vulkan 和OpenGL ES支持。
• 统一内存管理：Panthor引入了更现代和高效的GPU内存管理方法，这对于性能和多任务处理至关重要。

二、GPU驱动移植

RK3588搭载了Mail-G610。我们下载 Linux 6.16.12源码：https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v6.x/linux-6.16.12.tar.xz

Panthor驱动源代码仓库，位于drivers/gpu/drm/panthor目录下。

参考文章：

[1] Rockchip RK3399 - Mali-T860 GPU驱动(mesa+Panfrost)

[2] RK3588关于panthor驱动的移植

[3] ARM Mali GPU Upstream software, aka Lima/Panfrost