学习目标完成本章后你将能够✅ 了解不同 GPU 厂商的特性和测试重点✅ 理解 Intel、AMD、NVIDIA 等厂商的专有功能✅ 掌握厂商特定测试的编写方法✅ 学会根据硬件平台选择合适的测试✅ 理解跨厂商测试的注意事项 厂商概览IGT 支持的 GPU 厂商厂商驱动名称测试数量支持程度Inteli915, xe700⭐⭐⭐⭐⭐ 完整支持AMDamdgpu100⭐⭐⭐⭐ 良好支持Qualcommmsm50⭐⭐⭐ 基本支持NVIDIAnouveau20⭐⭐ 有限支持ARMpanfrost, lima10⭐⭐ 有限支持Broadcomv3d, vc420⭐⭐⭐ 基本支持厂商测试分布tests/ ├── i915/ # Intel 测试最多 ├── amdgpu/ # AMD 测试 ├── msm/ # Qualcomm 测试 ├── nouveau/ # NVIDIA 测试 ├── panfrost/ # ARM Mali 测试 ├── v3d/ # Broadcom VideoCore 测试 └── vc4/ # Broadcom VideoCore IV 测试 Intel GPU 测试Intel 驱动概述i915 驱动支持 Gen3 到 Gen12 (Xe Graphics)最成熟的开源 GPU 驱动IGT 的主要测试对象xe 驱动新下一代 Intel GPU 驱动支持 Xe Graphics 和未来架构正在积极开发中Intel 特性执行单元Execution UnitsEU 是 Intel GPU 的计算核心类似 CUDA Core测试重点EU 利用率、性能GEMGraphics Execution ManagerIntel 的内存管理器支持对象缓存、domain 管理大量相关测试GuC/HuCGuC: Graphics micro-Controller图形微控制器HuC: HEVC/H.265 micro-Controller固件加载和交互测试核心 Intel 测试目录tests/i915/ ├── gem/ # GEM 内存管理 │ ├── gem_busy.c # 对象忙碌状态 │ ├── gem_create.c # 对象创建 │ ├── gem_ctx_exec.c # 上下文执行 │ ├── gem_exec_*.c # 执行相关100 测试 │ ├── gem_mmap*.c # 内存映射 │ ├── gem_pread.c # CPU 读取 │ ├── gem_pwrite.c # CPU 写入 │ └── gem_userptr.c # 用户指针 ├── i915_hangman.c # GPU hang 恢复 ├── i915_module_load.c # 模块加载 ├── i915_pm_*.c # 电源管理20 测试 ├── i915_query.c # 查询接口 ├── i915_selftest.c # 内核自测 └── sysfs_*.c # sysfs 接口30 测试示例 1GEM 基本测试gem_create.c - 对象创建测试#includei915/gem.h#includeigt.hIGT_TEST_DESCRIPTION(测试 GEM 对象创建);igt_simple_main{intfd;uint32_thandle;fddrm_open_driver(DRIVER_INTEL);/* 基本创建测试 */handlegem_create(fd,4096);igt_assert(handle!0);/* 验证对象存在 */igt_assert(gem_mmap__has_wc(fd));/* 清理 */gem_close(fd,handle);close(fd);}关键 API// 创建 GEM 对象uint32_tgem_create(intfd,uint64_tsize);// 关闭对象voidgem_close(intfd,uint32_thandle);// 内存映射void*gem_mmap__cpu(intfd,uint32_thandle,uint64_toffset,uint64_tsize,unsignedprot);void*gem_mmap__wc(intfd,uint32_thandle,uint64_toffset,uint64_tsize,unsignedprot);void*gem_mmap__gtt(intfd,uint32_thandle,uint64_tsize,unsignedprot);// 读写操作voidgem_read(intfd,uint32_thandle,uint64_toffset,void*buf,uint64_tsize);voidgem_write(intfd,uint32_thandle,uint64_toffset,constvoid*buf,uint64_tsize);// 同步操作voidgem_sync(intfd,uint32_thandle);boolgem_busy(intfd,uint32_thandle);示例 2执行测试gem_exec_basic.c - 基本命令提交#includei915/gem.h#includei915/gem_create.h#includei915/gem_engine_topology.h#includeigt.hIGT_TEST_DESCRIPTION(测试基本命令执行);igt_main{intfd;uint32_tbatch[2];structdrm_i915_gem_execbuffer2execbuf;structdrm_i915_gem_exec_object2obj;igt_fixture{fddrm_open_driver(DRIVER_INTEL);igt_require_gem(fd);}igt_subtest(basic){uint32_thandle;/* 创建 batch buffer */handlegem_create(fd,4096);/* 填充 MI_BATCH_BUFFER_END 命令 */batch[0]MI_BATCH_BUFFER_END;batch[1]0;gem_write(fd,handle,0,batch,sizeof(batch));/* 准备执行参数 */memset(obj,0,sizeof(obj));obj.handlehandle;memset(execbuf,0,sizeof(execbuf));execbuf.buffers_ptrto_user_pointer(obj);execbuf.buffer_count1;/* 执行 */gem_execbuf(fd,execbuf);/* 等待完成 */gem_sync(fd,handle);/* 清理 */gem_close(fd,handle);}igt_fixture{close(fd);}}示例 3GPU Hang 测试i915_hangman.c - GPU 挂起恢复igt_subtest(hang-recovery){igt_hang_thang;uint32_tctx;/* 创建上下文 */ctxgem_context_create(fd);/* 触发 GPU hang */hangigt_hang_ctx(fd,ctx,0,0);/* 等待恢复 */igt_assert_eq(__gem_execbuf(fd,hang.spin-execbuf),-EIO);/* 验证设备仍然可用 */igt_assert(gem_has_contexts(fd));/* 清理 */igt_post_hang_ring(fd,hang);gem_context_destroy(fd,ctx);}示例 4电源管理测试i915_pm_rpm.c - 运行时电源管理igt_subtest(basic-pci-d3-state){/* 等待进入 runtime suspend */igt_assert(igt_wait_for_pm_status(IGT_RUNTIME_PM_STATUS_SUSPENDED));/* 验证 PCI D3 状态 */igt_assert_eq(igt_pm_get_pci_dev_state(),PCI_D3cold);/* 唤醒设备 */fddrm_open_driver(DRIVER_INTEL);/* 验证回到 D0 */igt_assert_eq(igt_pm_get_pci_dev_state(),PCI_D0);close(fd);}Intel 专有工具# GPU Top - 实时监控intel_gpu_top# 寄存器读写intel_regread0x2030 intel_regwrite0x2030 0x12345678# GPU 频率控制intel_gpu_frequency--getintel_gpu_frequency--set1200# 错误状态解码intel_error_decode/sys/class/drm/card0/error# GuC 日志intel_guc_logger AMD GPU 测试AMD 驱动概述amdgpu 驱动支持 GCN、RDNA、CDNA 架构Radeon RX、Radeon Pro、Instinct 系列开源驱动支持良好ROCmAMD 的计算平台类似 CUDA与 IGT 配合测试AMD 特性SDMA (System DMA)专用的 DMA 引擎用于内存拷贝独立于 3D/计算引擎GFX/Compute/VCN 引擎GFX: 图形引擎Compute: 计算引擎VCN: 视频编解码VRAM 管理GTT (Graphics Translation Table)VRAM (显存)系统内存AMD 测试目录tests/amdgpu/ ├── amd_abm.c # 自适应背光管理 ├── amd_basic.c # 基本测试 ├── amd_bo.c # Buffer Object 测试 ├── amd_bypass.c # 绕过模式 ├── amd_color.c # 颜色管理 ├── amd_cp_dma.c # CP DMA 测试 ├── amd_cs_nop.c # Command Stream NOP ├── amd_dispatch.c # 计算调度 ├── amd_mem_alloc.c # 内存分配 ├── amd_pci_unplug.c # PCI 热插拔 ├── amd_plane.c # Plane 测试 ├── amd_prime.c # PRIME 共享 └── amd_vrr_range.c # VRR可变刷新率示例 1基本测试amd_basic.c - AMD 基本功能#includeigt.h#includeigt_amd.hIGT_TEST_DESCRIPTION(AMD 基本功能测试);igt_main{intfd;igt_fixture{fddrm_open_driver(DRIVER_AMDGPU);}igt_subtest(query-info){structdrm_amdgpu_info_devicedev_info;/* 查询设备信息 */amdgpu_query_info(fd,AMDGPU_INFO_DEV_INFO,sizeof(dev_info),dev_info);igt_info(Device: 0x%x\n,dev_info.device_id);igt_info(Family: %u\n,dev_info.family);igt_info(Chip rev: %u\n,dev_info.chip_rev);igt_info(Num CUs: %u\n,dev_info.num_cu);igt_assert(dev_info.num_cu0);}igt_subtest(memory-alloc){amdgpu_bo_handle bo;void*cpu_ptr;uint64_tsize4096;/* 分配 VRAM */boamdgpu_bo_alloc(fd,size,AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM);igt_assert(bo);/* 映射到 CPU */cpu_ptramdgpu_bo_map(fd,bo,size);igt_assert(cpu_ptr);/* 写入数据 */memset(cpu_ptr,0x42,size);/* 清理 */amdgpu_bo_unmap(bo,cpu_ptr,size);amdgpu_bo_free(bo);}igt_fixture{close(fd);}}示例 2计算测试amd_dispatch.c - 计算调度igt_subtest(compute-dispatch){amdgpu_context_handle ctx;amdgpu_bo_handle shader_bo,output_bo;structamdgpu_cs_requestibs_request;/* 创建上下文 */ctxamdgpu_cs_ctx_create(fd);/* 分配 shader buffer */shader_boamdgpu_bo_alloc(fd,4096,AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM);/* 加载 compute shader */load_compute_shader(fd,shader_bo);/* 分配输出 buffer */output_boamdgpu_bo_alloc(fd,4096,AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT);/* 提交计算任务 */memset(ibs_request,0,sizeof(ibs_request));ibs_request.ringAMDGPU_HW_IP_COMPUTE;amdgpu_cs_submit(ctx,ibs_request);/* 等待完成 */amdgpu_cs_wait(ctx,ibs_request.seq_no);/* 验证结果 */verify_compute_result(fd,output_bo);/* 清理 */amdgpu_bo_free(shader_bo);amdgpu_bo_free(output_bo);amdgpu_cs_ctx_free(ctx);}示例 3VRR 测试amd_vrr_range.c - 可变刷新率igt_subtest(vrr-range){drmModeModeInfo*mode;igt_output_t*output;for_each_connected_output(display,output){/* 检查是否支持 VRR */if(!has_vrr_range(output))continue;modeigt_output_get_mode(output);igt_info(VRR range: %u-%u Hz\n,get_vrr_min(output),get_vrr_max(output));/* 测试不同刷新率 */for(intfps30;fps144;fps10){if(fpsget_vrr_min(output)fpsget_vrr_max(output)){test_vrr_at_fps(output,fps);}}}}AMD 专有工具# GPU 信息amdgpu_top# 实时监控radeontop# 另一个监控工具# 性能调整echoperformance/sys/class/drm/card0/device/power_dpm_force_performance_level# 查看 GPU 频率cat/sys/class/drm/card0/device/pp_dpm_sclkcat/sys/class/drm/card0/device/pp_dpm_mclk# VRAM 使用情况cat/sys/class/drm/card0/device/mem_info_vram_used Qualcomm MSM 测试MSM 驱动概述msm 驱动支持 Adreno GPU主要用于移动设备Snapdragon SoCAdreno GPU 特性自由度 (Freedreno)开源 Adreno 驱动栈支持 A2xx 到 A7xxVulkan/OpenGL ES 支持MSM 测试目录tests/msm/ ├── msm_mapping.c # 地址映射 ├── msm_recovery.c # GPU 恢复 └── msm_submit.c # 命令提交示例基本提交测试igt_subtest(submit-basic){structmsm_pipe*pipe;structmsm_bo*bo;structmsm_cmd*cmd;/* 创建 pipe */pipeigt_msm_pipe_open(fd,0);/* 分配 buffer */boigt_msm_bo_new(pipe-dev,0x1000,MSM_BO_WC);/* 创建命令 */cmdigt_msm_cmd_new(pipe,0x1000);/* 填充 NOP 命令 */igt_msm_cmd_emit(cmd,CP_NOP);/* 提交 */igt_msm_cmd_submit(cmd);/* 等待 */igt_msm_bo_cpu_prep(bo,MSM_PREP_READ);/* 清理 */igt_msm_bo_del(bo);igt_msm_pipe_close(pipe);} NVIDIA Nouveau 测试Nouveau 驱动概述nouveau 驱动NVIDIA GPU 的开源驱动反向工程实现功能有限限制⚠️注意Nouveau 功能受限缺少电源管理性能不如闭源驱动IGT 测试有限Nouveau 测试tests/nouveau/ └── prime_nv_*.c # PRIME 共享测试 其他厂商ARM Mali (Panfrost)tests/panfrost/ ├── panfrost_get_param.c # 参数查询 ├── panfrost_gem_new.c # GEM 对象 └── panfrost_submit.c # 任务提交Broadcom VideoCore (V3D/VC4)tests/v3d/ └── v3d_*.c # V3D 测试 tests/vc4/ └── vc4_*.c # VC4 测试 跨厂商测试通用测试所有厂商都应支持的测试igt_subtest(universal-test){intfd;/* 打开任意驱动 */fddrm_open_driver(DRIVER_ANY);/* 通用 DRM 操作 */drmVersionPtr verdrmGetVersion(fd);igt_info(Driver: %s\n,ver-name);drmFreeVersion(ver);/* KMS 测试如果支持*/if(is_kms_driver(fd)){test_kms_operations(fd);}close(fd);}条件编译#ifdefined(__linux__)#includelinux/dma-buf.h#endifigt_main{igt_subtest(intel-specific){igt_require_intel(fd);test_intel_feature(fd);}igt_subtest(amd-specific){igt_require_amd(fd);test_amd_feature(fd);}}️ 编写厂商特定测试测试模板#includeigt.h#ifdefHAVE_VENDOR_SUPPORT#includeigt_vendor.h#endifIGT_TEST_DESCRIPTION(厂商特定功能测试);igt_main{intfd;igt_fixture{fddrm_open_driver(DRIVER_VENDOR);/* 检查硬件支持 */igt_require(is_vendor_device(fd));igt_require(has_vendor_feature(fd));}igt_subtest(vendor-basic){/* 基本测试 */}igt_subtest_group{igt_fixture{/* 子测试组准备 */}igt_subtest(vendor-advanced-1){/* 高级测试 1 */}igt_subtest(vendor-advanced-2){/* 高级测试 2 */}}igt_fixture{close(fd);}}最佳实践1. 检测硬件igt_fixture{fddrm_open_driver(DRIVER_ANY);/* 跳过不支持的硬件 */igt_require_intel(fd);// Intel onlyigt_require_amd(fd);// AMD only/* 检查特定代数 */igt_require(intel_gen(intel_get_drm_devid(fd))9);}2. 使用厂商 API/* Intel */#includei915/gem.huint32_thandlegem_create(fd,size);/* AMD */#includeigt_amd.hamdgpu_bo_handle boamdgpu_bo_alloc(fd,size,domain);3. 错误处理igt_subtest(vendor-feature){intret;retvendor_specific_ioctl(fd,params);if(ret-ENOTSUP){igt_skip(Feature not supported\n);}igt_assert_eq(ret,0);} 厂商测试对比功能支持矩阵功能IntelAMDQualcommNVIDIAARMGEM✅ 完整✅ 完整✅ 完整✅ 基本✅ 基本KMS✅ 完整✅ 完整✅ 完整⚠️ 有限✅ 完整计算✅ 完整✅ 完整✅ 完整⚠️ 有限✅ 基本视频✅ 完整✅ 完整✅ 完整❌ 无⚠️ 有限电源✅ 完整✅ 完整✅ 完整❌ 无⚠️ 有限PRIME✅ 是✅ 是✅ 是✅ 是✅ 是测试数量对比Intel (i915): ~700 tests AMD (amdgpu): ~100 tests Qualcomm: ~50 tests NVIDIA: ~20 tests ARM/Others: ~30 tests 实际应用场景场景 1Intel 平台验证#!/bin/bash# Intel 完整测试套件# 基本功能./build/tests/i915/gem_create ./build/tests/i915/gem_mmap# 执行测试./build/tests/i915/gem_exec_basic ./build/tests/i915/gem_exec_parallel# KMS 测试./build/tests/kms_flip ./build/tests/kms_cursor_crc# 电源管理./build/tests/i915/i915_pm_rpm ./build/tests/i915/i915_pm_rc6# GPU hang 测试./build/tests/i915/i915_hangman场景 2AMD 平台验证#!/bin/bash# AMD 测试套件# 基本功能./build/tests/amdgpu/amd_basic ./build/tests/amdgpu/amd_bo# 计算测试./build/tests/amdgpu/amd_dispatch ./build/tests/amdgpu/amd_cs_nop# 显示测试./build/tests/amdgpu/amd_plane ./build/tests/amdgpu/amd_color ./build/tests/amdgpu/amd_vrr_range# 内存测试./build/tests/amdgpu/amd_mem_alloc场景 3跨平台测试#!/bin/bash# 通用测试所有平台# DRM 核心./build/tests/core_auth ./build/tests/core_getversion# KMS 核心./build/tests/kms_addfb_basic ./build/tests/kms_setmode# PRIME 共享./build/tests/prime_self_import 调试厂商特定问题Intel 调试# 启用 i915 调试echo0x1f|sudotee/sys/module/i915/parameters/debug_dri# 查看 GuC 日志sudocat/sys/kernel/debug/dri/0/i915_guc_log# 查看 GPU 状态sudocat/sys/kernel/debug/dri/0/i915_error_state# GPU hang 信息intel_error_decode/sys/class/drm/card0/errorAMD 调试# 启用 amdgpu 调试echo0xffffffff|sudotee/sys/module/amdgpu/parameters/debug_mask# 查看 GPU 信息sudocat/sys/kernel/debug/dri/0/amdgpu_pm_infosudocat/sys/kernel/debug/dri/0/amdgpu_gfx_info# 查看 VRAM 使用sudocat/sys/class/drm/card0/device/mem_info_vram_totalsudocat/sys/class/drm/card0/device/mem_info_vram_used内核参数# Intelmodprobe i915enable_guc3enable_fbc1# AMDmodprobe amdgpuppfeaturemask0xffffffff# MSMmodprobe msmrd_full1 下一步完成了测试类型详解部分接下来继续阅读11-编写第一个测试 - 开始动手实践或者运行厂商测试根据你的硬件选择合适的测试查看源码tests/i915/,tests/amdgpu/等对比实现看看不同厂商的测试差异 参考资料Intel 资源i915 内核文档https://www.kernel.org/doc/html/latest/gpu/i915.htmlIntel 图形规范https://01.org/linuxgraphics/documentationGuC 文档内核源码drivers/gpu/drm/i915/gt/uc/AMD 资源amdgpu 文档https://www.kernel.org/doc/html/latest/gpu/amdgpu.htmlROCm 文档https://rocmdocs.amd.com/AMDVLKhttps://github.com/GPUOpen-Drivers/AMDVLKQualcomm 资源Freedrenohttps://freedreno.github.io/MSM 驱动内核源码drivers/gpu/drm/msm/测试源码tests/i915/- Intel 测试tests/amdgpu/- AMD 测试tests/msm/- Qualcomm 测试lib/i915/- Intel 库lib/amdgpu/- AMD 库工具intel_gpu_top,intel_reg,intel_error_decodeamdgpu_top,radeontopmodetest,drminfo