✅ 什么是 Parameter Buffer？

Parameter Buffer（PB）是 PowerVR GPU 最核心的数据结构之一，用于存放 GPU 流水线执行所需的“参数数据”。

PowerVR 是 Tile Based Deferred Rendering（TBDR）架构。所有渲染都被分为：

• TA（Tile Accelerator / Front-end） 用来收集 drawcall 数据、处理顶点、确定每个 tile 有哪些三角形。

• 3D（Raster/Fragment Back-end） 使用 TA 生成的 tile 数据，执行分块光栅化和着色。

PB 就是 TA 和 3D 间共享的核心数据缓冲区。

🔥 PB 不是 CPU 或 GPU Shader 的 Buffer，它是 PowerVR 专用结构

PB 是 PowerVR 特有架构内的数据格式。它完全由 Firmware（FW）组织，CPU 无权直接解释内容。

PB = 固定格式的二进制结构，由 TA 阶段写入，3D 阶段读取。

✅ PB 在渲染管线的角色

简化如下：

CPU → CCB Kick → FW → TA → (写 PB) → 3D → (读 PB)

PB 的核心作用：

✔ 2.1 存储 TA 输出的 Tiling 信息

• 哪些三角形属于哪个 tile

• Tile list

• Binning 结果

✔ 2.2 存储 HW 需要的状态参数

如：

• Shader program 控制项

• Buffer/Texture 地址

• Varying 设置

• Render target 设置

• ISP（Image Synthesis Processor）参数

• 高级特性标志（MSAA、Depth/Stencil 配置）

✔ 2.3 存储每个 drawcall 的 HW 命令

类似于：

• “渲染对象 X 使用这些状态”

• “将顶点 VBO 地址告诉 HW”

• “设置 ISP 控制寄存器”

• “设置 USC（Unified Shading Cluster）的 shader 程序地址”

🧠 总结一句话：

PB ＝ TA 写入的一块包含“tile 结构 + 状态指令”的 GPU 执行数据，由 3D 读取执行。

✅ Parameter Buffer 的内存布局

PB 被划分为多个 4KB Page（或 16KB） 的页面。

PB 页面来自：

FreeList → PMR（物理页）→ FW → SMMU 映射 → TA 写入

每页包含：

+----------------------+
| PB Header            |
| (, offset, type...)  |
+----------------------+
| State update chunks  |
+----------------------+
| Tile info            |
+----------------------+
| Geometry lists       |
+----------------------+
| Next PB page pointer |
+----------------------+

最后的 pointer 指向下一页（链表结构）。

✔ PB 是 “链表页” 结构

支持任意长度，不需要连续物理内存。

✅ Parameter Buffer 与 FreeList 的关系

PB 不存在静态大小，是 动态扩展 的。

TA pass 中：

2. 当 TA 写 PB 时需要新的一页：

3. 向 FW 请求 FreeList 页面；

4. FreeList 从空闲 pool 中分配物理页；

5. FW 通过 SMMU 映射（VA→PA）；

6. TA 继续写入。

如果 FreeList 没页了 → PB 分配失败

这会导致：

• TA kick 失败

• FW 返回 TA_OOM

• 3D 无数据运行

• GPU 可能 hang

• PB 页表映射错误

• TA 写到非法地址

• GPU 报 Mem Access Fault → DPC → PCIe 错误

✅ PB 的生命周期（完整）

1. CPU 发起 CCB Kick

包含 drawcall + state + uniforms。

2. FW 解析 Kick → 调度 TA
3. TA 写入 PB

• binning tile

• 写 tile list

• 写 ISP/USC 参数

• 写 index list

期间随时可能分配 PB page。

4. TA 完成后 → FW 调度 3D

3D 读取 PB，按 tile 执行 shading。

5. 3D 完成，一个 PB page 引用计数 -1

如果所有引用都被释放：

PMR 页回收 → FreeList 中空闲

🧨 PB 调试（工程必备）

如果你看到：

• pcieport DPC

• GPU fatal error

• ISP parameter fetch exception

• TA OOM

通常问题都是：

❗ PB 地址映射错误（MMU/SID 错）

• PB 页表错误

• VA→PA 映射不一致

• TBU/TLB stale

• SID 配置不同 TBUs 不一致

❗ FreeList 页不足

• CCB kick 大量提交

• TA 数据爆炸（大模型 / 大 mesh）

• 页回收不及时

❗ FW 参数解析错（定制 firmware 时常见）

📘 简化 PB 流程图

graph TD
    CPU[CPU writes CCB Kick] --> FW[FW parses kick]
    FW --> TA[TA pass starts]
    TA --> PB_Write[TA writes Parameter Buffer]

    PB_Write --> FL_REQ[Need page? Request FreeList]
    FL_REQ -->|OK| PB_Page[Alloc PB Page]
    PB_Page --> TA

    FL_REQ -->|Fail| TA_OOM[TA OOM]
    TA_OOM --> FW_ERR[FW returns error]

    PB_Write --> TA_DONE[TA pass done]
    TA_DONE --> D3[3D pass reads PB]

    D3 --> PB_Consume[PB pages consume & ref--]
    PB_Consume -->|ref=0| FL_Free[Return to FreeList]