第四章：TTM分析: 4.2 TTM Placement（放置策略）：多内存域管理的核心概念

关联阅读:

• TTM 设计目标和核心概念 – 理解 TTM 的"统一管理异构内存域"设计目标
• 4.8.1 TTM Eviction 机制概述 – Placement 在 eviction 中的作用

1. 为什么需要 Placement？

4.1节我们说TTM 的核心设计目标之一是统一管理异构内存域（VRAM、GTT、SYSTEM 等）。但一个 BO 并不是只能住在一种内存里——它可能优先住 VRAM（性能最高），退而求其次住 GTT，最差住 SYSTEM。

Placement 就是 BO 对 TTM 说的一句话：“我可以住在这些地方，按这个优先级来。”

这直接服务于 TTM 的两大设计目标：

2. 数据结构

2.1ttm_placement– 放置策略

/* include/drm/ttm/ttm_placement.h */structttm_placement{unsignednum_placement;/* 候选域的数量 */conststructttm_place*placement;/* 候选域数组（按优先级排列）*/};

ttm_placement是一个有序候选域列表。TTM 在分配资源时按数组顺序依次尝试，第一个成功的域就是 BO 的落脚点。

2.2ttm_place– 单个候选域描述

/* include/drm/ttm/ttm_placement.h */structttm_place{unsignedfpfn;/* 起始页帧号限制 (0 = 无限制) */unsignedlpfn;/* 结束页帧号限制 (0 = 无限制) */uint32_tmem_type;/* TTM_PL_VRAM / TTM_PL_TT / TTM_PL_SYSTEM */uint32_tflags;/* TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS 等 */};

每个ttm_place描述一个候选内存域，并可附加约束：

2.3 TTM 预定义的内存域常量

/* include/drm/ttm/ttm_placement.h */#defineTTM_PL_SYSTEM0/* 纯系统内存，GPU 不可直接访问 */#defineTTM_PL_TT1/* 通过 GART/GTT 映射的系统内存，GPU 可访问 */#defineTTM_PL_VRAM2/* GPU 显存，性能最高 */

驱动可以扩展定义自己的域类型（如 AMDGPU 定义了AMDGPU_PL_GDS、AMDGPU_PL_PREEMPT等）。

3. Placement 标志 (Flags)

3.1 基本标志

3.2 DESIRED / FALLBACK 标志与两轮分配

TTM_PL_FLAG_DESIRED和TTM_PL_FLAG_FALLBACK是 TTM 实现"优雅降级"的关键：

structttm_placeplacements[]={{.mem_type=TTM_PL_VRAM,.flags=TTM_PL_FLAG_DESIRED},/* 首选 */{.mem_type=TTM_PL_TT,.flags=TTM_PL_FLAG_FALLBACK},/* 后备 */};

ttm_bo_mem_space()对每个 placement 执行两轮尝试：

这意味着：

• 第 1 轮：只在首选域中尝试分配（不驱逐别人），如果有空闲空间就直接成功
• 第 2 轮：首选域分配失败后，转向后备域，此时允许驱逐已有 BO 来腾出空间

没有标记 DESIRED 或 FALLBACK 的域，两轮都会尝试。

4. Placement 的使用场景

4.1 BO 创建时 – 初始放置

驱动在创建 BO 时构造ttm_placement，告诉 TTM 这个 BO 应该放在哪里：

驱动创建 BO: -> 构造 ttm_placement (如: 优先 VRAM, 后备 GTT) -> ttm_bo_init_reserved() -> ttm_bo_validate(placement) -> ttm_bo_alloc_resource() -- 按 placement 顺序尝试分配

4.2 BO 迁移/重新放置时 – validate

当 BO 需要迁移到新的域时（如 CS 提交时需要 BO 在 GPU 可访问域），驱动构造新的ttm_placement再次调用ttm_bo_validate()：

Command Submission: -> 构造新 placement (要求 VRAM 或 GTT) -> ttm_bo_validate(new_placement) -> BO 不在合适位置? -> 分配新资源 + 搬迁

4.3 Eviction 时 – 降级放置

当 BO 被驱逐时，驱动通过evict_flags()回调返回一个降级 placement，告诉 TTM 这个被踢出的 BO 应该去哪里：

BO 被驱逐: -> 驱动回调 evict_flags(bo, &placement) -> 返回降级 placement (如: VRAM -> GTT, GTT -> SYSTEM) -> ttm_bo_evict() 按此 placement 搬迁 BO

这个降级链可以级联：VRAM 中的 BO 被踢到 GTT，如果 GTT 也满了，GTT 中的某个 BO 又会被踢到 SYSTEM。

5. Placement 与 TTM 资源管理器的关系

ttm_device | +-- man_drv[TTM_PL_SYSTEM] --> system resource manager +-- man_drv[TTM_PL_TT] --> GTT resource manager (驱动实现) +-- man_drv[TTM_PL_VRAM] --> VRAM resource manager (驱动实现) +-- man_drv[...] --> 驱动自定义域 ttm_placement { placement[] } | +-- placement[0]: { mem_type = TTM_PL_VRAM } --> 查找 man_drv[VRAM] +-- placement[1]: { mem_type = TTM_PL_TT } --> 查找 man_drv[TT]

ttm_bo_alloc_resource()遍历placement[]时，通过ttm_manager_type(bdev, place->mem_type)定位对应的资源管理器，然后调用该管理器的ttm_resource_alloc()进行分配。

6. AMD 驱动中的 Placement 域

AMDGPU 在 TTM 标准域之上扩展了多个自定义域，通过amdgpu_bo_placement_from_domain()将用户态的 domain flags 转化为ttm_placement：

7. 小结

ttm_placement是 TTM 多内存域管理的中枢调度指令。TTM 框架本身不决定 BO 放在哪里——它只是一个执行者；真正做决策的是驱动通过ttm_placement下达的指令。可以说：

没有ttm_placement，TTM 的多域管理、eviction、迁移都无从谈起。

它在 TTM 中扮演三重角色：

1. 分配指令：BO 创建时，ttm_placement告诉 TTM “按这个优先级去这些域里找空间”
2. 迁移指令：ttm_bo_validate()时，新的ttm_placement告诉 TTM “把 BO 搬到这些域”
3. 降级指令：eviction 时，evict_flags()返回的ttm_placement告诉 TTM “被踢的 BO 该去哪里”