第二周开发日志（2.1-2.7）

工作总结

• 开发板验证通过 — 在 OrangePi 5 Plus（RK3588）上部署 StarryOS（NPU 版本），成功跑通 RKNN 推理测例
• 闭源库逆向文档整理 — 整理了 librknnrt.so 逆向成果、完整寄存器语义、模型推理全链条，发布至 GitHub Pages
• 驱动骨架搭建 — 创建 axnpu-rknn 独立 crate，编写 DTB 设备探测代码，通过 rdrive 框架自动匹配 NPU 设备
• DRM 框架初步实现 — 创建 axdrm crate，实现 GEM 内存对象管理和 ioctl 编码解析与分发机制

开发板验证

搭载 RK3588 芯片的 OrangePi 5 Plus 开发板到了之后，将带有 NPU 支持的 StarryOS 版本（atomgit 仓库）部署到开发板上，成功跑通测例，验证了 NPU 驱动在 StarryOS 上的可行性。

闭源库逆向与文档整理

花了 3 天时间系统整理了以下内容：

• librknnrt.so 闭源库逆向成果 — 梳理了用户态库的内部调用流程、ioctl 命令、内存管理机制
• 寄存器语义 — 从官方 TRM 手册和 RKNN 开源内核驱动（C 语言版本）中，整理了完整的寄存器描述和语义
• 模型推理全链条 — 从 rknn_init 到 rknn_destroy 的完整生命周期，包括任务提交流程、状态机、DMA Fence 路径等

文档链接：https://qc-gpu-driver.github.io/starryos-pulsar/documents/docs.html

这份文档不仅方便自己开发时查阅，也相当于一份社区参考文档，我也会一直维护和验证的，方便更多对 RKNN NPU 驱动感兴趣的开发者查阅和使用。

驱动骨架编写

最初尝试直接在 arceos/modules/ 下创建 axnpu-rknn 驱动模块，但遇到了 workspace 循环依赖问题——ArceOS 的 axdriver_block 锁定的版本缺少 ahci feature，而 Cargo workspace 会全量解析所有 members 的依赖，导致整个 workspace 编译失败。

参考 StarryOS（NPU 版本）的做法，将驱动模块移动到 Starry 根目录下独立开发，等完善后再集成回 arceos。

编写了 dtbparse.rs，利用 ArceOS 的 rdrive 框架通过设备树（DTB）自动探测 NPU 设备：

#![allow(unused)]
fn main() {
module_driver! {
    name: "RKNPU",
    level: ProbeLevel::PostKernel,
    priority: ProbePriority::DEFAULT,
    probe_kinds: &[
        ProbeKind::Fdt {
            compatibles: &["rockchip,rk3588-rknn"],
            on_probe: probe_rknpu
        }
    ],
}

fn probe_rknpu(info: FdtInfo<'_>, dev: PlatformDevice) -> Result<(), OnProbeError> {
    let name = info.node.name();
    // 提取 MMIO 基址: 0xfdab0000, 大小: 0x9000
    let mut regs = info.node.reg().ok_or_else(|| { /* ... */ })?;
    let base_reg = regs.next().ok_or_else(|| { /* ... */ })?;
    let mmio_base = base_reg.address as usize;
    let mmio_size = base_reg.size.unwrap_or(0x9000);
    // 提取中断号: SPI 110, 111, 112（3 个 NPU 核心）
    // ...
    Ok(())
}
}

module_driver! 宏会将驱动自动注册到 rdrive 框架，内核启动时遍历 DTB，匹配 compatible = "rockchip,rk3588-rknn" 后自动调用 probe_rknpu，无需手动调用。

DRM 框架搭建

创建了 driver/axdrm crate，作为用户态接口适配层：

GEM 内存对象管理 — 实现了 GemNumberAllocator（handle 编号分配/回收）、GemObject（物理地址、虚拟地址、fake offset）、GemHandle（自动回收的 RAII handle）

ioctl 编码解析 — 实现了 DRM ioctl 命令的解码函数：

ioctl 分发机制 — 驱动通过 register_driver() 注册自己的 ioctl handler，dispatch_ioctl() 根据命令编号自动分发到对应驱动。NPU 驱动只需注册一个回调函数即可处理私有 ioctl。