Sachverhalt:
A. Das Geschworenengericht des Kantons Zürich verurteilte X._ am 16. April 2008 wegen vorsätzlicher schwerer Körperverletzung zu einer Freiheitsstrafe von viereinhalb Jahren. Vom Vorwurf der versuchten vorsätzlichen Tötung sprach es ihn frei. Auf die Anklagevorwürfe betreffend Widerhandlung gegen das Waffengesetz, mehrfach versuchter Nötigung und Drohung trat es nicht ein.
B. Gegen dieses Urteil erhebt X._ Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das angefochtene Urteil sei hinsichtlich der ausgesprochenen Strafe aufzuheben und die Sache sei zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er sei mit einer teilbedingten Freiheitsstrafe von drei Jahren zu bestrafen. Für zwei Jahre Freiheitsstrafe sei der bedingte Strafvollzug zu gewähren, bei einer Probezeit von zwei Jahren. Eventualiter sei er mit einer Freiheitsstrafe von dreieinhalb Jahren zu bestrafen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
C. Das Geschworenengericht des Kantons Zürich und die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Zürich beantragen sinngemäss, die Rügen hinsichtlich der Verletzung des Beschleunigungsgebotes seien abzuweisen. Das Geschworenengericht ersucht, im Falle einer Gutheissung sei reformatorisch zu entscheiden.

Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer folgte seiner ehemaligen Lebensgefährtin A._ am Nachmittag des 19. Dezember 2000 ins Parkhaus B._ in C._. Dort schoss er aus einer Distanz von einigen Metern mindestens zweimal rechts und links an ihr vorbei. Ein weiteres Mal schoss er ihr aus kurzer Distanz in den linken Unterschenkel. Das Opfer erlitt eine Trümmerfraktur des Schienbeins mit ausgedehnten Weichteilverletzungen. Trotz mehrfacher operativer Eingriffe führte die Verletzung zu chronischen, belastungsabhängigen und lang anhaltenden Schmerzen im Unterschenkel, welche es dem Opfer verunmöglichen, länger als ungefähr 15 Minuten zu gehen. Das linke Kniegelenk lässt sich nur noch eingeschränkt beugen. Die Narbe an der Aussenseite des Beins ist kosmetisch äusserst störend und ausgedehnt. Aufgrund der Schmerzen ist das Opfer arbeitsunfähig, im Alltag beeinträchtigt und muss kontinuierlich Schmerzmittel einnehmen. Schliesslich leidet es an einer posttraumatischen Belastungsstörung.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt, die vorinstanzliche Strafzumessung verstosse in mehrfacher Hinsicht gegen <ref-law> bzw. aArt. 63 StGB.
2.2 Die Vorinstanz spricht den Beschwerdeführer wegen vorsätzlicher schwerer Körperverletzung nach <ref-law> schuldig. Bei der Strafzumessung wendet sie den alten Allgemeinen Teil des Strafgesetzbuches an. Strafschärfungs- und Strafmilderungsgründe berücksichtigt sie keine. Die Tat war nach ihrer Auffassung nicht lange im Voraus geplant. Der Beschwerdeführer handelte eventualvorsätzlich. Das Tatmotiv bestand darin, dass er seinen Sohn sehen wollte. Unter Einbezug dieser Umstände sowie der leicht verminderten Schuldfähigkeit wertet die Vorinstanz das Verschulden als erheblich bis schwer. Die persönlichen Verhältnisse und der allgemeine Leumund des Beschwerdeführers wirken sich nach dem angefochtenen Entscheid neutral auf die Strafzumessung aus. Hingegen gewichtet die Vorinstanz die fünfmonatige bedingte Gefängnisstrafe aus dem Jahr 1998 wegen Check- und Kreditkartenmissbrauchs und Verstosses gegen das Waffen- sowie Strassenverkehrsgesetz als geringfügig straferhöhend. Strafmindernd fliessen das Geständnis, das kooperative Verhalten in der Untersuchung, die Straffreiheit seit der Tat sowie die Verletzung des Beschleunigungsgebots von ungefähr einem Jahr infolge des verspäteten Schlussberichts der Bezirksanwältin in die Strafzumessung ein. Die Vorinstanz setzt eine Freiheitsstrafe von viereinhalb Jahren, d.h. eine Sanktion im unteren Bereich des Strafrahmens fest.
2.3 Gemäss <ref-law> bzw. aArt. 63 Abs. 1 StGB misst das Gericht die Strafe nach dem Verschulden des Täters und weiteren Umständen zu. Das Bundesgericht hat die Grundsätze der Strafzumessung wiederholt dargelegt (<ref-ruling> E. 5.4 S. 59 mit Hinweis). Darauf kann verwiesen werden. Die Strafzumessungskriterien sind unter dem neuen Allgemeinen Teils des Strafgesetzbuches grundsätzlich dieselben geblieben, weshalb die bisherige Rechtsprechung zur Strafzumessung anwendbar bleibt (a.a.O.). Es liegt im Ermessen des Sachrichters, in welchem Umfang er die verschiedenen Strafzumessungsfaktoren berücksichtigt. Die Strafrechtliche Abteilung des Bundesgerichts greift auf Beschwerde in Strafsachen hin nur in die Strafzumessung ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen beziehungsweise in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (a.a.O. E. 5.6 S. 61 mit Hinweis).
2.4 Soweit der Beschwerdeführer seiner Kritik an der vorinstanzlichen Strafzumessung einen anderen Sachverhalt zugrunde legt, als die Vorinstanz feststellt (z.B. das Opfer habe den gemeinsamen Sohn als "Waffe" eingesetzt, Täter und Opfer hätten zur Eskalation der Situation beigetragen), ohne Willkür darzutun, erschöpfen sich seine Vorbringen in appellatorischer Kritik. Darauf ist nicht einzutreten (Art. 97 Abs. 1 und Art. 106 Abs. 2 BGG; <ref-ruling> E. 1.3.1 S. 68 mit Hinweisen). Auch der Verweis des Beschwerdeführers auf seine Ausführungen vor Vorinstanz in Bezug auf den Schweregrad der Verletzungen des Opfers (Beschwerde S. 5 unten) erweist sich als unzulässig, da die Begründung in der Rechtsschrift selbst enthalten sein muss (vgl. <ref-ruling> E. 3.1 S. 399 f. mit Hinweisen). Darauf ist ebenfalls nicht einzutreten.
2.4 Soweit der Beschwerdeführer seiner Kritik an der vorinstanzlichen Strafzumessung einen anderen Sachverhalt zugrunde legt, als die Vorinstanz feststellt (z.B. das Opfer habe den gemeinsamen Sohn als "Waffe" eingesetzt, Täter und Opfer hätten zur Eskalation der Situation beigetragen), ohne Willkür darzutun, erschöpfen sich seine Vorbringen in appellatorischer Kritik. Darauf ist nicht einzutreten (Art. 97 Abs. 1 und Art. 106 Abs. 2 BGG; <ref-ruling> E. 1.3.1 S. 68 mit Hinweisen). Auch der Verweis des Beschwerdeführers auf seine Ausführungen vor Vorinstanz in Bezug auf den Schweregrad der Verletzungen des Opfers (Beschwerde S. 5 unten) erweist sich als unzulässig, da die Begründung in der Rechtsschrift selbst enthalten sein muss (vgl. <ref-ruling> E. 3.1 S. 399 f. mit Hinweisen). Darauf ist ebenfalls nicht einzutreten.
2.5 2.5.1 Der Beschwerdeführer macht im Einzelnen geltend, seine leichtgradige Verminderung der Schuldfähigkeit führe dazu, dass der untere Strafrahmen unterschritten werden könne. Angesichts der objektiven Tatschwere, welche im Grenzbereich zu einer einfachen Körperverletzung liege, sei es angezeigt, die Strafe am unteren Rand des Strafrahmens anzusetzen. Der Unterschenkel des Opfers sei weder verstümmelt noch unbrauchbar. Die Art und Schwere der Verletzung sei im Wesentlichen davon abhängig, wie das Opfer subjektiv damit umgehe. Nach seiner Auffassung habe der soziokulturelle Hintergrund einen entscheidenden Einfluss darauf. Zudem werte die Vorinstanz sein Geständnis in Verletzung von Bundesrecht nicht wesentlich strafmindernd. Unerheblich sei, dass ihm die Tat so oder anders aufgrund der Aussagen des Opfers hätte nachgewiesen werden können. Unter Berücksichtigung des Eventualvorsatzes, des Geständnisses, der Kooperation, der Einsicht und Reue und des grundsätzlich guten Leumundes sei die Strafe um einen Drittel zu reduzieren.
2.5.2 Die Vorinstanz gewichtet die objektive und subjektive Schwere des Delikts in nachvollziehbarer und ausführlicher Weise anhand einer umfassenden Würdigung der gesamten Tatumstände, und nicht bloss anhand der Tatfolgen (angefochtenes Urteil S. 62 bis S. 72). Sie gelangt zum Ergebnis, den Beschwerdeführer treffe trotz leicht verminderter Zurechnungsfähigkeit ein erhebliches bis schweres Verschulden. Diese Würdigung ist angesichts der zielgerichteten und (nicht von langer Hand) geplanten Tatausführung sowie des krass egoistischen Tatmotivs vertretbar. Entgegen der Auffassung des Beschwerdeführers sprechen auch die erheblichen Verletzungsfolgen des Opfers für eine solche Bewertung. Der Auffassung, die Strafe sei am unteren Rand des möglichen Strafrahmens anzusiedeln, kann nicht beigepflichtet werden. Die tat- und täterangemessene Strafe ist nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts auch bei verminderter Schuldfähigkeit grundsätzlich innerhalb des ordentlichen Strafrahmens der (schwersten) anzuwendenden Strafbestimmung festzusetzen. Der ordentliche Rahmen ist nur zu verlassen, wenn aussergewöhnliche Umstände vorliegen und die für die betreffende Tat angedrohte Strafe im konkreten Fall zu hart bzw. zu milde erscheint (<ref-ruling> E. 5.8 mit Hinweisen). Daraus ist herzuleiten, dass angesichts des alles andere als leichten Verschuldens eine Strafe am unteren Rand, geschweige denn eine Unterschreitung des ordentlichen Strafrahmens, nicht in Frage kommt.
Die von der Vorinstanz ausgesprochene Freiheitsstrafe liegt mit viereinhalb Jahren noch in der unteren Hälfte des ordentlichen Strafrahmens von bis zu zehn Jahren Freiheitsstrafe für die schwere Körperverletzung (<ref-law>). Alleine aufgrund des erheblichen bis schweren Tatverschuldens wäre eine Strafe im oberen Bereich des Strafrahmens zu erwarten gewesen. Dass die Vorinstanz im Ergebnis eine deutlich niedrigere Strafe ausspricht, ist auf die in wesentlichem Umfang strafmindernd berücksichtigten Punkte (Geständnis, anständiges Verhalten im Verfahren, Straffreiheit seit der Entlassung aus der Untersuchungshaft, Verletzung des Beschleunigungsgebots) zurückzuführen. Die vorinstanzliche Strafzumessung berücksichtigt alle entscheidwesentlichen Punkte (vgl. angefochtenes Urteil S. 62 ff.). Deren detailliert vorgenommene Gewichtung ist nicht zu beanstanden.
Die von der Vorinstanz ausgesprochene Freiheitsstrafe liegt mit viereinhalb Jahren noch in der unteren Hälfte des ordentlichen Strafrahmens von bis zu zehn Jahren Freiheitsstrafe für die schwere Körperverletzung (<ref-law>). Alleine aufgrund des erheblichen bis schweren Tatverschuldens wäre eine Strafe im oberen Bereich des Strafrahmens zu erwarten gewesen. Dass die Vorinstanz im Ergebnis eine deutlich niedrigere Strafe ausspricht, ist auf die in wesentlichem Umfang strafmindernd berücksichtigten Punkte (Geständnis, anständiges Verhalten im Verfahren, Straffreiheit seit der Entlassung aus der Untersuchungshaft, Verletzung des Beschleunigungsgebots) zurückzuführen. Die vorinstanzliche Strafzumessung berücksichtigt alle entscheidwesentlichen Punkte (vgl. angefochtenes Urteil S. 62 ff.). Deren detailliert vorgenommene Gewichtung ist nicht zu beanstanden.
2.6 2.6.1 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz wende den Strafmilderungsgrund von <ref-law> zu Unrecht nicht an. Zwischen Tat und Urteil seien mehr als sieben Jahre verstrichen, weshalb das Strafbedürfnis vermindert und die Strafe entsprechend zu reduzieren sei. Entgegen der Auffassung der Vorinstanz erfordere der Strafmilderungsgrund nicht, dass zwei Drittel der Verjährungsfrist abgelaufen seien. Ein solches schematisches Vorgehen sei unzulässig. Relativ viel Zeit sei bereits nach Ablauf der Hälfte der Verfolgungsverjährungsfrist vergangen.
2.6.2 Gemäss aArt. 64 StGB, zweitletzte Zeile, kann der Richter die Strafe mildern, wenn seit der Tat verhältnismässig lange Zeit verstrichen ist und der Täter sich während dieser Zeit wohl verhalten hat. Diese Bestimmung entspricht im Wesentlichen dem heutigen <ref-law>, wonach das Gericht die Strafe mildert, wenn das Strafbedürfnis in Anbetracht der seit der Tat verstrichenen Zeit deutlich vermindert ist und der Täter sich in dieser Zeit wohl verhalten hat. Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung ist dieser Strafmilderungsgrund in jedem Fall zu beachten, wenn zwei Drittel der Verjährungsfrist verstrichen sind. Der Richter kann diese Zeitspanne unterschreiten, um Art und Schwere der Tat Rechnung zu tragen (<ref-ruling> E. 6.2 S. 2 ff. mit Hinweisen). Daraus ergibt sich, dass der Strafmilderungsgrund der langen Zeit seit der Tat keinesfalls schematisch anzuwenden ist. Vielmehr sind die konkreten Umstände im Einzelfall zu beachten. Es ist somit nicht angezeigt, bereits nach Ablauf einer fixen Grenze von 50% der Verjährungsfrist den Strafmilderungsgrund anzuwenden, wie der Beschwerdeführer dies verlangt. Er beging die Tat am 19. Dezember 2000. Die Verfolgungsverjährung für eine schwere Körperverletzung nach <ref-law> beträgt 15 Jahre (aArt. 70 Abs. 1 lit. b StGB, <ref-law>). Das Urteil der Vorinstanz datiert vom 16. April 2008. In diesem Zeitpunkt war noch nicht einmal ganz die Hälfte der Verjährungsfrist abgelaufen. Angesichts dieses Umstandes sowie der Tatschwere durfte die Vorinstanz davon absehen, den Strafmilderungsgrund von aArt. 64 StGB, zweitletzte Zeile, bzw. <ref-law> anzuwenden, ohne Bundesrecht zu verletzen.
2.6.2 Gemäss aArt. 64 StGB, zweitletzte Zeile, kann der Richter die Strafe mildern, wenn seit der Tat verhältnismässig lange Zeit verstrichen ist und der Täter sich während dieser Zeit wohl verhalten hat. Diese Bestimmung entspricht im Wesentlichen dem heutigen <ref-law>, wonach das Gericht die Strafe mildert, wenn das Strafbedürfnis in Anbetracht der seit der Tat verstrichenen Zeit deutlich vermindert ist und der Täter sich in dieser Zeit wohl verhalten hat. Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung ist dieser Strafmilderungsgrund in jedem Fall zu beachten, wenn zwei Drittel der Verjährungsfrist verstrichen sind. Der Richter kann diese Zeitspanne unterschreiten, um Art und Schwere der Tat Rechnung zu tragen (<ref-ruling> E. 6.2 S. 2 ff. mit Hinweisen). Daraus ergibt sich, dass der Strafmilderungsgrund der langen Zeit seit der Tat keinesfalls schematisch anzuwenden ist. Vielmehr sind die konkreten Umstände im Einzelfall zu beachten. Es ist somit nicht angezeigt, bereits nach Ablauf einer fixen Grenze von 50% der Verjährungsfrist den Strafmilderungsgrund anzuwenden, wie der Beschwerdeführer dies verlangt. Er beging die Tat am 19. Dezember 2000. Die Verfolgungsverjährung für eine schwere Körperverletzung nach <ref-law> beträgt 15 Jahre (aArt. 70 Abs. 1 lit. b StGB, <ref-law>). Das Urteil der Vorinstanz datiert vom 16. April 2008. In diesem Zeitpunkt war noch nicht einmal ganz die Hälfte der Verjährungsfrist abgelaufen. Angesichts dieses Umstandes sowie der Tatschwere durfte die Vorinstanz davon absehen, den Strafmilderungsgrund von aArt. 64 StGB, zweitletzte Zeile, bzw. <ref-law> anzuwenden, ohne Bundesrecht zu verletzen.
2.7 2.7.1 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz gewichte die Verletzung des Beschleunigungsgebots in ermessensverletzender Weise. Er sei von Anfang an geständig gewesen. Bei seiner Entlassung aus der Untersuchungshaft am 5. Juli 2002 seien alle wesentlichen Einvernahmen abgeschlossen gewesen. Die medizinischen und psychiatrischen Gutachten habe die zuständige Bezirksanwältin erst am 9. Oktober 2002 in Auftrag gegeben, obwohl es möglich und zumutbar gewesen sei, dies bereits Anfang 2002 zu erledigen. Bei beförderlicher Behandlung des Verfahrens wären die Gutachten schon im Sommer 2002 vorgelegen und hätten Schlusseinvernahmen im Herbst desselben Jahres durchgeführt werden können. Vom Zeitpunkt des zweiten Teils der Schlusseinvernahme vom 11. März 2004 bis zum Schlussbericht vom 19. Dezember 2005 seien 21 Monate und bis zur Anklageerhebung vom 14. September 2006 weitere neun Monate ungenutzt verstrichen. Es sei deshalb schwer nachvollziehbar, dass die Vorinstanz nur von einer Bearbeitungslücke von einem Jahr spreche. Bei einer beförderlichen Behandlung hätte die weder thematisch noch quantitativ besonders anspruchsvolle Strafuntersuchung drei Jahre früher abgeschlossen werden können. Von der Anklageerhebung bis zur Hauptverhandlung habe es wiederum eineinhalb Jahre gedauert. Das begründete Urteil sei erst nach zweieinhalb Jahren zugestellt worden. Insgesamt sei das Beschleunigungsgebot krass verletzt und hätte in viel höherem Mass strafmindernd berücksichtigt werden müssen. Es sei ihm nicht zuzumuten, neun Jahre nach Entlassung aus der Untersuchungshaft eine Restfreiheitsstrafe von 3 Jahren zu verbüssen. Er habe sich seit seiner Haftentlassung klaglos verhalten und würde durch einen erneuten Strafvollzug aus seinem sozialen und familiären Umfeld gerissen.
2.7.2 Der Kanton Zürich regelte das Beschleunigungsgebot im Untersuchungsverfahren in § 33 der Strafprozessordnung vom 4. Mai 1919 (LS 321, aStPO/ZH), welche durch die Schweizerischen Strafprozessordnung vom 5. Oktober 2007 (SR 312.0, StPO) am 1. Januar 2011 abgelöst wurde. Das vorliegende Verfahren beurteilt das Bundesgericht nach dem damals geltenden kantonalen Recht (Art. 453 Abs. 1 der Schweizerischen Strafprozessordnung vom 5. Oktober 2007; SR 312.0). Das in § 33 aStPO/ZH, <ref-law>, Art. 6 Ziff. 1 EMRK und Art. 14 Ziff. 3 lit. c UNO-Pakt II geregelte Beschleunigungsgebot verpflichtet die Behörde, das Strafverfahren zügig voranzutreiben, um die beschuldigte Person nicht unnötig über die gegen sie erhobenen Vorwürfe im Ungewissen zu lassen. Es gilt für das ganze Verfahren. Welche Verfahrensdauer angemessen ist, hängt von den konkreten Umständen ab, die in ihrer Gesamtheit zu würdigen sind. Kriterien hierfür bilden etwa die Schwere des Tatvorwurfs, die Komplexität des Sachverhaltes, die dadurch gebotenen Untersuchungshandlungen, das Verhalten des Beschuldigten und dasjenige der Behörden sowie die Zumutbarkeit für den Beschuldigten (<ref-ruling> E. 3.3.1 S. 54 f.; <ref-ruling> E. 3.1 S. 273; je mit Hinweisen).
2.7.3 Die Verfahrensdauer vor dem zweiten Teil der Schlusseinvernahme vom 11. März 2004 ist entgegen der Auffassung des Beschwerdeführers nicht ungebührlich lang. Nachdem ein erstes Gutachten des Instituts für Rechtsmedizin zum Gesundheitszustand des Opfers am 5. November 2001 eintraf (vgl. act. HD/14/4, Ordner 2), musste die zuständige Bezirksanwältin dieses prüfen. Aus dem Gutachten ergibt sich, dass der Genesungsprozess noch nicht abgeschlossen war und die Arbeitsunfähigkeit des Opfers schwankte (a.a.O. S. 9). Der Arztbericht vom 13. Juni 2002 (act. HD/12/8, Ordner 2) wies neu darauf hin, dass das Opfer nicht nur an körperlichen, sondern auch an psychischen Beschwerden leidet. Das Zuwarten der Bezirksanwältin von einigen Monaten bis zur Einholung ergänzender Gutachten ist nicht als Verletzung des Beschleunigungsgebotes zu werten, da der Heilungsverlauf ungewiss war und sich diesbezüglich laufend Veränderungen ergaben. Insbesondere bestand erst seit dem Arztbericht vom 13. Juni 2002 Veranlassung, ein psychiatrisches Gutachten einzuholen. Dieses ergänzende Gutachten wurde zusammen mit einem weiteren Gutachten über den Gesundheitszustand des Opfers am 17. Juli 2003 erstattet (act. HD/14/8 und HD/14/9, Ordner 2). Zudem führten die Untersuchungsbehörden von August 2003 bis November 2003 weitere Ermittlungen gegen den Beschwerdeführer wegen Drohung durch (Ordner Nebendossier 1). Dieses Verfahren wurde zunächst mit dem vorliegenden Verfahren vereinigt und schliesslich eingestellt. Aufgrund der kontinuierlichen Ermittlungen durfte die Vorinstanz ohne Verletzung der angerufenen Gesetzesbestimmungen zum Schluss gelangen, dass bis zur zweiten Schlusseinvernahme im März 2004 keine Verletzung des Beschleunigungsgebots vorliegt.
2.7.4 Für den Zeitraum von der zweiten Schlusseinvernahme am 11. März 2004 bis zum Schlussbericht im Dezember 2005 verstrichen 21 Monate. Die Vorinstanz erwägt, das Beschleunigungsgebot sei im Umfang von etwa einem Jahr verletzt (vgl. angefochtenes Urteil S. 71), da für die Abfassung des Schlussberichts ein Zeitraum von vier bis sechs Monaten als angemessen gelte. Aus den Akten ergibt sich, dass nach dem zweiten Teil der Schlusseinvernahme vom 11. März 2004 bis im Oktober 2004 weitere Akten und Stellungnahmen eingingen, die bearbeitet werden mussten (vgl. act. HD/5/22, Ordner 1; act. HD/12/11, Ordner 2; act. HD/23/14, HD/24/11 und HD/24/14, jeweils Ordner 3). Hinzu kommt eine angemessene Frist zum Verfassen des Schlussberichts. Deshalb ist in Übereinstimmung mit der Vorinstanz nicht für den gesamten Zeitraum zwischen Schlusseinvernahme und Schlussbericht von einer Verfahrensverschleppung auszugehen. Die Vorinstanz berücksichtigt diese zusammen mit weiteren Reduktionsgründen "deutlich strafmindernd". Diese Wertung liegt in ihrem Ermessensspielraum.
2.7.5 Dass die Vorinstanz die für die Anklage benötigte Zeitspanne von neun Monaten noch als vertretbar erachtet, ist nicht zu beanstanden. Die Staatsanwältin musste sich in ein umfangreiches Dossier mit zahlreichen Zeugenaussagen und medizinischen Gutachten einlesen und rechtliche Abklärungen tätigen.
2.7.6 Auf das Vorbringen des Beschwerdeführers, die Vorinstanz habe das Verfahren ab dem Zeitpunkt der Anklageerhebung bis zur Hauptverhandlung nicht hinreichend vorangetrieben, ist nicht einzutreten. Es handelt sich um eine neue Tatsache im Sinne von <ref-law>, welche der Beschwerdeführer bereits im vorinstanzlichen Verfahren hätte vortragen müssen. Dies hat er jedoch unterlassen (vgl. act. 114 Plädoyer S. 30). Insoweit ist auch der kantonale Instanzenzug nach <ref-law> nicht ausgeschöpft.
2.7.7 Der Beschwerdeführer beruft sich darauf, dass die Urteilsbegründung zu lange gedauert habe. Dieser Sachverhalt betrifft einen Zeitpunkt nach der Fällung des angefochtenen Urteils am 16. April 2008.
2.7.7.1 Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen vor Bundesgericht nur soweit vorgebracht werden, als der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt (<ref-law>). Echte tatsächliche Noven fallen nicht unter den Anwendungsbereich von <ref-law>. Solche Tatsachen, die erst nach dem Ergehen des angefochtenen Entscheids aufgetreten sind, können nach konstanter bundesgerichtlicher Rechtsprechung mit Beschwerde in Strafsachen grundsätzlich nicht geltend gemacht werden (<ref-ruling> E. 2.1 S. 342 f.; <ref-ruling> E. 2; <ref-ruling> E. 1.2.1, je mit Hinweisen). Zu prüfen ist, ob dennoch auf die Beschwerde eingetreten werden kann.
Gemäss Art. 13 EMRK hat jede Person, die in ihren in der Konvention anerkannten Rechten oder Freiheiten verletzt worden ist, das Recht, bei einer innerstaatlichen Instanz eine wirksame Beschwerde zu erheben. Würde das Bundesgericht die Rüge der nach der Urteilsfällung behaupteten Verletzung des Beschleunigungsgebots nicht behandeln, wäre das Recht auf eine wirksame Beschwerde in Frage gestellt (Urteil 6B_764/2009 vom 17. Dezember 2009 E. 1.4.2 mit Hinweis). Da im Kanton Zürich nach den im Zeitpunkt des Urteils geltenden Prozessbestimmungen (§ 449 Ziff. 3 der Strafprozessordnung des Kantons Zürich [aStPO/ZH]; § 442 Abs. 3 aStPO/ZH) kein absoluter Rechtsanspruch auf erneute Überprüfung im Wiederaufnahme- oder Revisionsverfahren bestand, ist auf die Rüge einzutreten (Urteil 6B_764/2009 vom 17. Dezember 2009 E. 1.4.2 mit Hinweisen).
2.7.7.2 Das angefochtene Urteil wurde am 14. April 2008 mündlich eröffnet, die schriftliche Urteilsbegründung am 27. September 2010 zugestellt. Dem Verfahren liegt mit der Anklage betreffend versuchter Tötung ein gewichtiger Vorwurf zugrunde. Die Verfahrensakten benötigen acht Bundesordner. Das Protokoll umfasst über fünfhundert Seiten, das angefochtene Urteil neunzig Seiten. Die Vorinstanz setzt sich als erste kantonale Instanz ausführlich mit den Aussagen der an der Schiesserei anwesenden Personen, den Zeugenaussagen aus deren Umfeld sowie mehreren Gutachten zu den Tatspuren, den Verletzungsfolgen sowie zur Schuldfähigkeit auseinander. Es ist nicht zu verkennen, dass die Urteilsredaktion in einem solchen, ausschliesslich von der Unmittelbarkeit geprägten Verfahren längere Zeit in Anspruch nimmt. Auch darf bis zu einem gewissen Grade mitberücksichtigt werden, dass sich der zuständige Gerichtsschreiber gleichzeitig mit anderen Fällen befassen musste und er überdies gesundheitliche Probleme hatte, worauf die Vorinstanz in ihrer Vernehmlassung hinweist. Wenn jedoch bis zur Ausfertigung des Urteils fast zweieinhalb Jahre benötigt werden, so ist dies mit dem Beschleunigungsgebot nicht mehr vereinbar. Das Bundesgericht hatte in einem früheren und vergleichbaren Verfahren eine Dauer von 26 Monaten bis zur Zustellung des begründeten Urteils als noch vertretbar erachtet. Dabei wurde auch auf die Gesamtdauer des Verfahrens Bezug genommen, welche bis zur Urteilseröffnung etwas mehr als zwei Jahre gedauert hatte. Dem heute zu beurteilenden Fall liegt eine Tat zugrunde, die sich am 19. Dezember 2000 ereignet hatte, was bedeutet, dass das Verfahren bis zur Verkündung des Urteils beinahe siebeneinhalb Jahre beanspruchte. Bereits dieser Umstand hätte eine beförderliche Behandlung durch die Vorinstanz nahe gelegt. Es ist deshalb festzustellen, dass das Beschleunigungsgebot auch in dieser Phase des Prozesses verletzt worden ist. Unter Würdigung aller Umstände erscheint es als angemessen, es bei dieser Feststellung zu belassen und von weiteren Sanktionen abzusehen. Dem Beschwerdeführer war die ausgefällte Strafe bekannt, weshalb die Ungewissheit über den Verfahrensausgang und die damit verbundene Belastung wegfiel. Indem festgestellt wird, dass die Vorinstanz dem Beschleunigungsgebot zu seinem Nachteil zuwidergehandelt hat, wird ihm eine gewisse Genugtuung zuteil (<ref-ruling> E. 3.3.2 S. 55/56 mit Hinweisen). Eine zusätzliche Sanktionierung, namentlich in Form einer Strafreduzierung, drängt sich nicht auf.
3. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Der Beschwerdeführer stellt ein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege. Seine Mittellosigkeit ist ausgewiesen, da er eine volle IV-Rente bezieht und sechs Kinder (Jahrgang 1989 bis 2003) hat. Sein Antrag um unentgeltliche Rechtspflege kann nicht als von vornherein aussichtslos bezeichnet werden. Das Gesuch ist gutzuheissen. Es sind keine Gerichtskosten zu erheben und seinem Anwalt ist eine Entschädigung aus der Bundesgerichtskasse auszurichten (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen.
3. Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
4. Dem Vertreter des Beschwerdeführers, Rechtsanwalt Dr. Kurt Pfau, Winterthur, wird aus der Bundesgerichtskasse eine Entschädigung von Fr. 3'000.-- ausgerichtet.
5. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Geschworenengericht des Kantons Zürich schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 15. März 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Dass präsidierende Mitglied: Die Gerichtsschreiberin:
Schneider Koch