Linux系統中圖形顯示方案

1FBDEV

Framebuffer device

社區(qū)參與度不高，基本轉移到了DRM。

DRM/KMS

Direct Rendering Manager / KernelMode Setting

主流的圖形顯示方法，社區(qū)參與度高，支持圖形系統精細化操作，基本形成了一套圖顯系統開發(fā)的生態(tài)標準。

V4L2

Video For Linux 2

主要用于視頻捕獲的應用場景，并且需要特定輸出設備，對復雜圖顯控制器的支持不佳

DRM系統組成

2kernel層面的DRM系統包含兩大部分，一部分是圖顯設備的DRM抽象，另外一部分是圖顯設備的顯存控制。

圖片來源于網絡

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圖片來源于網絡

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上圖涵蓋了linux系統中DRM系統組成，kernel為用戶層提供標準的DRM接口，在用戶層依據DRM庫構建各種圖顯協議，圖顯應用層基于這些中間件完成應用程序的開發(fā)。

##顯存Framebuffer

申請的一塊用于存儲顯示數據的內存區(qū)域，主要包括：
1）內存區(qū)域大小范圍
2）內存中待顯示數據的幀格式
3）內存中有效的區(qū)域，該部分是待顯示數據

其實現方法主要有3種：
1）基于CMA的
drivers/gpu/drm/drm_fb_cma_helper.c
2）基于Scatter Gather
drivers/gpu/drm/tegra/
3）基于IOMMU
drivers/gpu/drm/exynos/exynos_drm_iommu.c

顯存區(qū)域定義

幀格式定義

支持的幀格式以FOURCC格式來呈現，其定義形式如下：
1/*?24?bpp?RGB?*/
2#define?DRM_FORMAT_RGB888????fourcc_code('R',?'G',?'2',?'4')
3#define?DRM_FORMAT_BGR888????fourcc_code('B',?'G',?'2',?'4')
4
5/*?32?bpp?RGB?*/
6#define?DRM_FORMAT_XRGB8888????fourcc_code('X',?'R',?'2',?'4')
7#define?DRM_FORMAT_XBGR8888????fourcc_code('X',?'B',?'2',?'4')
8#define?DRM_FORMAT_RGBX8888????fourcc_code('R',?'X',?'2',?'4')
9#define?DRM_FORMAT_BGRX8888????fourcc_code('B',?'X',?'2',?'4')


創(chuàng)建FRAME BUFFER

創(chuàng)建成功可在dev下看見fb設備

##CRTC

CRT Controller, 陰極射線管控制，對顯示buffer進行掃描，并產生時序信號。

CRTC funcs

1static?const?struct?drm_crtc_funcs?ade_crtc_funcs?=?{
2????.destroy????=?drm_crtc_cleanup,
3????.set_config?=?drm_atomic_helper_set_config,
4????.page_flip??=?drm_atomic_helper_page_flip,
5????.reset??????=?drm_atomic_helper_crtc_reset,
6 .atomic_duplicate_state?=?drm_atomic_helper_crtc_duplicate_state,
7????.atomic_destroy_state???=?drm_atomic_helper_crtc_destroy_state,
8????.enable_vblank??=?ade_crtc_enable_vblank,
9????.disable_vblank?=?ade_crtc_disable_vblank,
10};


CRTC helper funcs

1static?const?struct?drm_crtc_helper_funcs?ade_crtc_helper_funcs?=?{
2????.mode_fixup?=?ade_crtc_mode_fixup,
3????.mode_set_nofb??=?ade_crtc_mode_set_nofb,
4????.atomic_begin???=?ade_crtc_atomic_begin,
5????.atomic_flush???=?ade_crtc_atomic_flush,
6????.atomic_enable??=?ade_crtc_atomic_enable,
7????.atomic_disable?=?ade_crtc_atomic_disable,
8};


##PLANE

圖片來源于網絡

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PLANE funcs

1static?struct?drm_plane_funcs?ade_plane_funcs?=?{
2????.update_plane???=?drm_atomic_helper_update_plane,
3????.disable_plane??=?drm_atomic_helper_disable_plane,
4????.destroy?=?drm_plane_cleanup,
5????.reset?=?drm_atomic_helper_plane_reset,
6????.atomic_duplicate_state?=?drm_atomic_helper_plane_duplicate_state,
7????.atomic_destroy_state?=?drm_atomic_helper_plane_destroy_state,
8};


PLANE helper funcs

1static?const?struct?drm_plane_helper_funcs?ade_plane_helper_funcs?=?{
2????.atomic_check?=?ade_plane_atomic_check,
3????.atomic_update?=?ade_plane_atomic_update,
4????.atomic_disable?=?ade_plane_atomic_disable,
5};


##ENCODER/CONNECTOR

ENCODER負責將CRTC輸出的timing時序轉換成外部設備所需要的信號的模塊，如HDMI轉換器。CONNECTOR ? 連接物理顯示設備的連接器，如HDMI、DisplayPort、DSI總線，通常和Encoder驅動綁定在一起。

圖片來源于網絡

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ENCODER/helper funcs

1static?const?struct?drm_encoder_helper_funcs?dw_encoder_helper_funcs?=?{
2????.atomic_check???=?dsi_encoder_atomic_check,
3????.mode_valid?=?dsi_encoder_mode_valid,
4????.mode_set???=?dsi_encoder_mode_set,
5????.enable?????=?dsi_encoder_enable,
6????.disable????=?dsi_encoder_disable
7};
8
9static?const?struct?drm_encoder_funcs?dw_encoder_funcs?=?{
10????.destroy?=?drm_encoder_cleanup,
11};


CONNECTOR/helper funcs

1static?const?struct?drm_connector_helper_funcs
2panel_bridge_connector_helper_funcs?=?{
3????.get_modes?=?panel_bridge_connector_get_modes,
4};
5
6static?const?struct?drm_connector_funcs?panel_bridge_connector_funcs?=?{
7????.reset?=?drm_atomic_helper_connector_reset,
8????.fill_modes?=?drm_helper_probe_single_connector_modes,
9????.destroy?=?drm_connector_cleanup,
10????.atomic_duplicate_state?=?drm_atomic_helper_connector_duplicate_state,
11????.atomic_destroy_state?=?drm_atomic_helper_connector_destroy_state,
12};


##ioctl注冊

component組件系統
3kernel中的component框架是為了subsystem能夠按照一定的順序初始化設備而提出的架構。
subsystem中由較多設備模塊組成，而內核加載每個模塊時間不定。則需要component框架來保證需最后初始化的設備加載前，所需設備全部加載完畢。?

在component中，包含兩個基本概念，master和component。master是設備樹中的“超級設備（superdevice）”，負責管理該超級設備下的普通設備。component是由master管理的普通設備，要先初始化。

?

#初始化分為兩部分

master即超級設備，執(zhí)行probe使用component_master_add_with_match函數注冊自己到component框架中。component即普通設備，執(zhí)行probe使用component_add函數注冊自己到component框架中。

##Master初始化

1static?int?kirin_drm_platform_probe(struct?platform_device?*pdev)
2{
3????struct?device?*dev?=?