DRM

在扫描输出过程中，一个平面（plane）代表一个图像源，CRTC 可以对平面进行混合（blend）或叠加（overlaid）显示。plane 从 drm_framebuffer 获取输入数据。平面本身定义了图像的裁剪（cropping）和缩放（scaling）方式，以及它在 display pipeline 可见区域中的位置。平面还可以具有额外的属性来指定平面像素的定位和混合方式，比如旋转（rotation）或 Z 轴位置（Z-position）。所有这些属性都存储在 drm_plane_state 中。 plane 由 struct drm_plane 表示，使用drm_universal_plane_init() 初始化。 每个 plane 都有一个类型，参考 enum drm_plane_type。 每个 CRTC 都必须要有一个 primary plane。 Data structure and api struct drm_plane { struct drm_device *dev; struct list_head head; char *name; struct drm_modeset_lock mutex; struct drm_mode_object base; uint32_t possible_crtcs; uint32_t *format_types; unsigned int format_count; uint64_t *modifiers; unsigned int modifier_count; const struct drm_plane_funcs *funcs; struct drm_object_properties properties; enum drm_plane_type type; unsigned index; const struct drm_plane_helper_funcs *helper_private; struct drm_plane_state *state; struct drm_property *alpha_property; struct drm_property *zpos_property; struct drm_property *rotation_property; struct drm_property *blend_mode_property; struct drm_property *color_encoding_property; struct drm_property *color_range_property; struct drm_property *scaling_filter_property; struct drm_property *hotspot_x_property; struct drm_property *hotspot_y_property; }; struct drm_plane_state { struct drm_plane *plane; // backpointer 指向 plane struct drm_crtc *crtc; // 通过 drm_atomic_set_crtc_for_plane 绑定的 crtc struct drm_framebuffer *fb; // 通过 drm_atomic_set_fb_for_plane 绑定的 fb struct dma_fence *fence; int32_t crtc_x; int32_t crtc_y; uint32_t crtc_w, crtc_h; uint32_t src_x; uint32_t src_y; uint32_t src_h, src_w; int32_t hotspot_x, hotspot_y; u16 alpha; uint16_t pixel_blend_mode; unsigned int rotation; unsigned int zpos; unsigned int normalized_zpos; enum drm_color_encoding color_encoding; enum drm_color_range color_range; struct drm_property_blob *fb_damage_clips; bool ignore_damage_clips; struct drm_rect src, dst; bool visible; enum drm_scaling_filter scaling_filter; struct drm_crtc_commit *commit; struct drm_atomic_state *state; bool color_mgmt_changed : 1; }; crtc_x/y/w/h: 设置该 plane 可见区域的起始位置和大小。...

Framebuffer 帧缓冲区是抽象的内存对象，提供了扫描到 CRTC 的像素源。应用程序通过 IOCTLDRM_IOCTL_MODE_ADDFB(2)来创建 framebuffer，会返回一个不透明句柄，该句柄可以传递给 KMS CRTC、来控制 plane configuration 和 page flip 功能。 framebuffer 依赖底层的内存管理器来分配内存。创建 framebuffer 时，app 需要通过struct drm_mode_fb_cmd2传入一个 memory handle。 Data structures and apis struct drm_framebuffer { struct drm_device *dev; struct list_head head; // framebuffer 链表，可能有多个 fb struct drm_mode_object base; char comm[TASK_COMM_LEN]; // allocate fb 的进程名 const struct drm_format_info *format; // fb pixel format const struct drm_framebuffer_funcs *funcs; // 一行多少 bytes, 会从用户空间的 drm_mode_fb_cmd2 拷贝过来 unsigned int pitches[DRM_FORMAT_MAX_PLANES]; // framebuffer 和 actual pixel data 的 offset，也从 drm_mode_fb_cmd2 拷贝过来 unsigned int offsets[DRM_FORMAT_MAX_PLANES]; uint64_t modifier; // 从 drm_mode_fb_cmd2 的 modifier 拷贝过来，DRM_FORMAT_MOD_XXX unsigned int width; // framebuffer 宽 unsigned int height; // framebuffer 高 int flags; // DRM_MODE_FB_INTERLACED, DRM_MODE_FB_MODIFIERS struct list_head filp_head; struct drm_gem_object *obj[DRM_FORMAT_MAX_PLANES]; }; struct drm_framebuffer_funcs { void (*destroy)(struct drm_framebuffer *framebuffer); int (*create_handle)(struct drm_framebuffer *fb, struct drm_file *file_priv, unsigned int *handle); // 有些硬件在 fb 内容更新后不会主动刷新内容到屏幕上。 // userspace 需要通过 DRM_IOCTL_MODE_DIRTYFB ioctl 调用到 dirty 函数来刷新屏幕的某块区域。 int (*dirty)(struct drm_framebuffer *framebuffer, struct drm_file *file_priv, unsigned flags, unsigned color, struct drm_clip_rect *clips, unsigned num_clips); }; 注册 framebuffer 流程 用户空间通过 drmModeAddFB2() 或 drmModeAddFB2WithModifiers() 函数来注册 framebuffer。...

参考 https://github.com/dvdhrm/docs/tree/master/drm-howto 中的 modeset-atomic.c Modeset prepare 首先 open drm 设备节点： fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR | O_CLOEXEC); 设置 client 的 capability： drmSetClientCap(fd, DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES, 1); drmSetClientCap(fd, DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC, 1); 第一行设置 drm file_priv->universal_planes=1。 第二行设置 file_priv->atomic=1, file_priv->universal_planes=1, file_priv->aspect_ratio_allowed = 1。 获取 client 的 capability: drmGetCap(fd, DRM_CAP_DUMB_BUFFER, &cap); drmGetCap(fd, DRM_CAP_CRTC_IN_VBLANK_EVENT, &cap); 第一行，如果 drm_driver 提供了 dumb_create 回调，则返回 1，一般都会提供。 第二行，必定返回 1，现在 driver 都会支持 Vblank 事件。 获取 resources: drmModeGetResources(); drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_GETRESOURCES, &res); 得到 fbs/crtcs/connectors/encoders 的数量，以及每个对应的 id，还有显示支持的最大最小长宽，填充结构体： typedef struct _drmModeRes { int count_fbs; uint32_t *fbs; int count_crtcs; uint32_t *crtcs; int count_connectors; uint32_t *connectors; int count_encoders; uint32_t *encoders; uint32_t min_width, max_width; uint32_t min_height, max_height; } drmModeRes, *drmModeResPtr; 获取 connector:...

Reference https://docs.kernel.org/gpu/index.html introduction 中提供了一些关于 DRM 的讲座和 slides 材料。 https://bootlin.com/doc/training/graphics/graphics-slides.pdf Basic Theory and Concepts About Graphics YUV 数据格式 采样 YUV 格式，由一个 Y 的亮度分量（Luma）和 U（蓝色投影 Cb）和 V（红色投影 Cr）的色度分量（Chroma）表示。 4:4:4 表示不降低色度（UV）通道的采样率。每个 Y 分量对应一组 UV 分量。 4:2:2 表示 2:1 水平下采样，没有垂直下采样。每两个 Y 分量共享一组 UV 分量。 4:2:0 表示 2:1 水平下采样，同时 2:1 垂直下采样。每四个 Y 分量共享一组 UV 分量。 4:1:1 表示 4:1 水平下采样，没有垂直下采样。每四个 Y 分量共享一组 UV 分量。 BT.601 中规定的 YUV 和 RGB 的转换公式： \(R=Y+1.140*V-0.7\) \(G=Y-0.343*U-0.711*V+0.526\) \(B=Y+1.765*U-0.883\) \(Y=0.299*R+0.587*G+0.114*B\) \(U=-0.169*R-0.331*G+0.500*B\) \(V=0.500*R-0.439*G-0.081\*B\)...