最简单的DRM应用程序 （double-buffer）

在上一篇 最简单的DRM应用程序 （single-buffer）中，我们学习了如何去编写一个最基本的DRM应用程序。而本篇文章，将在 modeset-single-buffer 的基础上，对其进行扩展，使用双buffer机制的案例，来加深大家对drmModeSetCrtc()函数的印象。

使用上一节中的modeset-single-buffer程序，如果用户想要修改画面内容，就只能对mmap()后的buffer进行修改，这就会导致用户能很明显的在屏幕上看到软件修改buffer的过程，用户体验大大降低。而双buffer机制则能很好的避免这种问题，双buffer的概念无需过多赘述，大家听名字就知道什么意思了，即前后台buffer切换机制。

伪代码：

int main(void)
{
    ...
    while(1) {
        drmModeSetCrtc(fb0);
        ...
        drmModeSetCrtc(fb1);
        ...
    }
    ...
}

---

详细参考代码如下：

modeset-double-buffer.c

#define _GNU_SOURCE
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

struct buffer_object {
	uint32_t width;
	uint32_t height;
	uint32_t pitch;
	uint32_t handle;
	uint32_t size;
	uint32_t *vaddr;
	uint32_t fb_id;
};

struct buffer_object buf[2];

static int modeset_create_fb(int fd, struct buffer_object *bo, uint32_t color)
{
	struct drm_mode_create_dumb create = {};
 	struct drm_mode_map_dumb map = {};
	uint32_t i;

	create.width = bo->width;
	create.height = bo->height;
	create.bpp = 32;
	drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &create);

	bo->pitch = create.pitch;
	bo->size = create.size;
	bo->handle = create.handle;
	drmModeAddFB(fd, bo->width, bo->height, 24, 32, bo->pitch,
			   bo->handle, &bo->fb_id);

	map.handle = create.handle;
	drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB, &map);

	bo->vaddr = mmap(0, create.size, PROT_READ | PROT_WRITE,
			MAP_SHARED, fd, map.offset);

	for (i = 0; i < (bo->size / 4); i++)
		bo->vaddr[i] = color;

	return 0;
}

static void modeset_destroy_fb(int fd, struct buffer_object *bo)
{
	struct drm_mode_destroy_dumb destroy = {};

	drmModeRmFB(fd, bo->fb_id);

	munmap(bo->vaddr, bo->size);

	destroy.handle = bo->handle;
	drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_DESTROY_DUMB, &destroy);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	drmModeConnector *conn;
	drmModeRes *res;
	uint32_t conn_id;
	uint32_t crtc_id;

	fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR | O_CLOEXEC);

	res = drmModeGetResources(fd);
	crtc_id = res->crtcs[0];
	conn_id = res->connectors[0];

	conn = drmModeGetConnector(fd, conn_id);
	buf[0].width = conn->modes[0].hdisplay;
	buf[0].height = conn->modes[0].vdisplay;
	buf[1].width = conn->modes[0].hdisplay;
	buf[1].height = conn->modes[0].vdisplay;

	modeset_create_fb(fd, &buf[0], 0xff0000);
	modeset_create_fb(fd, &buf[1], 0x0000ff);

	drmModeSetCrtc(fd, crtc_id, buf[0].fb_id,
			0, 0, &conn_id, 1, &conn->modes[0]);

	getchar();

	drmModeSetCrtc(fd, crtc_id, buf[1].fb_id,
			0, 0, &conn_id, 1, &conn->modes[0]);

	getchar();

	modeset_destroy_fb(fd, &buf[1]);
	modeset_destroy_fb(fd, &buf[0]);

	drmModeFreeConnector(conn);
	drmModeFreeResources(res);

	close(fd);

	return 0;
}

以上代码是基于David Herrmann 所写的 drm-howto/modeset-double-buffered.c 文件修改的。和modeset-single-buffer案例一样，为了方便大家关注重点，以上代码删除了许多异常错误处理，并对程序功能做了简化。

从上面的代码我们可以看出，drmModeSetCrtc() 的功能除了可以初始化整条显示pipeline，建立crtc到connector之间的连接关系外，它还可以更新屏幕显示内容，即通过修改fb_id，来完成显示buffer的切换。

有的同学可能会担心，重复调用drmModeSetCrtc()会导致硬件链路被重复初始化。其实不必担心，因为DRM驱动框架会对传入的参数进行检查，只要display mode 和 pipeline 链路连接关系没有发生变化，就不会重新初始化硬件。

运行结果：（模拟效果）

描述：程序运行后，屏幕显示红色；输入回车后，屏幕显示蓝色；再次输入回车后，程序退出。

注意：程序运行之前，请确保没有其它应用或服务占用/dev/dri/card0节点，否则将出现 Permission Denied 错误。

源码下载：modeset-double-buffer

参考资料：
David Herrmann’s Blog: Advanced DRM Mode-Setting API
David Herrmann’s Github: drm-howto/modeset-double-buffered.c

文章汇总：DRM (Direct Rendering Manager) 学习简介