Android12之DRM架构(一)

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1.前言

本篇目的:理解DRM架构。

2.DRM和FrameBuffer对比优点

  • DRM是Android和Linux目前主流的图形显示框架,比起FrameBuffer架构,DRM有更多强大的功能。
  • 而FrameBuffer架构只支持单纯的显示。
  • DRM支持VSYNC、DMA-BUF、异步更新、Fence等机制等等。DRM可以统一管理GPU渲染图形和Display显示控制,它可谓是新的“图形大管家”。

3.DRM架构图

Android12之DRM架构(一)_第1张图片

4.DRM模块组成

Android12之DRM架构(一)_第2张图片

<1>.DRM从模块上划分,分为三个部分,包括libdrm、KMS、GEM。

  • libdrm

直接访问DRM驱动,对访问DRM驱动的ioctl()接口进行封装

  • KMS

KMS全称:Kernel Mode Setting。它的主要工作内容:设置显示参数和更新画面。
更新画面:显示图形buffer切换,多plane图层合成方式和plane显示位置。
参数参数:刷新率(fps)、分辨率、亮屏与灭屏等。

  • GEM

GEM全称:Graphic Execution Manager:功能为显示图形Buffer的分配和释放,它是DRM与GPU衔接的接口。

Android12之DRM架构(一)_第3张图片

plane是连接 framebuffer和crtc 的纽带,而 encoder 则是连接 crtc 和 connector 的纽带。
与物理 buffer 直接打交道的是 gem 而不是 framebuffer。

5.KMS和GEM组成部分?

KMS:FrameBuffer、CRTC、ENCODER、CONNECTOR、PLANE、、VBLANK、Property
GEM:DUMB、PRIME、Fence

DRM组层部分 功能描述
FrameBuffer 表示单个图层的显示内容,唯一一个和硬件无关的基本元素
CRTC 表示显示控制器:对FrameBuffer数据进行扫描,产生时序信号的硬件模块
ENCODER 将CRTC输出的timing时序转换成外部设备所需要的信号的模块,如HDMI转换器或DSI Controller
CONNECTOR 连接物理显示设备的连接器,如HDMI、DisplayPort、DSI总线,通常和Encoder驱动绑定在一起
PLANE 硬件图层,有的Display硬件支持多层合成显示,但所有的Display Controller至少要有1个plane
VBLANK 软件和硬件的同步机制,RGB时序中的垂直消影区,软件通常使用硬件VSYNC来实现
Property 任何你想设置的参数,都可以做成property,是DRM驱动中最灵活、最方便的Mode setting机制
DUMB 只支持连续物理内存,基于kernel中通用CMA API实现,多用于小分辨率简单场景
PRIME 连续、非连续物理内存都支持,基于DMA-BUF机制,可以实现buffer共享,多用于大内存复杂场景
Fence buffer同步机制,基于内核dma_fence机制实现,用于防止显示内容出现异步问题

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