Android Overlay on QC MDP4平台要点简记

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File Orgnization

目录/hardware/qcom/display/liboverlay/

Android.mk

mdpRotator.cpp               Overlay Rotator Wrpper

mdpWrapper.h                 MDP Normal and Overlay FrameBuffer IOCTL Wrapper

mdssRotator.cpp             Overlay MDSS Rotator Wrapper

overlay.cpp        Overlay Top level implementation file

overlay.h             Overlay Top level declaration file

overlayCtrl.cpp   OverlayCtrl implementation file

overlayCtrlData.h       OverlayCtrl and OverlayData declaration file including OverlayData implementation

overlayImpl.h    Overlay implementation which operates overlay pipes pair(LayerMixer)              

overlayMdp.cpp    Overlay implementation on MDP, used by OverlayCtrlData    

overlayMdp.h   Overlay on MDP

overlayMem.h  Overlay VG pipe input kernel memory file descriptor, maybe graphic buffer or rotator output buffer

overlayRotator.cpp         Overlay Rotator top level implementation

overlayRotator.h              Overlay Rotator top level declaration

overlayState.h  Overlay state machine

overlayUtils.cpp                 Overlay Utils

overlayUtils.h    Overlay Utils

pipes/   Overlay Pipes, that is Overlay channel. It is a VG and RGB pipe pair on MDP.

 

Platform architecture

MDP中每个VG和RGB pipe pair作为一个LayerMixer的输入，由LayerMixer完成Overlay功能，作为一个Overlay channel。

注意，RGB和VG并不固定配对做为某个LayerMixer的输入。如MDP4.2的LayerMixer0可以合成一个Border或BaseLayer和4个layer，即可以多达5个pipe输入到LayerMixer0，从而用作Hardware Composer。

当使用Overlay功能时：

RGB pipe的输入是普通的Framebuffer，是Surfaceflinger的合成输出；

VG的输入是video或graphics或camera图像等，是内核空间内存buffer，其owner一般是Video、Graphics或V4L2等。当其前端是Rotator时，Rotator的输入是这些buffer，Rotator的输出Overlay rotator frame buffer作为VG的输入。

每个Overlay Channel结构如下图所示

关于Overlay Buffer(FrameBuffer RotatorBuffer OverlayBuffer)这些名称并不特别明确，只要明白Overlay Channel数据流路上的各输入输出Buffer的位置和作用即可。

下面以Layermixer1(对应/dev/graphics/fb0)为参考详述各buffer：

只UI显示时，

Framebuffer是fb0的framebuffer，是从启动时预留出的bootmem中的分配出来的。LayerMixer1处于BLT模式，Layermixer1和DMA_P(Primary display driver)分离，可以由软件完全控制。该Framebuffer做为DMA_P的输入，经MIPI_DSI输出到主屏上。

启用Overlay时，

上述Framebuffer做为RGB1 pipe的输入，而视频或图像的内核buffer做为VG pipe的输入，二者经Layermixer1合成；此时LayerMixer1工作在非BLT模式，LayerMixer1和DMA_P attach在一起，LayerMixer1输出控制参数直接提供给DMA_P使用。此时LayerMixer1仍有两种工作模式，FrameBuffer模式和DIRECT_OUT模式，前者时LayerMixer1和DMA_P之间使用一个overlaydouble buffer做缓冲，输出给DMA_P；DIRECT_OUT模式下不使用该ovl double buffer，LayerMixer1直接输出给DMA_P。

一般VG和RGB的输入都可以是double buffer，ping-pang；LayerMixer的输出也是double buffer。DMA_P/S/E做为display driver传输前端buffer作为后端接口控制器的输入。

下面两图是QC MDP UI mirror和Video mirror时的两结构图，并没有明确画出LayerMix1的Overlay流程路径，个别buffer的owner可能也有所差错，buffer也并不全，仅是大致描述Overlay及其部分buffer。

 

MDP和DSI和后端显示控制器和接口的连接结构如下图。

 

Layer architecture

Overlay   ->  OverlayImpl

OverlayCtrlData

OverlayMDPCtrlData

MDPWrapper

FrameBuffer

 

KeyPoint

Ctrl用来设置overlay channel的参数，Data用来提交buffer到Overlay channel queue。其实使用overlay本质上就是设置好pin路由，设置好通道工作参数，然后不停的提交数据让Overlay Enginee工作。MDP的Overlay Channel并没有别的特殊的编程接口，都是使用控制、状态和数据寄存器来访问。其实MDP提供了远比Android Overlay实现强得多的Overlay功能。

Some flow

Ctrl::commit()  ->  MDPCtrl::set() -> mdp_wrapper::setOverlay()  -> ioctl(fd, MSMFB_OVERLAY_SET, &ov)

-> msm_fb -> mdp4_overlay设置Overlay工作参数。

Data::queueBuffer -> MDPData::play -> mdp_wrapper::play() -> ioctl(fd, MSMFB_OVERLAY_PLAY, &od)

-> msm_fb -> mdp4_overlay进行Overlay合成。注意queueBuffer第一参数fd是memFd，是内核空间的buffer，并不在用户空间和内核空间拷贝buffer数据。作用与framebuffer类似的是提交内核空间的该buffer到Overlay Enginee Queue。

有了这些平台相关知识，msm_fb和mdp4_overlay驱动的功能也就容易理解了。