【米尔瑞萨RZ/G2L开发板-创新应用】基于DRM的Linux显示系统--drop

slamdunk 发表于 2023-9-11 09:46
1、Linux Graphic框架

Linux图形栈简单来说可以分为用户空间程序和kernel空间的驱动两个部分。

1、Linux Graphic框架

Linux图形栈简单来说可以分为用户空间程序和kernel空间的驱动两个部分。
其中用户空间包括libdrm库和基于libdrm的APP
kernel空间主要是图显驱动和buffer的管理。



1.1 DRM简介
Direct Rendering Manager(DRM)是linux内核子系统，负责与显卡交互。 DRM提供一组API，用户空间程序可以使用该API将命令和数据发送到GPU并执行诸如配置显示器的模式设置之类的操作。

DRM位于内核空间中，因此用户空间程序必须使用内核系统调用来请求其服务。DRM检测到的每个GPU都称为DRM设备，并创建了一个设备文件/dev/dri/cardX节点，并使用ioctl调用与DRM进行通信。不同的ioctl对应于DRM API的不同功能。DRM提供了libdrm库，以方便用户空间程序与DRM子系统交互。

基于DRM的Linux显示系统，从APP到底层的大概结构如下图所示。

1.2 DRM和FB框架的区别

DRM是Linux目前主流的图形显示框架，相比FB架构，DRM更能适应当前日益更新的显示硬件。 比如FB原生不支持多层合成，不支持VSYNC，不支持DMA-BUF，不支持异步更新，不支持fence机制等等， 而这些功能DRM原生都支持。同时DRM可以统一管理GPU和Display驱动，使得软件架构更为统一，方便管理和维护。

本文主要涉及：
1）移植libdrm到rzg2l开发板
2）基于libdrm编写测试APP
3）移植LVGL图形界面

2、移植libdrm


2.1 下载libdrm源码

git clone git://anongit.freedesktop.org/mesa/drm

1. drm$ tree -L 1
   
2. .
   
3. ├── amdgpu
   
4. ├── android
   
5. ├── Android.common.mk
   
6. ├── Android.mk
   
7. ├── CleanSpec.mk
   
8. ├── CONTRIBUTING.rst
   
9. ├── core-symbols.txt
   
10. ├── data
    
11. ├── etnaviv
    
12. ├── exynos
    
13. ├── freedreno
    
14. ├── gen_table_fourcc.py
    
15. ├── include
    
16. ├── intel
    
17. ├── libdrm_lists.h
    
18. ├── libdrm_macros.h
    
19. ├── libdrm.pc.in
    
20. ├── libsync.h
    
21. ├── Makefile.sources
    
22. ├── man
    
23. ├── meson.build
    
24. ├── meson_options.txt
    
25. ├── nouveau
    
26. ├── omap
    
27. ├── radeon
    
28. ├── README.rst
    
29. ├── RELEASING
    
30. ├── symbols-check.py
    
31. ├── tegra
    
32. ├── tests
    
33. ├── util_double_list.h
    
34. ├── util_math.h
    
35. ├── vc4
    
36. ├── xf86atomic.h
    
37. ├── xf86drm.c
    
38. ├── xf86drm.h
    
39. ├── xf86drmHash.c
    
40. ├── xf86drmHash.h
    
41. ├── xf86drmMode.c
    
42. ├── xf86drmMode.h
    
43. ├── xf86drmRandom.c
    
44. ├── xf86drmRandom.h
    
45. └── xf86drmSL.c
    
46. 
    
47. 15 directories, 28 files
    

复制代码

2.2 配置libdrm
新建一个cross_file.txt，meson --cross-file指定使用这个cross_file.txt

1. [binaries]
   
2. c = 'aarch64-poky-linux-gcc'
   
3. cpp = 'aarch64-poky-linux-g++'
   
4. ar = 'aarch64-poky-linux-ar'
   
5. 
   
6. [host_machine]
   
7. system = 'linux'
   
8. cpu_family = 'aarch64'
   
9. cpu = 'aarch64'
   
10. endian = 'little'

复制代码

  meson --prefix=$(pwd)/install --cross-file cross_file.txt build


2.3 编译libdrm

1. cd build
   
2. ninja && ninja install

复制代码

最终要用到的是这个库文件 libdrm.so.2和一些位于bin目录下的测试工具



2.4 使用modetest测试
将上一步编译好的 libdrm.so.2库放入到板子的/usr/lib, bin程序copy到板端/usr/bin下。

执行modetest -M rcar-du查看资源:
可以看出CRTC ID是37，ENCODER ID是38，CONNECTOR ID是39
主图层primary plane ID是32，overlay plane ID是34

1. modetest -M rcar-du
   
2. Encoders:
   
3. id      crtc    type    possible crtcs  possible clones
   
4. 38      37      none    0x00000001      0x00000001
   
5. 44      0       Virtual 0x00000001      0x00000002
   
6. 
   
7. Connectors:
   
8. id      encoder status          name            size (mm)       modes   encoders
   
9. 39      38      connected       HDMI-A-1        0x0             1       38
   
10.   modes:
    
11.         index name refresh (Hz) hdisp hss hse htot vdisp vss vse vtot)
    
12.   #0 1920x1080 60.00 1920 2008 2052 2200 1080 1116 1121 1125 148500 flags: ; type: preferred
    
13.   props:
    
14.         1 EDID:
    
15.                 flags: immutable blob
    
16.                 blobs:
    
17. 
    
18.                 value:
    
19.         2 DPMS:
    
20.                 flags: enum
    
21.                 enums: On=0 Standby=1 Suspend=2 Off=3
    
22.                 value: 0
    
23.         5 link-status:
    
24.                 flags: enum
    
25.                 enums: Good=0 Bad=1
    
26.                 value: 0
    
27.         6 non-desktop:
    
28.                 flags: immutable range
    
29.                 values: 0 1
    
30.                 value: 0
    
31.         4 TILE:
    
32.                 flags: immutable blob
    
33.                 blobs:
    
34. 
    
35.                 value:
    
36.         20 CRTC_ID:
    
37.                 flags: object
    
38.                 value: 37
    
39. 
    
40. CRTCs:
    
41. id      fb      pos     size
    
42. 37      46      (0,0)   (1920x1080)
    
43.   #0 1920x1080 60.00 1920 2008 2052 2200 1080 1116 1121 1125 148500 flags: ; type: preferred
    
44.   props:
    
45.         22 ACTIVE:
    
46.                 flags: range
    
47.                 values: 0 1
    
48.                 value: 1
    
49.         23 MODE_ID:
    
50.                 flags: blob
    
51.                 blobs:
    
52. 
    
53.                 value:
    
54.                         144402008007d8070408980800003804
    
55.                         5c046104650400003c00000000000000
    
56.                         08000000313932307831303830000000
    
57.                         00000000000000000000000000000000
    
58.                         00000000
    
59.         19 OUT_FENCE_PTR:
    
60.                 flags: range
    
61.                 values: 0 18446744073709551615
    
62.                 value: 0
    
63.         24 VRR_ENABLED:
    
64.                 flags: range
    
65.                 values: 0 1
    
66.                 value: 0
    
67. 
    
68. Planes:
    
69. id      crtc    fb      CRTC x,y        x,y     gamma size      possible crtcs
    
70. 32      37      46      0,0             0,0     0               0x00000001
    
71.   formats:
    
72. RGB8 AR12 XR12 AR15 XR15 RG16 BG24 RG24 BA24 BX24 AR24 XR24 UYVY YUYV
    
73. YVYU NV12 NV21 NV16 NV61 YU12 YV12 YU16 YV16 YU24 YV24
    
74.   props:
    
75.         8 type:
    
76.                 flags: immutable enum
    
77.                 enums: Overlay=0 Primary=1 Cursor=2
    
78.                 value: 1
    
79.         17 FB_ID:
    
80.                 flags: object
    
81.                 value: 46
    
82.         18 IN_FENCE_FD:
    
83.                 flags: signed range
    
84.                 values: -1 2147483647
    
85.                 value: -1
    
86.         20 CRTC_ID:
    
87.                 flags: object
    
88.                 value: 37
    
89.         13 CRTC_X:
    
90.                 flags: signed range
    
91.                 values: -2147483648 2147483647
    
92.                 value: 0
    
93.         14 CRTC_Y:
    
94.                 flags: signed range
    
95.                 values: -2147483648 2147483647
    
96.                 value: 0
    
97.         15 CRTC_W:
    
98.                 flags: range
    
99.                 values: 0 2147483647
    
100.                 value: 1920
     
101.         16 CRTC_H:
     
102.                 flags: range
     
103.                 values: 0 2147483647
     
104.                 value: 1080
     
105.         9 SRC_X:
     
106.                 flags: range
     
107.                 values: 0 4294967295
     
108.                 value: 0
     
109.         10 SRC_Y:
     
110.                 flags: range
     
111.                 values: 0 4294967295
     
112.                 value: 0
     
113.         11 SRC_W:
     
114.                 flags: range
     
115.                 values: 0 4294967295
     
116.                 value: 125829120
     
117.         12 SRC_H:
     
118.                 flags: range
     
119.                 values: 0 4294967295
     
120.                 value: 70778880
     
121.         33 zpos:
     
122.                 flags: immutable range
     
123.                 values: 0 0
     
124.                 value: 0
     
125. 34      0       0       0,0             0,0     0               0x00000001
     
126.   formats:
     
127. RGB8 AR12 XR12 AR15 XR15 RG16 BG24 RG24 BA24 BX24 AR24 XR24 UYVY YUYV
     
128. YVYU NV12 NV21 NV16 NV61 YU12 YV12 YU16 YV16 YU24 YV24
     
129.   props:
     
130.         8 type:
     
131.                 flags: immutable enum
     
132.                 enums: Overlay=0 Primary=1 Cursor=2
     
133.                 value: 0
     
134.         17 FB_ID:
     
135.                 flags: object
     
136.                 value: 0
     
137.         18 IN_FENCE_FD:
     
138.                 flags: signed range
     
139.                 values: -1 2147483647
     
140.                 value: -1
     
141.         20 CRTC_ID:
     
142.                 flags: object
     
143.                 value: 0
     
144.         13 CRTC_X:
     
145.                 flags: signed range
     
146.                 values: -2147483648 2147483647
     
147.                 value: 0
     
148.         14 CRTC_Y:
     
149.                 flags: signed range
     
150.                 values: -2147483648 2147483647
     
151.                 value: 0
     
152.         15 CRTC_W:
     
153.                 flags: range
     
154.                 values: 0 2147483647
     
155.                 value: 0
     
156.         16 CRTC_H:
     
157.                 flags: range
     
158.                 values: 0 2147483647
     
159.                 value: 0
     
160.         9 SRC_X:
     
161.                 flags: range
     
162.                 values: 0 4294967295
     
163.                 value: 0
     
164.         10 SRC_Y:
     
165.                 flags: range
     
166.                 values: 0 4294967295
     
167.                 value: 0
     
168.         11 SRC_W:
     
169.                 flags: range
     
170.                 values: 0 4294967295
     
171.                 value: 0
     
172.         12 SRC_H:
     
173.                 flags: range
     
174.                 values: 0 4294967295
     
175.                 value: 0
     
176.         35 alpha:
     
177.                 flags: range
     
178.                 values: 0 65535
     
179.                 value: 65535
     
180.         36 zpos:
     
181.                 flags: range
     
182.                 values: 1 1
     
183.                 value: 1
     
184. 
     
185. Frame buffers:
     
186. id      size    pitch
     

复制代码

使用主图层测试：

1. root@myir-yg2lx:/etc# modetest -M rcar-du -P 32@37:1920x1080
   
2. testing 1920x1080@XR24 overlay plane 32

复制代码

使用overlay图层测试

1. root@myir-yg2lx:/etc# modetest -M rcar-du -P 34@37:1920x1080
   
2. testing 1920x1080@XR24 overlay plane 34

复制代码

使用Connector测试

1. root@myir-yg2lx:/etc# modetest -M rcar-du -s 39@37:1920x1080
   
2. setting mode 1920x1080-60.00Hz@XR24 on connectors 39, crtc 37
   
3. failed to set gamma: Invalid argument

复制代码