整理一篇Linux drm显示系统的文章
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2021-05-11 05:48
这篇文章主要是回答一位同学的提问，当然也是做一次总结，我相信关注我号的很多人也有做LCD相关的驱动或者系统开发，即使不是专门做LCD，但是在开发过程中也难免会遇到这样或者那样的问题。
所以找了几篇和drm不错的文章分享给大家，Linux是一个模块化非常明显的系统，每个子系统又会有属于自己的一些特性，学习的时候，最好也是分类学习比较好。
Linux 的 2 种显示方案
包括：
FBDEV: Framebuffer Device
DRM/KMS: Direct Rendering Manager / Kernel Mode Setting
它们有什么区别？
FBDEV：
传统的显示框架; 简单，但是只能提供最基础的显示功能; 无法满足当前上层应用和底层硬件的显示需求; DRM/KMS：
目前主流的显示方案; 为了适应当前日益更新的显示硬件; 软件上能支持更多高级的控制和特性;
简单的说就是FBDEV已经不满足时代的发展需要，然后就出现了DRM这个东西，DRM，英文全称 Direct Rendering Manager, 即 直接渲染管理器。它是为了解决多个程序对 Video Card 资源的协同使用问题而产生的。它向用户空间提供了一组 API，用以访问操纵 GPU。
DRM是一个内核级的设备驱动，可以编译到内核中也可以作为标准模块进行加载。DRM最初是在FreeBSD中出现的，后来被移植到Linux系统中，并成为Linux系统的标准部分。
DRM可以直接访问DRM clients的硬件。DRM驱动用来处理DMA，内存管理，资源锁以及安全硬件访问。为了同时支持多个3D应用，3D图形卡硬件必须作为一个共享资源，因此需要锁来提供互斥访问。DMA传输和AGP接口用来发送图形操作的buffers到显卡硬件，因此要防止客户端越权访问显卡硬件。
Linux DRM层用来支持那些复杂的显卡设备，这些显卡设备通常都包含可编程的流水线，非常适合3D图像加速。内核中的DRM层，使得这些显卡驱动在进行内存管理，中断处理和DMA操作中变得更容易，并且可以为上层应用提供统一的接口。
关于以上的更详细内容可以参考下面两篇文章
RK3399 探索之旅 / Display 子系统 / 基础概念
RK3399探索之旅 / Display子系统 / 从modetest 到 DRM driver
分别看两种架构的应用程序
FBDEV的测试程序
/*
* Copyright (C) 2011 The Android Open Source Project
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
#include <stdint.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#ifndef FBIO_WAITFORVSYNC
#define FBIO_WAITFORVSYNC _IOW('F', 0x20, __u32)
#endif
int main(int argc, char** argv) {
int fd = open("/dev/graphics/fb0", O_RDWR);
if (fd >= 0) {
do {
uint32_t crt = 0;
int err = ioctl(fd, FBIO_WAITFORVSYNC, &crt);
if (err < 0) {
printf("FBIO_WAITFORVSYNC error: %s\n", strerror(errno));
break;
}
} while(1);
close(fd);
}
return 0;
}
DRM应用测试程序
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
drmModeConnector *conn;
drmModeRes *res;
uint32_t conn_id;
uint32_t crtc_id;
// 1. 打开设备
fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR | O_CLOEXEC);
// 2. 获得 crtc 和 connector 的 id
res = drmModeGetResources(fd);
crtc_id = res->crtcs[0];
conn_id = res->connectors[0];
// 3. 获得 connector
conn = drmModeGetConnector(fd, conn_id);
buf.width = conn->modes[0].hdisplay;
buf.height = conn->modes[0].vdisplay;
// 4. 创建 framebuffer
modeset_create_fb(fd, &buf);
// 5. Sets a CRTC configuration，这之后就会开始在 crtc0 + connector0 pipeline 上进行以 mode0 输出显示
drmModeSetCrtc(fd, crtc_id, buf.fb_id, 0, 0, &conn_id, 1, &conn->modes[0]);
getchar();
// 6. cleanup
...
return 0;
}
DRM 相关的驱动很复杂，我并不敢班门弄斧，如果大家只是想了解个大概，我觉得上面的文章应该能够满足你们的需求，但是如果你们是专门做LCD的，可以找到一些更优秀的资源给你们。
在阅读原文链接里面是一个专门做显示驱动相关的同学，这个知识星球也是一个读者朋友分享给我的，研究的非常深入，我现在主要是做音频相关，所以这部分是欠缺的，希望这个分享可以帮助到真正有需要的人。
如果不喜欢知识付费的，可以略过，我并不要求每个人都喜欢篮球，每个人都喜欢吃大白菜。
还下载了一个drm开发文档给大家，喜欢的在后台回复「drm」获取链接
