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Android显示系统和DRM驱动框架简介
SM7250(高通5G)平台LCD bringup DRM#xff08;Direct Rendering Manager#xff09; 是 Linux 内核中的一个子系统#xff0c;主要用于管理和控制现代显卡的图形显示功能。它为用户空间的图形应用程序…Android显示系统和DRM驱动框架简介Android显示系统和DRM驱动框架简介SM7250(高通5G)平台LCD bringupDRMDirect Rendering Manager是 Linux 内核中的一个子系统主要用于管理和控制现代显卡的图形显示功能。它为用户空间的图形应用程序提供直接访问图形硬件的接口从而实现高效的 2D 和 3D 渲染以及视频输出。DRM 负责处理 GPU 和显示输出设备的管理并与内核的其他子系统如 KMS 和 GEM配合工作以实现更高效的图形处理。DRM 的核心组成部分KMSKernel Mode SettingKMS 是 DRM 的一部分负责设置显示设备的分辨率、刷新率、色深等。KMS 控制显示设备的资源管理比如帧缓冲Framebuffer的分配和切换。GEMGraphics Execution ManagerGEM 是用于管理 GPU 内存的 DRM 子系统负责缓冲区分配、映射和 GPU 任务调度。Buffer ManagementDRM 框架中使用缓冲区Buffer来存储图形数据如帧缓冲区用于向显示设备提供图像。DRM Driver每个支持 DRM 的显卡厂商都会提供相应的 DRM 驱动来对接用户空间和内核空间的图形操作。例如Intel、AMD、NVIDIA 提供了各自的 DRM 驱动程序。DRM 操作流程初始化显卡资源和缓冲区。设置显示模式分辨率、刷新率等。渲染图像并将其传输到缓冲区。将缓冲区内容传递到显示设备进行显示。9月27更新看了一下tinydrm直接也有st7735的驱动。好这次一并拿下。DRM的示例程序#include stdio.h #include stdlib.h #include fcntl.h #include unistd.h #include sys/ioctl.h #include xf86drm.h #include xf86drmMode.h #include sys/mman.h #include string.h int main() { int drm_fd open(/dev/dri/card0, O_RDWR | O_CLOEXEC); if (drm_fd 0) { perror(Cannot open /dev/dri/card0); exit(1); } // 获取资源 drmModeRes *resources drmModeGetResources(drm_fd); if (!resources) { perror(drmModeGetResources failed); close(drm_fd); exit(1); } // 查找连接器 drmModeConnector *connector NULL; for (int i 0; i resources-count_connectors; i) { connector drmModeGetConnector(drm_fd, resources-connectors[i]); if (connector-connection DRM_MODE_CONNECTED) { break; } drmModeFreeConnector(connector); connector NULL; } if (!connector) { perror(No connected connector found); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); exit(1); } // 查找第一个支持的模式 drmModeModeInfo mode connector-modes[0]; // 获取显示控制器 (CRTC) drmModeCrtc *crtc drmModeGetCrtc(drm_fd, resources-crtcs[0]); // 创建帧缓冲 uint32_t fb; int width mode.hdisplay; int height mode.vdisplay; int stride width * 4; // 4 bytes per pixel (32-bit color) int size stride * height; uint32_t handles[4] {0}, pitches[4] {0}, offsets[4] {0}; handles[0] 0; pitches[0] stride; offsets[0] 0; // 使用 Dumb Buffer 创建 Framebuffer struct drm_mode_create_dumb create_dumb {}; create_dumb.width width; create_dumb.height height; create_dumb.bpp 32; if (ioctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, create_dumb) 0) { perror(DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB failed); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); exit(1); } handles[0] create_dumb.handle; pitches[0] create_dumb.pitch; // 分配 framebuffer if (drmModeAddFB(drm_fd, width, height, 24, 32, pitches[0], handles[0], fb) 0) { perror(drmModeAddFB failed); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); exit(1); } // 映射 framebuffer 到内存 struct drm_mode_map_dumb map_dumb {}; map_dumb.handle create_dumb.handle; if (ioctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB, map_dumb) 0) { perror(DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB failed); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); exit(1); } void *fb_ptr mmap(0, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, drm_fd, map_dumb.offset); if (fb_ptr MAP_FAILED) { perror(mmap failed); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); exit(1); } // 将 framebuffer 清空全黑 memset(fb_ptr, 0, size); // 设置 CRTC 并显示 framebuffer if (drmModeSetCrtc(drm_fd, crtc-crtc_id, fb, 0, 0, connector-connector_id, 1, mode) 0) { perror(drmModeSetCrtc failed); munmap(fb_ptr, size); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); exit(1); } printf(Framebuffer set to %dx%d\n, width, height); // 等待5秒后退出 sleep(5); // 清理 munmap(fb_ptr, size); drmModeRmFB(drm_fd, fb); drmModeFreeCrtc(crtc); drmModeFreeConnector(connector); drmModeFreeResources(resources); close(drm_fd); return 0; }学习 DRM (Direct Rendering Manager) 是理解 Linux 系统中的显示管理和 GPU 驱动开发的关键部分。以下是在树莓派系统上学习 DRM 的步骤和建议### 1. **准备开发环境**- 使用最新的树莓派 OS确保你有一个 Raspberry Pi 4 或者更高版本如 Raspberry Pi 5它们的 GPU 支持更好。- 安装开发工具bashsudo apt updatesudo apt install build-essential git libdrm-dev linux-headers-$(uname -r)- 获取 Linux 内核源码bashgit clone https://github.com/raspberrypi/linux.gitcd linux### 2. **阅读 DRM 源码**- 在 Linux 内核的 drivers/gpu/drm/ 目录下有 DRM 驱动的核心代码建议从 drm_drv.c, drm_fb_helper.c, 和 drm_mode_config.c 开始阅读理解 DRM 驱动框架的基本工作方式。### 3. **从简单的 DRM 示例程序开始**- 先从编写简单的用户空间应用程序开始使用 libdrm 与 DRM 内核接口进行交互。可以参考 libdrm 的文档以及一些简单的 DRM 例子程序如- [DRM Simple Test](https://github.com/dvdhrm/docs/blob/master/drm-howto/modeset.c)- 使用 kmscube 工具来展示 DRM 驱动的基本功能。bashsudo apt install kmscubekmscube### 4. **理解 Framebuffer 和 KMS**- 树莓派系统在使用 DRM 时往往会涉及到 KMS (Kernel Mode Setting)它管理模式设置如分辨率、刷新率等和图形输出。可以通过 /dev/dri/card0 设备文件进行访问。- 学习如何使用 Framebuffer (/dev/fb0) 与 DRM 进行结合操作。### 5. **修改或编写 DRM 驱动**- 如果希望深入学习可以尝试修改树莓派的 DRM 驱动或编写自定义驱动程序。树莓派的 DRM 驱动位于 drivers/gpu/drm/vc4/对于 VideoCore GPU。- 阅读 [树莓派 DRM 驱动开发文档](https://www.raspberrypi.org/documentation/computers/linux_kernel.html) 或相关的驱动开发指南。### 6. **调试和日志输出**- DRM 提供了丰富的调试支持使用 dmesg 命令查看内核日志可以找到 DRM 相关的输出。你可以在模块加载时启用更详细的日志bashsudo modprobe drm debug0x1ffdmesg | grep drm### 7. **学习资源**- Linux DRM 文档Documentation/gpu/drm-kms.rst内核源码中。- [DRM kernel documentation](https://drm.pages.freedesktop.org/doc/): Freedesktop 的 DRM 官方文档。- [DRM and KMS Overview](https://www.collabora.com/news-and-blog/blog/2021/10/14/drm-kms-introduction-part-1/)Collabora 的 DRM/KMS 概述。通过从用户空间程序入手逐步深入到内核驱动层面是学习 DRM 在树莓派上的一个有效途径。待补充