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

4.DRM模块组成

<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。

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

Refence