STM32MP157A驱动开发 | 04 - Linux DRM显示驱动框架

Posted 2022-08-25 Mculover666

Linux中主流的显示框架有两种：DRM框架和FB框架。

• DRM框架：Direct Rendering Module，可以统一管理GPU显示
• FB框架：Frame Buffer，不能处理基于3D加速的GPU显卡

一、DRM框架简介

1. 整体架构

DRM框架包含两部分：DRM core和DRM driver。

DRM core提供了一个基本的框架，DRM driver可以注册进DRM框架，同时为用户空间提供一组ioctl。

libdrm对底层接口（DRM driver提供的ioctl）进行封装，向上层提供统一的API接口。

DRM driver包含了GEM模块和KMS模块。

2. DRM driver

• GEM：Graphics Execution Manager，图形执行管理器，是一个内存管理器，主要负责内存的分配与释放，可以调用GPU
• DUMB：是一个dumb缓冲区，负责一些简单的buffer显示，可以通过CPU直接渲染
• KMS：Kernel Mode Setting，内核显示模式设置，主要负责显示的控制，包括屏幕分辨率、屏幕刷新率、颜色深度等
• CRTC：显示控制器，在DRM里有多个显存，可以通过操作CRTC来控制要显示的那个显存
• Encoder：负责从CRTC里输出的timing时序转换成外部设备所需要的信号的模块，也负责控制LCD的显示
• Connector：连接物理显示设备的连接器，比如DSI、HDMI等
• Plane：负责获取显存，再输出到CRTC里
• FB：帧缓冲，能够显示图层的buffer

3. GEM和KMS如何连接显示器

二、ST官方的DRM驱动框架

DRM驱动的核心是drm_driver结构体。

1. ltdc设备树描述

在stm32mp1芯片级通用描述文件中：

2. ltdc驱动

通过兼容性找到ltdc驱动为：drivers/gpu/drm/stm/drv.c，绑定文档为：Documentation/devicetree/bindings/display/st,stm32-ltdc.yaml。

可以看到，这是一个标准的platform驱动，当设备和驱动匹配以后，probe函数就会执行。

重点看一下drv_load函数：

其中最核心的是ltdc_load函数，其中通过drm_pannel结构体来获取屏幕参数。

3. drm_panel结构体

drm_panel结构体定义在include/drm/drm_bridge.h：

/**
 * struct drm_panel - DRM panel object
 */
struct drm_panel 
	/**
	 * @dev:
	 *
	 * Parent device of the panel.
	 */
	struct device *dev;

	/**
	 * @backlight:
	 *
	 * Backlight device, used to turn on backlight after the call
	 * to enable(), and to turn off backlight before the call to
	 * disable().
	 * backlight is set by drm_panel_of_backlight() and drivers
	 * shall not assign it.
	 */
	struct backlight_device *backlight;

	/**
	 * @funcs:
	 *
	 * Operations that can be performed on the panel.
	 */
	const struct drm_panel_funcs *funcs;

	/**
	 * @connector_type:
	 *
	 * Type of the panel as a DRM_MODE_CONNECTOR_* value. This is used to
	 * initialise the drm_connector corresponding to the panel with the
	 * correct connector type.
	 */
	int connector_type;

	/**
	 * @list:
	 *
	 * Panel entry in registry.
	 */
	struct list_head list;
;

三、RGB LCD屏幕驱动

在文件drivers/gpu/drm/panel/panel-simple.c中，可以是标准的platorm驱动：

匹配表如下：

匹配表中给出了兼容性和对应的屏幕参数数据，比如"ampire,am-1280800n3tzqw-t00h"这块屏幕，对应的屏幕参数如下：

四、内核配置——使能DRM

-> Device Drivers
	-> Graphics support
	[*] Direct Rendering Manager (XFree86 4.1.0 and higher DRI support)
	[*] DRM Support for STMicroelectronics SoC Series
	-> Display Panels
	[*] support for simple panels
	-> Backlight & LCD device support
	[*] Generic GPIO based Backlight Driver