Linux drm显示系统的两种方案

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

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;

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。

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   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#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。