通过前面的文章,我们学习了如何编写一个最基本的 DRM 应用程序。但是,这些程序所使用的接口,在如今的 DRM 架构中其实早已经被标记为 Legacy(过时的) 接口了,而目前 DRM 主要推荐使用的是 Atomic(原子的)接口。让我们进入 Atomic 接口应用程序的介绍。
Property(属性)是 Atomic 操作必须依赖的基本元素。所谓 Property,其实就是把上篇的 legacy 接口传入的参数单独抽出来,做成一个个独立的全局属性。通过设置这些属性参数,即可完成对显示参数的设置。
Property 的结构简单概括主要由3部分组成:name、id 和 value。其中 id 为该 property 在 DRM 框架中全局唯一的标识符。
采用property机制的好处是:
DRM 中的 property 大多以功能进行划分,并且还定义了一组 Standard Properties,这些标准 properties 在任何平台上都会被创建。
下表列出了应用程序开发中,常用的 property:
Property 的类型分为如下几种:
以上类型中需要着重介绍的是 object 和 blob 类型,其它类型看名字就知道什么意思,所以就不做介绍了。
Object 类型的 property,它的值用 drm_mode_object ID来表示。目前的 DRM 架构中仅用到 2 个 Object Property,它们分别是 "FB_ID" 和 "CRTC_ID" ,它们的 property 值分别表示 framebuffer object ID 和 crtc object ID。
Blob 类型的 property,它的值用 blob object ID 来表示。所谓 blob,说白了就是一个自定义长度的内存块,用来存放自定义的结构体数据。典型的 Blob Property,如 "MODE_ID" ,它的值为 blob object ID,drm 驱动可以根据该 ID 找到对应的 drm_property_blob 结构体,该结构体中存放着 modeinfo 的相关信息。
DRM 的 Property,其实有点类似于 kernel 中的 sysfs 属性节点。DRM 驱动将 kernel 层的重要参数通过 property 机制导出给上层,使得上层应用可以采用统一的接口形式来修改 property 的值,从而实现参数的传递,而无需新增额外的 IOCTL 接口。
上面我们学习了 Property 的基本概念及作用,现在一起来学习如何操作这些 Property,即 libdrm Atomic 接口的用法。
为什么叫“Atomic Commit”?
初学者第一次接触到 DRM 时,总会好奇当初开发者为什么要起 Atomic 这个名字。Wiki 上关于该名词有较详细的解释,如果大家感兴趣可以点击链接查看。我这里用白话简单概括就是:本次 commit 操作,要么成功,要么保持原来的状态不变。即如果中途操作失败了,那些已经生效的配置需要恢复成之前的状态,就像没发生过 commit 操作似的,这就是 Atomic 的含义。
而用 Commit 一词,是因为本次操作可能会修改到多个参数,等修改好这些参数后,再一次性发起操作请求,有点类似与填表后“提交”材料的意思。
如何操作 property?
在上一篇我们了解了 property 的基本组成结构,即 name、id 和 value。因此操作 property 就变得非常简单,通过 name 来获取 property,通过 id 来操作 property,通过 value 来修改 property 的值。而完成这些操作的应用接口,就是 libdrm 提供的 Atomic 接口。
需要记住一点,在libdrm中,所有的操作都是以Object ID来进行访问的,因此要操作property,首先需要获取该property的Object ID。
伪代码:
int main(void)
{
...
drmSetClientCap(DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC);
drmModeObjectGetProperties(...);
drmModeGetProperty(property_id)
...
drmModeAtomicAlloc();
drmModeAtomicAddProperty(..., property_id, property_value);
drmModeAtomicCommit(...);
drmModeAtomicFree();
...
}
首先通过 drmModeGetProperty() 来获取 property 的相关信息,然后通过 drmModeAtomicAddProperty() 来修改 property 的值,最后通过 drmModeAtomicCommit() 来发起真正的修改请求。
为什么要设置 DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC ?
凡是被 DRM_MODE_PROP_ATOMIC 修饰过的 property,只有在 drm 应用程序支持 Atomic 操作时才可见,否则该 property 对应用程序不可见。因此通过设置 DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC 这个 flag,来告知 DRM 驱动该应用程序支持 Atomic 操作。
基于之前的 plane-test 的参考代码,我们使用 Atomic 接口来替代原来的 drmModeSetCrtc() 接口,从而通过差异对比来学些 Atomic 接口的操作。
#define _GNU_SOURCE
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <xf86drm.h>
#include <xf86drmMode.h>
struct buffer_object {
uint32_t width;
uint32_t height;
uint32_t pitch;
uint32_t handle;
uint32_t size;
uint8_t *vaddr;
uint32_t fb_id;
};
struct buffer_object buf;
static int modeset_create_fb(int fd, struct buffer_object *bo)
{
struct drm_mode_create_dumb create = {};
struct drm_mode_map_dumb map = {};
create.width = bo->width;
create.height = bo->height;
create.bpp = 32;
drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &create);
bo->pitch = create.pitch;
bo->size = create.size;
bo->handle = create.handle;
drmModeAddFB(fd, bo->width, bo->height, 24, 32, bo->pitch,
bo->handle, &bo->fb_id);
map.handle = create.handle;
drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB, &map);
bo->vaddr = mmap(0, create.size, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, map.offset);
memset(bo->vaddr, 0xff, bo->size);
return 0;
}
static void modeset_destroy_fb(int fd, struct buffer_object *bo)
{
struct drm_mode_destroy_dumb destroy = {};
drmModeRmFB(fd, bo->fb_id);
munmap(bo->vaddr, bo->size);
destroy.handle = bo->handle;
drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_DESTROY_DUMB, &destroy);
}
static uint32_t get_property_id(int fd, drmModeObjectProperties *props,
const char *name)
{
drmModePropertyPtr property;
uint32_t i, id = 0;
/* find property according to the name */
for (i = 0; i < props->count_props; i++) {
property = drmModeGetProperty(fd, props->props[i]);
if (!strcmp(property->name, name))
id = property->prop_id;
drmModeFreeProperty(property);
if (id)
break;
}
return id;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
drmModeConnector *conn;
drmModeRes *res;
drmModePlaneRes *plane_res;
drmModeObjectProperties *props;
drmModeAtomicReq *req;
uint32_t conn_id;
uint32_t crtc_id;
uint32_t plane_id;
uint32_t blob_id;
uint32_t property_crtc_id;
uint32_t property_mode_id;
uint32_t property_active;
fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR | O_CLOEXEC);
res = drmModeGetResources(fd);
crtc_id = res->crtcs[0];
conn_id = res->connectors[0];
drmSetClientCap(fd, DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES, 1);
plane_res = drmModeGetPlaneResources(fd);
plane_id = plane_res->planes[0];
conn = drmModeGetConnector(fd, conn_id);
buf.width = conn->modes[0].hdisplay;
buf.height = conn->modes[0].vdisplay;
modeset_create_fb(fd, &buf);
drmSetClientCap(fd, DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC, 1);
/* get connector properties */
props = drmModeObjectGetProperties(fd, conn_id, DRM_MODE_OBJECT_CONNECTOR);
property_crtc_id = get_property_id(fd, props, "CRTC_ID");
drmModeFreeObjectProperties(props);
/* get crtc properties */
props = drmModeObjectGetProperties(fd, crtc_id, DRM_MODE_OBJECT_CRTC);
property_active = get_property_id(fd, props, "ACTIVE");
property_mode_id = get_property_id(fd, props, "MODE_ID");
drmModeFreeObjectProperties(props);
/* create blob to store current mode, and retun the blob id */
drmModeCreatePropertyBlob(fd, &conn->modes[0],
sizeof(conn->modes[0]), &blob_id);
/* start modeseting */
req = drmModeAtomicAlloc();
drmModeAtomicAddProperty(req, crtc_id, property_active, 1);
drmModeAtomicAddProperty(req, crtc_id, property_mode_id, blob_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, conn_id, property_crtc_id, crtc_id);
drmModeAtomicCommit(fd, req, DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET, NULL);
drmModeAtomicFree(req);
printf("drmModeAtomicCommit SetCrtc\n");
getchar();
drmModeSetPlane(fd, plane_id, crtc_id, buf.fb_id, 0,
50, 50, 320, 320,
0, 0, 320 << 16, 320 << 16);
printf("drmModeSetPlane\n");
getchar();
modeset_destroy_fb(fd, &buf);
drmModeFreeConnector(conn);
drmModeFreePlaneResources(plane_res);
drmModeFreeResources(res);
close(fd);
return 0;
}
通过上面的代码我们可以看出,原来的 drmModeSetCrtc(crtc_id, fb_id, conn_id, &mode) 被下面这部分代码取代了:
req = drmModeAtomicAlloc();
drmModeAtomicAddProperty(req, crtc_id, property_active, 1);
drmModeAtomicAddProperty(req, crtc_id, property_mode_id, blob_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, conn_id, property_crtc_id, crtc_id);
drmModeAtomicCommit(fd, req, DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET, NULL);
drmModeAtomicFree(req);
虽然代码量增加了,但是应用程序的灵活性和可扩展性也增强了。
由于以上代码没有添加对 fb_id 的操作,因此它的作用只是初始化 CRTC/ENCODER/CONNECTOR 硬件,以及建立硬件链路的连接关系,并不会显示 framebuffer 的内容,即保持黑屏状态。framebuffer 的显示将由后面的 drmModeSetPlane() 操作来完成。
运行结果:
注意:程序运行之前,请确保没有其它应用或服务占用/dev/dri/card0节点,否则将出现 Permission Denied 错误。
描述:
上面我们学习了如何通过 libdrm 的 atomic 接口实现 modeseting 的操作。这里我们一起来学习如何通过 atomic 接口实现 drmModeSetPlane() 相同的操作。
plane update的atomic操作如下:
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_id, crtc_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_fb_id, fb_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_x, crtc_x);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_y, crtc_y);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_w, crtc_w);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_h, crtc_h);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_x, src_x);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_y, src_y);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_w, src_w << 16);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_h, src_h << 16);
drmModeAtomicCommit(fd, req, flags, NULL);
以上各项参数与 drmModeSetPlane() 的参数一一对应:
drmModeSetPlane(fd, plane_id, crtc_id, fb_id, flags,
crtc_x, crtc_y, crtc_w, crtc_h,
src_x << 16, src_y << 16, src_w << 16, src_h << 16)
其中,参数 flags 可以是如下值的组合:
当然,flags 参数为0也是可以的。
drmModeAtomicCommit() 与 drmModeSetPlane() 对比,具有如下优势:
基于上面 atomic-crtc 程序,我们使用 atomic 接口替换 drmModeSetPlane() 函数,具体如下:
#define _GNU_SOURCE
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <xf86drm.h>
#include <xf86drmMode.h>
struct buffer_object {
uint32_t width;
uint32_t height;
uint32_t pitch;
uint32_t handle;
uint32_t size;
uint8_t *vaddr;
uint32_t fb_id;
};
struct buffer_object buf;
static int modeset_create_fb(int fd, struct buffer_object *bo)
{
struct drm_mode_create_dumb create = {};
struct drm_mode_map_dumb map = {};
create.width = bo->width;
create.height = bo->height;
create.bpp = 32;
drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &create);
bo->pitch = create.pitch;
bo->size = create.size;
bo->handle = create.handle;
drmModeAddFB(fd, bo->width, bo->height, 24, 32, bo->pitch,
bo->handle, &bo->fb_id);
map.handle = create.handle;
drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB, &map);
bo->vaddr = mmap(0, create.size, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, map.offset);
memset(bo->vaddr, 0xff, bo->size);
return 0;
}
static void modeset_destroy_fb(int fd, struct buffer_object *bo)
{
struct drm_mode_destroy_dumb destroy = {};
drmModeRmFB(fd, bo->fb_id);
munmap(bo->vaddr, bo->size);
destroy.handle = bo->handle;
drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_MODE_DESTROY_DUMB, &destroy);
}
static uint32_t get_property_id(int fd, drmModeObjectProperties *props,
const char *name)
{
drmModePropertyPtr property;
uint32_t i, id = 0;
for (i = 0; i < props->count_props; i++) {
property = drmModeGetProperty(fd, props->props[i]);
if (!strcmp(property->name, name))
id = property->prop_id;
drmModeFreeProperty(property);
if (id)
break;
}
return id;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
drmModeConnector *conn;
drmModeRes *res;
drmModePlaneRes *plane_res;
drmModeObjectProperties *props;
drmModeAtomicReq *req;
uint32_t conn_id;
uint32_t crtc_id;
uint32_t plane_id;
uint32_t blob_id;
uint32_t property_crtc_id;
uint32_t property_mode_id;
uint32_t property_active;
uint32_t property_fb_id;
uint32_t property_crtc_x;
uint32_t property_crtc_y;
uint32_t property_crtc_w;
uint32_t property_crtc_h;
uint32_t property_src_x;
uint32_t property_src_y;
uint32_t property_src_w;
uint32_t property_src_h;
fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR | O_CLOEXEC);
res = drmModeGetResources(fd);
crtc_id = res->crtcs[0];
conn_id = res->connectors[0];
drmSetClientCap(fd, DRM_CLIENT_CAP_UNIVERSAL_PLANES, 1);
plane_res = drmModeGetPlaneResources(fd);
plane_id = plane_res->planes[0];
conn = drmModeGetConnector(fd, conn_id);
buf.width = conn->modes[0].hdisplay;
buf.height = conn->modes[0].vdisplay;
modeset_create_fb(fd, &buf);
drmSetClientCap(fd, DRM_CLIENT_CAP_ATOMIC, 1);
props = drmModeObjectGetProperties(fd, conn_id, DRM_MODE_OBJECT_CONNECTOR);
property_crtc_id = get_property_id(fd, props, "CRTC_ID");
drmModeFreeObjectProperties(props);
props = drmModeObjectGetProperties(fd, crtc_id, DRM_MODE_OBJECT_CRTC);
property_active = get_property_id(fd, props, "ACTIVE");
property_mode_id = get_property_id(fd, props, "MODE_ID");
drmModeFreeObjectProperties(props);
drmModeCreatePropertyBlob(fd, &conn->modes[0],
sizeof(conn->modes[0]), &blob_id);
req = drmModeAtomicAlloc();
drmModeAtomicAddProperty(req, crtc_id, property_active, 1);
drmModeAtomicAddProperty(req, crtc_id, property_mode_id, blob_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, conn_id, property_crtc_id, crtc_id);
drmModeAtomicCommit(fd, req, DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET, NULL);
drmModeAtomicFree(req);
printf("drmModeAtomicCommit SetCrtc\n");
getchar();
/* get plane properties */
props = drmModeObjectGetProperties(fd, plane_id, DRM_MODE_OBJECT_PLANE);
property_crtc_id = get_property_id(fd, props, "CRTC_ID");
property_fb_id = get_property_id(fd, props, "FB_ID");
property_crtc_x = get_property_id(fd, props, "CRTC_X");
property_crtc_y = get_property_id(fd, props, "CRTC_Y");
property_crtc_w = get_property_id(fd, props, "CRTC_W");
property_crtc_h = get_property_id(fd, props, "CRTC_H");
property_src_x = get_property_id(fd, props, "SRC_X");
property_src_y = get_property_id(fd, props, "SRC_Y");
property_src_w = get_property_id(fd, props, "SRC_W");
property_src_h = get_property_id(fd, props, "SRC_H");
drmModeFreeObjectProperties(props);
/* atomic plane update */
req = drmModeAtomicAlloc();
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_id, crtc_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_fb_id, buf.fb_id);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_x, 50);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_y, 50);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_w, 320);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_crtc_h, 320);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_x, 0);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_y, 0);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_w, 320 << 16);
drmModeAtomicAddProperty(req, plane_id, property_src_h, 320 << 16);
drmModeAtomicCommit(fd, req, 0, NULL);
drmModeAtomicFree(req);
printf("drmModeAtomicCommit SetPlane\n");
getchar();
modeset_destroy_fb(fd, &buf);
drmModeFreeConnector(conn);
drmModeFreePlaneResources(plane_res);
drmModeFreeResources(res);
close(fd);
return 0;
}
提示:
运行结果:
注意:程序运行之前,请确保没有其它应用或服务占用/dev/dri/card0节点,否则将出现 Permission Denied 错误。
描述:
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