DRM應用程式進階（atomic-plane）

前言

在上一篇《DRM應用程式進階（atomic-crtc）》文章中，我們學習了如何通過libdrm的atomic接口實作modeseting的操作。本篇，我們将一起來學習如何通過atomic接口，來實作

drmModeSetPlane()

相同的操作。

Atomic Commit

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);

以上各項參數與drmModeSetPlane() 的參數一一對應：

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，參數 flags 可以是如下值的組合：

DRM_MODE_PAGE_FLIP_EVENT : 請求底層驅動發送PAGE_FLIP事件，上層應用需要調用 drmHandleEvent() 來接收并處理相應事件，詳見《最簡單的DRM應用程式（page-flip）》。
DRM_MODE_ATOMIC_TEST_ONLY : 僅用于試探本次commit操作是否能成功，不會操作真正的硬體寄存器。不能和 DRM_MODE_PAGE_FLIP_EVENT 同時使用。
DRM_MODE_ATOMIC_NONBLOCK : 允許本次commit操作異步執行，即無需等待上一次commit操作徹底執行完成，就可以發起本次操作。drmModeAtomicCommit() 預設以BLOCK（同步）方式執行。
DRM_MODE_ATOMIC_ALLOW_MODESET : 告訴底層驅動，本次commit操作修改到了modeseting相關的參數，需要執行一次full modeset動作。

當然，flags 參數為0也是可以的。

drmModeAtomicCommit() 與 drmModeSetPlane() 對比，具有如下優勢：

drmModeAtomicCommit	drmModeSetPlane
支援異步調用	隻能同步調用
一次調用可以更新多個plane	每次調用隻能更新1個plane
支援test功能，提前預知調用結果	不支援

Property Commit

如果你從事過Android底層開發，你會發現在Android external/libdrm 的某些release分支上，會多出

drmModePropertySetAdd()

、

drmModePropertySetCommit()

等這類函數接口，而在libdrm的社群主線倉庫mesa/drm中，其實是找不到這樣的接口的。該接口最初由Ville Syrjälä 和 Sean Paul于2012年送出到libdrm的一個臨時分支上，後來又被cherry-pick到Android的libdrm倉庫中，點此連結檢視送出記錄。

僞代碼

pset = drmModePropertySetAlloc();
drmModePropertySetAdd(pset, object_id, property_id, property_value);
drmModePropertySetCommit(fd, flags, data, pset);
drmModePropertySetFree(pset);

由于這些接口的用法同主線中的Atomic接口大同小異，是以不做較長的描述。

參考代碼

基于上一篇 modeset-atomic-crtc 程式，我們使用atomic接口替換 drmModeSetPlane() 函數，具體如下：

modeset-atomic-plane.c

#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：

上面的兩次 drmModeAtomicCommit() 操作可以合并成一次；

無需頻繁調用 drmModeAtomicAlloc() 、drmModeAtomicFree() ，可以在第一次commit之前Alloc，在最後一次commit之後free，也沒問題；

plane update操作時，可以隻add發生變化的property，其它未發生變化的properties即使沒有被add，在commit時底層驅動仍然會取上一次的值來配置硬體寄存器。

運作結果

以上代碼運作的效果如下（模拟效果）：

DRM應用程式進階（atomic-plane）

注意：程式運作之前，請確定沒有其它應用或服務占用/dev/dri/card0節點，否則将出現 Permission Denied 錯誤。

描述：

程式運作後，螢幕顯示黑色，終端列印“drmModeAtomicCommit SetCrtc”資訊，表明目前已經初始化好CRTC/ENCODER/CONNECTOR硬體；
輸入回車後，螢幕顯示framebuffer的crop區域，同時終端列印“drmModeAtomicCommit SetPlane”；
再次輸入回車，顯示黑屏，程式退出

源碼下載下傳

modeset-atomic-plane

參考資料

Android libdrm: atomictest.c

Google Chrome: drm-tests/atomictest.c

libdrm mainline: mesa/drm

文章彙總： DRM (Direct Rendering Manager) 學習簡介

DRM應用程式進階（atomic-plane）

前言

Atomic Commit

Property Commit

參考代碼

運作結果

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