DRM KMS 子系统（2）Framebuffer

1. Framebuffer

• 这是一个标准目标存储了需要显示的内容的信息，信息包括：
  • 内存（显存）用于存储显示内容存区域的引用
  • 内存（显存）中存储的帧的格式
  • 内存（显存）区域中活跃区域（被显示部分的内容）
• Framebuffer实现依赖于：
  • 当前在是使用的内存（显存）管理如GEM或TTM
  • 显示控制器的能力：
    • 支持DMA传输类型（Contiguous Memory or Scatter Gather）
    • 支持IOMMU
• GEM实体的默认实现为使用CMA(Contiguous Memory Allocator)，代码在drivers/gpu/drm/drm_fb_cma_helper.c
• 其他实现通常依赖于显示控制器：
  • 散聚（Scatter Gather）示例 ：drivers/gpu/drm/tegra/
  • IOMMU示例：drivers/gpu/drm/exynos/

2. drm_framebuffer数据结构

#defineDRM_FORMAT_MAX_PLANES4u

pitches/offsets数组大小的4为最大的plane的个数，这里涉及图像格式的知识，如YUV格式的图像，存在多平面如3个平面（Y平面/U平面/V平面）。

• pitches：代表显示控制器中的一行的长度（字节数），通常4字节对齐
• offsets：以字节为单位，从buffer开始到实际像素数据的偏移

3. pixel_format

structdrm_framebuffer{[...]uint32_tpixel_format;/* fourcc format */[...]};

pixel_format描述了内存（显存）buffer的组织方式，使用FOURCC编码格式，支持的格式定义在:include/drm/drm_fourcc.h或<uapi/drm/drm_fourcc.h>中

这些FOURCC编码格式并非一种标准化，因此只在DRM KMS子系统里是有效。

• DRM KMS子系统使用三种图像编码格式：

  • RGB：每个像素都使用一个RGB元组
  • YUV：类似的元组，维度上为Y，U和V组件
  • C8：使用一个转换表来映射一个值到一个RGB元组

• 视频影像中格式多为YUV，它又可细分为多种格式：

  • Packed（紧凑类型）：一块内存（显存）区域存储所有组件（Y,U和V）
    
    紧凑型格式，只使用offsets[0]和pitches[0]

  • Semiplanar（半平面型）：一块内存（显存）区域存储Y组件和另一块存储UV组件
    
    半平面型格式，offsets和pitches均使用前两个数组

  • Planar（多平面型）：每个组件都需要一块内存（显存）区域存储
    
    多平面型格式，offsets和pitches均使用前三个数组

每个内存（显存）区域存储一个帧的组件（Y, U or V）被称作一个plane