SDV Media: Displays verwalten

SDV Media stellt OEM-Apps mit der Linux DRM API verfügbare Displays zur Verfügung.

Abbildung 1 : Interaktion zwischen DRM-Komponenten

• Ein Framebuffer ist eine Quelle für Pixeldaten, die von einem extern zugewiesenen Speicherpuffer unterstützt wird.

• Eine Ebene ist eine Bildquelle, die von CRTC verwendet wird. Sie ist mit einem Framebuffer verknüpft und kann eine zugeschnittene Ansicht des Framebuffers darstellen.

• CRTC steht für eine allgemeine Display-Pipeline. Sie kann mehrere Ebenen kombinieren, um die endgültige Videoausgabe zu erstellen, und die Ausgabe an mehrere Encoder senden.

• Ein Encoder wandelt die Videoausgabe von CRTC in ein Format um, das für einen bestimmten Connector geeignet ist.

• Ein Connector stellt einen verfügbaren Display-Connector dar. Beispiel: ein HDMI-Anschluss.

Weitere Informationen finden Sie unter:

• libdrm drm-kms man page
• Linux-Kernel-Dokumentation

API-Oberfläche

SDV Media bietet die Linux DRM-Schnittstellen. Sie können zwar direkt mit dem ioctl-Systemaufruf verwendet werden, für die Anwendungsentwicklung wird jedoch die Verwendung einer Userspace-Hilfsbibliothek empfohlen. Beispiel:

• drm-rs Crate für Rust (empfohlen)
• libdrm für C/C++. drm-kms man page bietet einen umfassenden Überblick über die APIs und ihre Verwendung.

Rendering auf einem einzelnen Display einrichten

1. Öffnen Sie ein DRM-Gerät (/dev/dri/card*) und verwenden Sie Linux DRM APIs, z. B. über libdrm, auf dem zugehörigen Dateideskriptor, um das Display und den Modus auszuwählen.

   Normalerweise stellt das Hostsystem nur ein einzelnes virtuelles GPU-Gerät zur Verfügung, das als /dev/dri/card0 angezeigt wird.

2. Weisen Sie mit der Linux DRM API Front- und Back-Buffer zu.

   Wir empfehlen, minigbm's gbm_bo_create() zu verwenden und den DMA-BUF-Dateideskriptor mit gbm_bo_get_fd() abzurufen.

3. Erstellen Sie GL-Framebuffer, die von den zugewiesenen Buffern unterstützt werden.

   1. Erstellen Sie mit eglCreateImageKHR und EGL_LINUX_DMA_BUF_EXT (aus EGL_EXT_image_dma_buf_import Erweiterung) ein EGLImage aus dem DRM-Buffer.

   2. Erstellen Sie eine GL-Textur und legen Sie mit glEGLImageTargetTexture2DOES (aus GL_OES_EGL_image Erweiterung) den Speicher der Textur auf das EGLImage aus dem vorherigen Schritt fest.

   3. Erstellen Sie einen GL-Framebuffer und legen Sie mit glFramebufferTexture2D die unterstützende Textur auf die im vorherigen Schritt erstellte Textur fest.

4. So rendern Sie einen Frame:

   1. Binden Sie einen der erstellten GL-Framebuffer.

   2. Zeichnen Sie einen Frame mit den üblichen GLES APIs.

   3. Zeigen Sie den Frame auf einem Bildschirm an: Senden Sie mit der Linux DRM API (drmModeAtomicCommit()) ein DRM_MODE_PAGE_FLIP_EVENT mit dem DMA-BUF-Dateideskriptor, der vom gebundenen GL-Framebuffer verwendet wird.

Videoausgabe aus mehreren Ebenen zusammensetzen

Für die hardwarebeschleunigte mehrschichtige (Multi-Plane-)Komposition muss das Hostsystem jede Ebene als separaten DRM-Connector (virtuelles Display) zur Verfügung stellen und sie dem richtigen Hardwarestandort bzw. der richtigen Pipeline zuordnen.

Weitere Informationen finden Sie unter Rendering auf mehreren Displays einrichten.

Rendering auf mehreren Displays einrichten

1. Öffnen Sie das DRM-Gerät /dev/dri/card* wie im Ablauf für ein einzelnes Display.

2. Listen Sie die verfügbaren Display-Connectors auf.

   Jedes Display wird als separater DRM-Connector des DRM-Geräts zur Verfügung gestellt.

3. Für jeden Display-Connector:

   1. Wählen Sie eine CRTC aus, die mit dem Connector kompatibel ist. Jeder Connector hat eine Liste der verfügbaren Encoder und jeder Encoder gibt an, mit welchen CRTCs er verwendet werden kann. Es gibt immer mindestens eine kompatible CRTC.

      1. Wählen Sie eine Ebene aus, die mit der CRTC kompatibel ist.

      2. Erstellen Sie DRM-Framebuffer, die von GPU-Buffern unterstützt werden. Dieser Vorgang ist derselbe wie bei der Variante mit einem einzelnen Display.

      3. Verbinden Sie Ebene, CRTC und Connector und legen Sie den Videomodus auf der CRTC fest.

         Sie können den Modus mehrerer Displays gleichzeitig festlegen, indem Sie die Atomic API verwenden, um die folgenden DRM-Attribute für jeden Connector, jede CRTC und jede Ebene festzulegen.

   Vollständige Liste der erforderlichen Attribute:

   Ziel	Attribut	Typ	Beschreibung
   Connector	CRTC_ID	CRTC-ID	ID der CRTC, die dem Connector zugewiesen werden soll
   CRTC	MODE_ID	Blob-ID	ID eines Attribut-Blobs, das mit drmModeCreatePropertyBlob erstellt wurde und die drmModeModeInfo-Struktur des ausgewählten Videomodus enthält
   CRTC	ACTIVE	Boolesch	true, um die CRTC als aktiv zu markieren
   Ebene	FB_ID	Framebuffer-ID	ID des DRM-Framebuffers, der auf dem Bildschirm angezeigt werden soll
   Ebene	SRC_X	Pixel	X-Koordinate des Quellbildrechtecks des Framebuffers
   Ebene	SRC_Y	Pixel	Y-Koordinate des Quellbildrechtecks des Framebuffers
   Ebene	SRC_W	16.16-Festpunkt	Breite des Quellbildrechtecks des Framebuffers (Pixel um 16 Bit nach links verschoben)
   Ebene	SRC_H	16.16-Festpunkt	Höhe des Quellbildrechtecks des Framebuffers (Pixel um 16 Bit nach links verschoben)
   Ebene	CRTC_X	Pixel	X-Koordinate des Zielbildrechtecks der CRTC
   Ebene	CRTC_Y	Pixel	Y-Koordinate des Zielbildrechtecks der CRTC
   Ebene	CRTC_W	Pixel	Breite des Zielbildrechtecks der CRTC
   Ebene	CRTC_H	Pixel	Höhe des Zielbildrechtecks der CRTC

4. Geben Sie die Rendering-Schleife ein:

   1. Warten Sie auf das Seitenwechselereignis auf einer CRTC, bevor Sie den nächsten Frame rendern.

   2. Rendern Sie einen Frame und zeigen Sie ihn auf dem Bildschirm an, indem Sie einen Seitenwechsel für die angegebene CRTC + den angegebenen Framebuffer planen.