MTK Linux DRM分析（一）- DRM简介 - 详解

Linux的DRM（Direct Rendering Manager）驱动是内核中管理图形硬件的核心子系统，旨在支持现代显卡的复杂功能（如3D渲染、多图层合成和硬件加速），同时解决传统FB（Framebuffer）架构的局限性（如资源冲突和功能单一）。其核心设计如下：

⚙️ 1. ​​基本架构与组件​​

DRM框架分为两部分：

• ​​KMS（Kernel Mode Setting）​​

  负责显示输出控制，通过硬件抽象组件实现：

  • ​​CRTC​​：扫描帧缓冲并生成时序信号（如分辨率、刷新率）。

  • ​​Plane​​：管理图层合成（主图层/视频图层/光标），帮助多层级叠加。

  • ​​Encoder​​：将CRTC信号转换为物理接口协议（如HDMI、DSI）。

  • ​​Connector​​：抽象物理接口（如HDMI端口），检测设备连接状态和EDID信息。

• GEM（Graphics Execution Manager）​​

  管理显存资源：

  • 分配/释放显存（如通过DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB创建缓冲区）。

  • 支持缓冲区共享（如PRIME机制）和同步（fence机制）。

2. ​​用户空间交互​​

• ​​libdrm库​​：封装内核IOCTL调用，提供用户态API（如打开/dev/dri/card0、设置CRTC模式）。应用程序可通过drmModeSetCrtc()等函数控制显示输出。

• ​​高级图形库​​：多数场景推荐基于Mesa3D（OpenGL/Vulkan）、SDL2或Qt开发，避免直接操作底层DRM接口（因硬件依赖性强且易出错）。

⚡ 3. ​​实际工作流程示例​​

1.​​初始化​​：打开设备节点（open("/dev/dri/card0")）并获取资源句柄（drmModeGetResources()）。

2.​​检测显示设备​​：遍历Connector，确认连接状态（DRM_MODE_CONNECTED）。

3.

1. .

   ​​帧缓冲运行​​：

   • •

     创建缓冲区（DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB）。

   • •

     映射内存（mmap()）并写入图像数据。

2. ​​显示控制​​：通过drmModeSetCrtc()将帧缓冲绑定到CRTC，输出图像

️ 4. ​​与硬件的关联​​

• 不同GPU厂商（如Intel的i915、AMD的amdgpu）在内核中实现特定驱动模块（位于drivers/gpu/drm/）。•

• 设备树（DTS）配置硬件接口（如Rockchip平台定义VOP显示控制器和端口映射）。

总结

DRM驱动通过分层设计（KMS/GEM）统一管理显示与渲染任务，支持多应用并发访问、原子更新（无闪烁）和高级GPU能力，成为现代Linux图形栈的核心基础。其灵活性适用于从嵌入式设备（如RK3506处理器）到桌面级显卡的广泛场景。