mx51的三个framebuffer，mxc_ipuv3_fb.c分析

转载：http://blog.csdn.net/jack_a8/article/details/43309169

mx51支持三个framebuffer：fb0, fb1, fb2

/dev/graphics/fb0，/dev/graphics/fb1：

一个作为系统的主framebuffer，另外一个作为TVOUT输出的framebuffer，缺省情况下，fb0做primary(也就是用来在primary LCD显示UI)，fb1做secondary(也就是用来在TVOUT输出上显示数据)。

根据项目中的实际物理连接情况，如果primary LCD连接到disp0，那么使用缺省设置，如果primary LCD连接到disp1，那么就要在kernel启动参数中加入di1_primary。

/dev/graphics/fb2 ：

用来实现overlay叠加，显示video数据的framebuffer，仅支持bpp16，数据格式是yuv422，可以在DP(Display Process)和来自MEM_BG_SYNC的数据进行合成，再传送到DC/DI。

在mxc framebuffer probe 时，第一个注册的mxc framebuffer （fb0 或者fb1，这个framebuffer作为主LCD的framebuffer）使用MEM_BG_SYNC，第二个注册的mxc framebuffer(fb0或者fb1，这个framebuffer作为TVOUT使用的framebuffer)使用MEM_DC_SYNC，最后一个注册的framebuffer(fb2)使用MEM_FG_SYNC。

MEM_BG_SYNC 和MEM_FG_SYNC都是mx5x ipu中独一无二的资源，这意味着每个通道只能被其中一个framebuffer占用。事实上MEM_DC_SYNC这个通道并不存在，只是用来表示直接连接到DC

注意这几个framebuffer中的数据并不是直连显示设备，中间可能还有MX51 IPU的DP处理单元，DP Unit负责对fb0 fb1 fb2过来的数据进行处理，包括颜色转换，图层合并，gamma处理以及光标处理后发送给DC->DI->显示设备

fsl 在/sys/class/graphics/fbx/ 下创建了一个fsl特定的属性文件fsl_disp_property，在我的机器上显示如下

1. # cat /sys/class/graphics/fb0/fsl_disp_property
2. 2-layer-fb-bg
3. # cat /sys/class/graphics/fb1/fsl_disp_property
4. 1-layer-fb
5. # cat /sys/class/graphics/fb2/fsl_disp_property
6. 2-layer-fb-fg

2-layer-fb-bg，表示fb0使用MEM_BG_SYNC通道，在IPU 的Display Process模块和MEM_FG_SYNC通道来的数据合并，再送入DC

1-layer-fb，表示fb1使用MEM_DC_SYNC通道，不经过Display Process模块，DC(Display Control)直接连接到DI(Display Interface)

2-layber-fb-fg，表示fb2使用MEM_FG_SYNC通道，在IPU的Display Process模块和MEM_BG_SYNC通道来的数据合并，再送入DC

应用层还可以修改/sys/class/graphics/fb0/fsl_disp_property和/sys/class/graphics/fb1/fsl_disp_property，使用如下命令：

1. echo 1-layer-fb > /sys/class/graphics/fb0/fsl_disp_property
2. 或者
3. echo 2-layer-fb-bg > /sys/class/graphics/fb1/fsl_disp_property

注意，二者的作用是一样的，都会导致fb0和fb1交换显示通道，fsl引入这个属性的目的，就是给上层应用提供一个接口，使得应用层可以控制fb0 fb1使用MEM_BG_SYNC还是MEM_DC_SYNC通道，说到这里可能还是让人糊涂，为什么应用层要选择fb0 fb1的通道，这要先搞清楚MEM_BG_SYNC和MEM_DC_SYNC的区别。

imx51/imx53 IPU支持三种类型的显示通道：MEM_BG_SYNC, MEM_FG_SYNC和MEM_DC_SYNC，framebuffer只能通过三者之一传送数据，这些通道在物理上是唯一的，同一时间只能被一个framebuffer使用。

1. MEM_BG_SYNC：fb0 -> DP (full plane) -> DC -> DI0
2. MEM_FG_SYNC：fb2 -> DP (partial plane) -> DC -> DI0
3. MEM_DC_SYNC：fb1 -> DC -> DI1

MEM_BG_SYNC和MEM_FG_SYNC会在DP进行合并处理，这个功能就是所谓的overlay。

正常情况下来自fb0的UI和来自fb2的video数据在DP合并后，送到DI0，我们就可以看到UI 浮在video上面的效果。但是当激活双屏的时候，一般希望video数据和UI 都送到后屏（也就是DI1），前屏只显示UI。这就需要fb1拥有MEM_BG_SYNC，此时需要交换fb1和fb0的显示通道如下：

1. MEM_BG_SYNC: fb1 -> DP (full plane) -> DC -> DI0
2. MEM_FG_SYNC: fb2 -> DP (partial plane) -> DC -> DI1
3. MEM_DC_SYNC: fb0 -> DC -> DI0

通道交换代码

1. swap_disp_chan
2. 1673 static ssize_t swap_disp_chan(struct device *dev,
3. 1674                   struct device_attribute *attr,
4. 1675                   const char *buf, size_t count)
5. 1676 {
6. 1677     struct fb_info *info = dev_get_drvdata(dev);
7. 1678     struct mxcfb_info *mxcfbi = (struct mxcfb_info *)info->par;
8. 1679     struct mxcfb_info *fg_mxcfbi = NULL;
9. 1680
10. 1681     acquire_console_sem();
11. 1682     /* swap only happen between DP-BG and DC, while DP-FG disable */
12. 1683     if (((mxcfbi->ipu_ch == MEM_BG_SYNC) &&
13. 1684          (strstr(buf, "1-layer-fb") != NULL)) ||
14. 1685         ((mxcfbi->ipu_ch == MEM_DC_SYNC) &&
15. 1686          (strstr(buf, "2-layer-fb-bg") != NULL))) {
16. 1687         int i;
17. 1688
18. 1689         for (i = 0; i < num_registered_fb; i++) {
19. 1690             fg_mxcfbi =
20. 1691                 (struct mxcfb_info *)mxcfb_info[i]->par;
21. 1692             if (fg_mxcfbi->ipu_ch == MEM_FG_SYNC)
22. 1693                 break;
23. 1694             else
24. 1695                 fg_mxcfbi = NULL;
25. 1696         }
26. 1697         if (!fg_mxcfbi ||
27. 1698             fg_mxcfbi->cur_blank == FB_BLANK_UNBLANK) {
28. 1699             dev_err(dev,
29. 1700                 "Can not switch while fb2(fb-fg) is on.\n");
30. 1701             release_console_sem();
31. 1702             return count;
32. 1703         }
33. 1704
34. 1705         if (swap_channels(info) < 0)
35. 1706             dev_err(dev, "Swap display channel failed.\n");
36. 1707     }
37. 1708
38. 1709     release_console_sem();
39. 1710     return count;
40. 1711 }
41. 1712 DEVICE_ATTR(fsl_disp_property, 644, show_disp_chan, swap_disp_chan);

1682～1686 只有fb0和fb1才会参与显示通道的交换，fb2只使用MEM_FG_SYNC
1705 调用swap_channels实现通道的切换

1. swap_channels
2. 545 static int swap_channels(struct fb_info *fbi)
3. 546 {
4. 547     int i;
5. 548     int swap_mode;
6. 549     ipu_channel_t ch_to;
7. 550     struct mxcfb_info *mxc_fbi_from = (struct mxcfb_info *)fbi->par;
8. 551     struct fb_info *fbi_to = NULL;
9. 552     struct mxcfb_info *mxc_fbi_to;
10. 553
11. 554     /* what's the target channel? */
12. 555     if (mxc_fbi_from->ipu_ch == MEM_BG_SYNC)
13. 556         ch_to = MEM_DC_SYNC;
14. 557     else
15. 558         ch_to = MEM_BG_SYNC;
16. 559
17. 560     for (i = 0; i < num_registered_fb; i++) {
18. 561         mxc_fbi_to =
19. 562             (struct mxcfb_info *)mxcfb_info[i]->par;
20. 563         if (mxc_fbi_to->ipu_ch == ch_to) {
21. 564             fbi_to = mxcfb_info[i];
22. 565             break;
23. 566         }
24. 567     }
25. 568     if (fbi_to == NULL)
26. 569         return -1;
27. 570
28. 571     ipu_clear_irq(mxc_fbi_from->ipu_ch_irq);
29. 572     ipu_clear_irq(mxc_fbi_to->ipu_ch_irq);
30. 573     ipu_free_irq(mxc_fbi_from->ipu_ch_irq, fbi);
31. 574     ipu_free_irq(mxc_fbi_to->ipu_ch_irq, fbi_to);
32. 575
33. 576     if (mxc_fbi_from->cur_blank == FB_BLANK_UNBLANK) {
34. 577         if (mxc_fbi_to->cur_blank == FB_BLANK_UNBLANK)
35. 578             swap_mode = BOTH_ON;
36. 579         else
37. 580             swap_mode = SRC_ON;
38. 581     } else {
39. 582         if (mxc_fbi_to->cur_blank == FB_BLANK_UNBLANK)
40. 583             swap_mode = TGT_ON;
41. 584         else
42. 585             swap_mode = BOTH_OFF;
43. 586     }
44. 587
45. 588     /* tvout di-1: for DC use UYVY, for DP use RGB */
46. 589     if (mxc_fbi_from->ipu_di == 1 && ch_to == MEM_DC_SYNC) {
47. 590         fbi->var.bits_per_pixel = 16;
48. 591         fbi->var.nonstd = IPU_PIX_FMT_UYVY;
49. 592     } else if (mxc_fbi_from->ipu_di == 1 && ch_to == MEM_BG_SYNC) {
50. 593         fbi->var.nonstd = 0;
51. 594     } else if (mxc_fbi_from->ipu_di == 0 && ch_to == MEM_DC_SYNC) {
52. 595         fbi_to->var.nonstd = 0;
53. 596     } else if (mxc_fbi_from->ipu_di == 0 && ch_to == MEM_BG_SYNC) {
54. 597         fbi->var.bits_per_pixel = 16;
55. 598         fbi->var.nonstd = IPU_PIX_FMT_UYVY;
56. 599     }
57. 600
58. 601     switch (swap_mode) {
59. 602     case BOTH_ON:
60. 603         /* disable target->switch src->enable target */
61. 604         _swap_channels(fbi, fbi_to, true);
62. 605         break;
63. 606     case SRC_ON:
64. 607         /* just switch src */
65. 608         _swap_channels(fbi, fbi_to, false);
66. 609         break;
67. 610     case TGT_ON:
68. 611         /* just switch target */
69. 612         _swap_channels(fbi_to, fbi, false);
70. 613         break;
71. 614     case BOTH_OFF:
72. 615         /* switch directly, no more need to do */
73. 616         mxc_fbi_to->ipu_ch = mxc_fbi_from->ipu_ch;
74. 617         mxc_fbi_from->ipu_ch = ch_to;
75. 618         i = mxc_fbi_from->ipu_ch_irq;
76. 619         mxc_fbi_from->ipu_ch_irq = mxc_fbi_to->ipu_ch_irq;
77. 620         mxc_fbi_to->ipu_ch_irq = i;
78. 621         break;
79. 622     default:
80. 623         break;
81. 624     }
82. 625
83. 626     if (ipu_request_irq(mxc_fbi_from->ipu_ch_irq, mxcfb_irq_handler, 0,
84. 627         MXCFB_NAME, fbi) != 0) {
85. 628         dev_err(fbi->device, "Error registering irq %d\n",
86. 629             mxc_fbi_from->ipu_ch_irq);
87. 630         return -EBUSY;
88. 631     }
89. 632     ipu_disable_irq(mxc_fbi_from->ipu_ch_irq);
90. 633     if (ipu_request_irq(mxc_fbi_to->ipu_ch_irq, mxcfb_irq_handler, 0,
91. 634         MXCFB_NAME, fbi_to) != 0) {
92. 635         dev_err(fbi_to->device, "Error registering irq %d\n",
93. 636             mxc_fbi_to->ipu_ch_irq);
94. 637         return -EBUSY;
95. 638     }
96. 639     ipu_disable_irq(mxc_fbi_to->ipu_ch_irq);
97. 640
98. 641     return 0;
99. 642 }

550 mxc_fbi_from 和字面意思一样，我们想要交换哪一个fb_info，也就是交换源

555～558 交换只发生在MEM_DC_SYNC和MEM_BG_SYNC之间，如果源fb的通道是MEM_BG_SYNC，那么我们希望交换为MEM_DC_SYNC，反之亦然。

560～567 找到目标通道坐在的framebuffer

576～586 swap_mode记录下source和dest framebuffer的blank状态

571～574 先释放from和to的ipu 通道中断号，因为IPU通道中断号也会随着通道一起交换

589～599 I have no idea

601～613 _swap_channels进行交换

614～620 如果fbi_from和fbi_to都处于BLANK状态，那么直接交换通道即可，注意通道中断号也需要交换，因为通道和通道中断号是一一对应的。

626～642 重新为fbi_from和fbi_to申请ipu irq，这里disable了irq，不过不要紧，当pan_display操作时，会使能ipu irq

1. swap_channels
2. 504 static int _swap_channels(struct fb_info *fbi,
3. 505               struct fb_info *fbi_to, bool both_on)
4. 506 {
5. 507     int retval, tmp;
6. 508     ipu_channel_t old_ch;
7. 509     struct mxcfb_info *mxc_fbi_from = (struct mxcfb_info *)fbi->par;
8. 510     struct mxcfb_info *mxc_fbi_to = (struct mxcfb_info *)fbi_to->par;
9. 511
10. 512     if (both_on) {
11. 513         ipu_disable_channel(mxc_fbi_to->ipu_ch, true);
12. 514         ipu_uninit_channel(mxc_fbi_to->ipu_ch);
13. 515     }
14. 516
15. 517     /* switch the mxc fbi parameters */
16. 518     old_ch = mxc_fbi_from->ipu_ch;
17. 519     mxc_fbi_from->ipu_ch = mxc_fbi_to->ipu_ch;
18. 520     mxc_fbi_to->ipu_ch = old_ch;
19. 521     tmp = mxc_fbi_from->ipu_ch_irq;
20. 522     mxc_fbi_from->ipu_ch_irq = mxc_fbi_to->ipu_ch_irq;
21. 523     mxc_fbi_to->ipu_ch_irq = tmp;
22. 524
23. 525     _setup_disp_channel1(fbi);
24. 526     retval = _setup_disp_channel2(fbi);
25. 527     if (retval)
26. 528         return retval;
27. 529
28. 530     /* switch between dp and dc, disable old idmac, enable new idmac */
29. 531     retval = ipu_swap_channel(old_ch, mxc_fbi_from->ipu_ch);
30. 532     ipu_uninit_channel(old_ch);
31. 533
32. 534     if (both_on) {
33. 535         _setup_disp_channel1(fbi_to);
34. 536         retval = _setup_disp_channel2(fbi_to);
35. 537         if (retval)
36. 538             return retval;
37. 539         ipu_enable_channel(mxc_fbi_to->ipu_ch);
38. 540     }
39. 541
40. 542     return retval;
41. 543 }

504～505 函数有三个参数，@fbi是source，@fbi_to是dest，@both_on 布尔量为true 则@fbi_to为UNBLANK状态；false，则@fbi_to为BLANK状态。这里@fbi一定为UNBLANK状态，否则不会调用这个函数。

512～515 在交换之前，先销毁掉@fbi_to的channel

518～523 交换二者的通道和通道irq

525～528 交换完成后，设置disp通道的参数。

531～532 现在，通道号已经交换完成，但是还有一件事没有完成，我们知道DC通道1，5的控制寄存器DC_WR_CH_CONF_x中，配置着这个DC通道连接到哪一个DI，我们希望交换通道，但是不希望更改到DI的配置。ipu_swap_channel交换两个DC通道的DI配置。

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