DRM中的Plane概念

1. 簡介 1
   1.1 Plane的歷史 1
   1.2 Plane的功能 1
   1.3 Plane的類型 1
   1.4 Plane的測試用例 2

1.簡介
在DRM（Direct Rendering Manager）中，學習了drmModePageFlip和drmModeSetCrtc的用法。但是這兩個接口都只能全屏顯示Framebuffer的內容，如何才能在屏幕上只顯示framebuffer的一部分內容呢？本篇將介紹DRM另一個重要的刷圖接口：drmModeSetPlane。
首先來了解一下，什么是Plane？簡單描述Plane的概念，即硬件圖層。而詳細了解下Plane的概念，即DRM中的Plane和我們常見的YUV/YCbCr圖形格式中的Plane完全是兩個不同的概念。YUV圖形格式中的Plane指的是圖像數據在內存中的排列形式，一般Y通道占一段連續的內存塊，UV通道占另一段連續的內存塊，稱之為YUV-2Plane (也叫YUV 2平面)，屬于軟件層面。而DRM中的Plane指的是Display Controller中用于多層合成的單個硬件圖層模塊，屬于硬件層面。二者概念上不要混淆。
1.1Plane的歷史
隨著軟件技術的不斷更新，對硬件的性能要求越來越高，在滿足功能正常使用的前提下，對功耗的要求也越來越苛刻。本來GPU可以處理所有圖形任務，但是由于它運行時的功耗實在太高，設計者們決定將一部分簡單的任務交給Display Controller去處理（比如合成），而讓GPU專注于繪圖（即渲染）這一主要任務，減輕GPU的負擔，從而達到降低功耗提升性能的目的。于是，Plane（硬件圖層單元）就誕生了。
1.2Plane的功能
Plane是連接FB與CRTC的紐帶，是內存的搬運工。
Plane的參數含義：
當 SRC_X/Y 和 CRTC_X/Y 不相等時，就實現了平移的效果；
當 SRC_W/H 和 CRTC_W/H 不相等時，就實現了縮放的效果；
當 SRC_W/H 和 FB_W/H 不相等時，就實現了裁剪的效果；
簡單代碼圖 2.1所示

圖 2.1 Plane的代碼實現
1.3Plane的類型
在DRM框架中，Plane又分為如下3種類型：Cursor（光標圖層，一般用于PC系統，用于顯示鼠標）、Overlay（疊加圖層，通常用于YUV格式的視頻圖層）、Primary（主要圖層，通常用于僅支持RGB格式的簡單圖層）。需要注意的是，并不是所有的Display Controller都支持Plane，從前面Single-Buffer 案例中的drmModeSetCrtc函數也能看出，即使沒有plane_id，屏幕也能正常顯示。比如s3c2440這種ARM9 SoC，它的LCDC就沒有Plane的概念。但是DRM框架規定，任何一個CRTC，必須要有1個Primary Plane。 即使像S3C2440這種不帶真實Plane硬件的Display Controller，也需要認為它的Primary Plane就是LCDC本身，因為它實現了從Framebuffer到CRTC的數據搬運工作，而這正是一個Plane最基本的功能。
1.4Plane的測試用例
在Google Android工程中external/libdrm/tests/planetest/planetest.c文件，為了演示方便，僅僅實現了一個最簡單的drmModeSetPlane()調用。需要注意的是，該函數調用之前，必須先通過drmModeSetCrtc()初始化整個顯示鏈路，否則Plane設置將無效。程序運行后，屏幕顯示全屏白色；當輸入回車后，屏幕將FrameBuffer中的（100，150）的矩形，顯示到屏幕的（50，50）位置；再次輸入回車后，程序退出。