MTK Linux DRM分析（十五）- Mediatek KMS实现mtk_drm_plane.c

一、MTK Plane实现分析

这个代码模块是 MediaTek DRM (Direct Rendering Manager) 驱动程序的一部分，主要负责处理 DRM plane（显示层）的相关功能。Plane 是 DRM 框架中的核心概念，用于表示显示叠加层（overlay），可以叠加在 CRTC（Controller）上，支持多层合成、缩放、格式转换等操作。该模块针对 MediaTek SoC（如 MT6885、MT6983 等）优化，支持特定硬件特性，如 MML（Multi-Media Layer，用于多媒体处理）、secure buffer（安全缓冲区，用于 DRM 内容保护）、双管道缩放（dual pipe scaling）和低功耗模式（如 AOD）。代码结合了 DRM 核心框架的接口（如 drm_plane_funcs 和 drm_plane_helper_funcs），并扩展了 MediaTek 特定的属性和状态管理。

下面我将代码分为几个主要部分，分析其实现内容和作用。分析基于提供的 mtk_drm_plane.c 和 mtk_drm_plane.h 文件。

1. 头文件和常量定义（mtk_drm_plane.h 中的主要部分）

实现：

定义了枚举类型，如 DISP_ORIENTATION（旋转方向）、DISP_FORMAT（像素格式，如 RGB565、ARGB8888）、DISP_LAYER_TYPE（2D/3D 层类型）、DISP_BUFFER_TYPE（缓冲区类型，如 normal/secure）、DISP_ALPHA_TYPE（alpha 模式）、DISP_YUV_RANGE_ENUM（YUV 范围，如 BT601/BT709）。定义了 MTK_FMT_MODIFIER（格式修饰符，如 premultiplied/secure）。定义了 MTK_PLANE_PROP（plane 属性枚举，如 NEXT_BUFF_IDX、ALPHA_CON、DATASPACE 等）。结构定义：
mtk_crtc_ovl_csc_config：OVL 的 CSC（Color Space Conversion）配置，包括亮度和颜色变换。mtk_drm_plane：扩展 drm_plane，支持自定义属性数组。mtk_plane_pending_state：待处理状态，包含配置、地址、格式、坐标等。mtk_plane_input_config：输入配置，包含源地址、格式、旋转、alpha 等。mtk_plane_comp_state：组件状态，包含组件 ID、LYE ID 等。mtk_plane_state：扩展 drm_plane_state，包含 pending 状态、组件状态和自定义属性。
宏定义：如 MAKE_DISP_FORMAT_ID（生成格式 ID）、to_mtk_plane（容器转换）、to_mtk_plane_state 等。
作用：
提供 MediaTek 特定的枚举和结构，用于 plane 配置和硬件交互。支持 YUV、RGB 等多种格式，确保兼容性（formats 数组列出了支持的 DRM_FORMAT_*）。扩展 DRM 状态管理，支持 MML 模式和自定义属性（如 ALPHA_CON、COMPRESS）。辅助函数声明：mtk_plane_init、mtk_get_format_bpp、mtk_get_format_name、mtk_plane_get_comp_state、to_crtc_plane_index。

2. 辅助函数（mtk_get_format_bpp、mtk_get_format_name、to_crtc_plane_index）

实现：

mtk_get_format_bpp：根据格式返回字节深度（bpp），如 RGB565 返回 2，ARGB8888 返回 4，支持 YUV 等。mtk_get_format_name：根据格式返回字符串名称，如 ARGB8888 返回 “ARGB8888″。to_crtc_plane_index：将全局 plane 索引转换为 CRTC 内部索引，支持多 CRTC 分区（OVL_LAYER_NR 等常量定义层数）。
作用：
处理像素格式相关计算，用于缓冲区大小、pitch 计算和调试日志。确保格式兼容性和硬件配置正确（如在 atomic_update 中使用）。

3. Plane 属性管理（mtk_plane_property、mtk_plane_attach_property）

实现：

mtk_plane_property：静态数组，定义自定义属性（如 “NEXT_BUFF_IDX”、”ALPHA_CON”），包括 flags、name、min/max 值。mtk_plane_attach_property：创建 DRM 属性（drm_property_create_range），并附加到 plane 对象（drm_object_attach_property）。使用静态数组避免重复创建。
作用：
支持用户空间设置/获取 MediaTek 特定属性，如 alpha 控制、压缩、DIM_COLOR、MML_SUBMIT 等。用于扩展 DRM 属性系统，支持原子操作中的自定义配置（如在 mtk_plane_atomic_set_property 中使用）。

4. Plane 状态管理回调（mtk_plane_reset、mtk_plane_duplicate_state、mtk_drm_plane_destroy_state）

实现：

mtk_plane_reset：重置 plane 状态，清理 drm_plane_state，并初始化 MediaTek 扩展字段（如 alpha 默认值）。mtk_plane_duplicate_state：复制状态，分配新 mtk_plane_state，复制 prop_val、pending 等。mtk_drm_plane_destroy_state：销毁状态，调用 DRM 核心清理后释放 mtk_plane_state。
作用：
管理 plane 状态生命周期，支持原子模式设置（atomic mode setting）。确保状态一致性（如在 duplicate 时检查 plane 指针有效性）。

5. Plane 属性设置/获取（mtk_plane_atomic_set_property、mtk_plane_atomic_get_property）

实现：

遍历属性数组，匹配 drm_property，并设置/获取 mtk_plane_state 中的 prop_val。如果不匹配，返回 -EINVAL。
作用：
处理用户空间通过 DRM ioctl 设置/获取自定义属性，支持原子操作。记录日志（DDPDBG、DDPINFO）用于调试。

6. Plane 函数集（mtk_plane_funcs）

实现：

关联 DRM 核心回调：update_plane、disable_plane、destroy、reset、duplicate_state、destroy_state、set/get_property。
作用：
注册到 DRM 框架的 drm_plane_funcs，用于 plane 的基本操作（如更新、禁用、销毁）。桥接到原子 helper 函数（如 drm_atomic_helper_update_plane）。

7. Plane 辅助函数集（mtk_plane_helper_funcs）

实现：

prepare_fb 和 cleanup_fb：dummy 函数（返回 0），用于 framebuffer 准备/清理（MediaTek 不需额外处理）。mtk_plane_atomic_check：检查 plane 配置：
如果 fb 为空或无效，返回错误。获取 crtc_state，处理分辨率切换（res_switch）。调用 drm_atomic_helper_check_plane_state，检查缩放范围（MTK_DRM_PLANE_SCALING_MIN/MAX 或 NO_SCALING，根据 RPO 选项）。
mtk_plane_atomic_update：更新 plane：
计算 src/dst 坐标和尺寸，支持缩放。更新 pending 状态（enable、pitch、format、addr 等）。处理 MML 模式（设置 sram 地址等）。支持 secure buffer 和自定义属性。调用 mtk_drm_crtc_plane_update 应用到硬件。记录 fence 和日志（DDPFENCE）。
mtk_plane_atomic_disable：禁用 plane：
设置 pending.enable = false。调用 mtk_drm_crtc_plane_disable（在 MTK_DRM_ADVANCE 下）。

作用：
扩展 DRM helper 函数，支持原子检查/更新/禁用。集成 MediaTek 硬件逻辑，如 MML、secure、双管道、fence 同步。

8. 高级功能（MTK_DRM_ADVANCE 下的 mtk_plane_get_comp_state）

实现：

遍历 lyeblob 链表，匹配 lye_idx，复制 comp_state（comp_id、lye_id 等）。使用互斥锁保护链表。
作用：
获取 plane 的组件状态，支持 LYE（Layer Engine？）blob 和 SPHRT（可能为硬件优化选项）。

9. Plane 初始化入口（mtk_plane_init）

实现：

调用 drm_universal_plane_init 初始化 DRM plane，支持 formats 数组。添加 helper funcs（drm_plane_helper_add）。调用 mtk_plane_attach_property 附加自定义属性。
作用：
入口函数，用于创建和初始化 mtk_drm_plane，支持多 CRTC（possible_crtcs）和类型（PRIMARY/OVERLAY/CURSOR）。

总体作用

核心作用：实现 MediaTek DRM plane 的完整生命周期管理，支持原子模式设置、自定义属性和硬件优化（如 MML、secure buffer、CSC 配置）。与驱动集成：plane 与 CRTC 紧密协作（通过 mtk_drm_crtc* 函数），用于多层合成和显示管道配置。支持 OPLUS 特定特性（如 IS_BT2020）。优化点：处理缩放（scaling）、格式转换、fence 同步，确保高效显示更新。日志和 fence 机制便于调试和同步。依赖：依赖 DRM 核心（如 drm_atomic_helper）、mtk_drm_crtc.h、mtk_drm_gem.h 等模块。

二、函数调用图

mtk_plane_init (入口函数：初始化 plane)
  -> drm_universal_plane_init (DRM 核心：初始化通用 plane，支持 formats)
  -> drm_plane_helper_add (DRM 核心：添加 helper funcs)
  -> mtk_plane_attach_property (附加自定义属性)
     -> drm_property_create_range (DRM 核心：创建属性)
     -> drm_object_attach_property (DRM 核心：附加属性到 plane)
 
mtk_plane_funcs (回调集：注册到 DRM plane 的基本操作)
  -> update_plane
     -> drm_atomic_helper_update_plane (DRM 核心：原子更新 plane)
  -> disable_plane
     -> drm_atomic_helper_disable_plane (DRM 核心：原子禁用 plane)
  -> destroy
     -> drm_plane_cleanup (DRM 核心：清理 plane)
  -> reset
     -> mtk_plane_reset (重置状态)
        -> __drm_atomic_helper_plane_destroy_state (DRM 核心：销毁状态)
  -> atomic_duplicate_state
     -> mtk_plane_duplicate_state (复制状态)
        -> __drm_atomic_helper_plane_duplicate_state (DRM 核心：复制 DRM 状态)
  -> atomic_destroy_state
     -> mtk_drm_plane_destroy_state (销毁状态)
        -> __drm_atomic_helper_plane_destroy_state (DRM 核心：销毁 DRM 状态)
  -> atomic_set_property
     -> mtk_plane_atomic_set_property (设置自定义属性)
  -> atomic_get_property
     -> mtk_plane_atomic_get_property (获取自定义属性)
 
mtk_plane_helper_funcs (回调集：注册到 DRM plane helper 的原子操作)
  -> prepare_fb
     -> dummy_helper_prepare_fb (dummy：返回 0，无操作)
  -> cleanup_fb
     -> dummy_plane_helper_cleanup_fb (dummy：无操作)
  -> atomic_check
     -> mtk_plane_atomic_check (原子检查)
        -> drm_atomic_get_new_plane_state (DRM 核心：获取新状态)
        -> drm_atomic_get_crtc_state (DRM 核心：获取 CRTC 状态)
        -> mtk_drm_crtc_avail_disp_mode (MediaTek：获取可用模式)
        -> drm_atomic_helper_check_plane_state (DRM 核心：检查状态，包含缩放验证)
  -> atomic_update
     -> mtk_plane_atomic_update (原子更新)
        -> drm_rect_width/height (DRM 核心：计算矩形尺寸)
        -> mtk_fb_get_dma/size (MediaTek：获取 DMA 地址/大小)
        -> mtk_drm_fb_is_secure (MediaTek：检查 secure buffer)
        -> mtk_drm_crtc_plane_update (MediaTek：应用到 CRTC 硬件)
           -> mtk_crtc_pkt_create (MediaTek：创建 CMDQ 包，硬件配置)
  -> atomic_disable
     -> mtk_plane_atomic_disable (原子禁用)
        -> drm_atomic_get_old_plane_state (DRM 核心：获取旧状态)
        -> mtk_drm_crtc_plane_disable (MediaTek：禁用 CRTC plane)
 
mtk_plane_get_comp_state (高级：获取组件状态，MTK_DRM_ADVANCE 下)
  -> _mtk_plane_get_comp_state (内部：复制 blob 数据)
     -> drm_property_lookup_blob (DRM 核心：查找 blob)
     -> drm_property_blob_put (DRM 核心：释放 blob)
 
辅助函数 (独立调用，无固定层次)
  -> mtk_get_format_bpp (计算 bpp)
  -> mtk_get_format_name (获取格式名)
  -> to_crtc_plane_index (转换 plane 索引)

说明：

图中顶层函数（如 mtk_plane_init）是入口，其他是回调（由 DRM 框架在 ioctl 或 atomic commit 时调用）。箭头表示直接调用；间接依赖（如属性遍历）未展开。DRM 核心函数（如 drm_atomic_）是外部依赖，MediaTek 函数（如 mtk_drm_crtc_）是驱动内部协作。