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如何编写显示驱动程序

因此，您决定建立一个新面板。在深入了解编码之前，请确保请回答以下问题，以确保您拥有所需的一切：

如何了解设备及其寄存器的工作原理？
- 这通常称为“运算理论”。制造商通常会提供包含寄存器定义的数据表，但这些参考资料可能无法设备的实际使用方式。
类似开发板是否有现成的驱动程序？
- 在可行的情况下，通过重构代码并重复使用类似的开发板代码，修改驱动程序的绑定规则。
该设备是否具有固定的显示屏？
- 一些显示控制器和面板（输出屏幕）是紧密耦合的。如果是这种情况，新开发板就需要添加对 GPIO、I2C 和其他控件作为显示驱动程序的一部分。

前提条件

本指南假定您熟悉一个或多个应用的驱动程序开发操作系统此外还假定您熟悉紫红色 DDK-TL。

编程语言

新驱动程序必须使用 C++ 编写。我们计划支持 Rust，但仍高度支持实验性功能

如果已存在获得相应许可的驱动程序，且那么可以将其移植到 Fuchsia 而不是如何用 C++实现新版本请联系 graphics-dev@fuchsia.dev 然后再做出这个决定

使用入门

对于没有 ACPI 或 PCI 总线的平台，修改板驱动程序。本指南假定板驱动程序已准备就绪，并且显示驱动程序的代号为 fancy。所有代码适用于新驱动程序将位于 src/graphics/display/drivers/fancy-display/。

首先，请创建：

DisplayEngine 的最小实现
一组绑定规则
DisplayEngine 和绑定规则的构建配方

将驱动程序添加到 build

在名为 BUILD.gn 的文件中创建构建配方

# Copyright 2021 The Fuchsia Authors. All rights reserved.
# Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
# found in the LICENSE file.

import("//build/bind/bind.gni")
import("//build/drivers.gni")

driver_bind_rules("fancy-display-bind") {
  rules = "meta/fancy-display.bind"
  bind_output = "fancy-display.bindbc"
  tests = "meta/bind_tests.json"
  deps = [
    "//src/devices/bind/board_maker_company.platform",
  ]
}

# Factored out so that it can be used in tests.
source_set("common") {
  public_deps = [
    ":fancy-display-bind",
  ]
  sources = [
    "fancy-display.cc",
  ]
}

fuchsia_driver("fancy-display") {
  sources = []
  deps = [
    ":common",
    "//src/devices/lib/driver",
  ]
}

将 //src/graphics/display/drivers/fancy-display 添加为您用作测试产品的开发板。例如，如果您的设备是 Khadas VIM3 开发板的一部分，//boards/vim3.gni可以通过添加将您的司机添加到 _common_bootfs_deps 列表中。

选择要驾驶的设备

现在您已经有了构建配方，可以继续创建绑定了这些规则，驱动程序管理器会根据这些规则来确定驱动程序是否都可以与设备搭配使用

在 src/graphics/display/drivers/fancy-display 中，创建 meta/fancy-display.bind：

// Copyright 2021 The Fuchsia Authors. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
// found in the LICENSE file.

using fuchsia.pci;

fuchsia.BIND_PROTOCOL == fuchsia.pci.BIND_PROTOCOL.DEVICE;
fuchsia.BIND_PCI_VID == fuchsia.pci.BIND_PCI_VID.PLANK_HW_INC;
accept fuchsia.BIND_PCI_DID {
  // Fancy
  0x0100,
  // Fancy+ series
  0x0120,
  0x0121,
}

对于 PC 设备，intel-display 绑定规则就是一个很好的示例。对于固定硬件 SoC，请参阅 Amlogic 显示规则。

最少的驱动程序

最后，添加一个基本的驱动程序，该驱动程序每次都会构建一个新对象。成功绑定到设备的时间稍后，您可以使用数据表让设备真正执行某些操作

在 src/graphics/display/drivers/fancy-display 中，创建 fancy-display.cc：

#include <ddktl/device.h>
#include <fuchsia/hardware/display/controller/cpp/banjo.h>

namespace fancy_display {

class Device;
using DeviceType = ddk::Device<Device>

// A Device exposes a single display controller for use by the display
// coordinator driver in src/graphics/display/drivers/coordinator.
//
// This object is constructed once for each device that matches this
// driver's bind rules.
class Device : public DeviceType {
 public:
  explicit Device(zx_device_t* parent) : DeviceType(parent) {}

  // If Bind() returns an error, the driver won't claim the device.
  zx_status_t Bind() { return ZX_OK };

  // Functionality needed by the common display driver core.
  void DisplayEngineRegisterDisplayEngineListener(
      const display_engine_listener_protocol* interface) {}

  zx_status_t DisplayEngineImportBufferCollection(
      uint64_t collection_id, zx::channel collection_token) {
    return ZX_ERR_NOT_SUPPORTED;
  }

  zx_status_t DisplayEngineReleaseBufferCollection(
      uint64_t collection_id) {
    return ZX_ERR_NOT_SUPPORTED;
  }

  zx_status_t DisplayEngineImportImage(const image_metadata_t* image_metadata,
                                               uint64_t collection_id, uint32_t index,
                                               uint64_t* out_image_handle) {
    return ZX_ERR_NOT_SUPPORTED;
  }

  void DisplayEngineReleaseImage(image_t* image) {}

  config_check_result_t DisplayEngineCheckConfiguration(
      const display_config_t** display_configs, size_t display_count,
      client_composition_opcode_t* out_client_composition_opcodes_list, size_t client_composition_opcodes_count,
      size_t* out_client_composition_opcodes_actual);

  void DisplayEngineApplyConfiguration(
      const display_config_t** display_config, size_t display_count) {}

  zx_status_t DisplayEngineSetBufferCollectionConstraints(
      const image_buffer_usage_t* usage, uint64_t collection_id) {
    return ZX_ERR_NOT_SUPPORTED;
  }

};

}  // namespace fancy_display

// Main bind function called from dev manager.
zx_status_t fancy_display_bind(void* ctx, zx_device_t* parent) {
    fbl::AllocChecker alloc_checker;
    auto dev = fbl::make_unique_checked<fancy_display::Device>(
        &alloc_checker, parent);
    if (!alloc_checker.check()) {
        return ZX_ERR_NO_MEMORY;
    }
    auto status = dev->Bind();
    if (status == ZX_OK) {
      // The driver/device manager now owns this memory.
      [[maybe_unused]] auto ptr = dev.release();
    }
    return status;
}

// zx_driver_ops_t is the ABI between driver modules and the device manager.
// This lambda is used so that drivers can be rebuilt without compiler
// warnings if/when new fields are added to the struct.
static zx_driver_ops_t fancy_display_ops = [](){
    zx_driver_ops_t ops;
    ops.version = DRIVER_OPS_VERSION;
    ops.bind = fancy_display_bind;
    return ops;
}();

// ZIRCON_DRIVER marks the compiled driver as compatible with the zircon
// 0.1 driver ABI.
ZIRCON_DRIVER(fancy_display, fancy_display_ops, "zircon", "0.1");

需要显示屏驱动程序才能实现 DisplayEngine 协议，用于公开硬件层并实现 Vsync 通知。显示协调器驱动程序多路复用系统上所有设备专用的驱动程序和显示驱动程序之间堆栈客户端，即系统合成器和 Virtcon。

实现提示

驱动程序决定何时以及如何将配置传递给 ApplyConfiguration 生效。为了避免画面撕裂，驾驶员应该 vsync 后立即应用新设置。

大多数设备都会对垂直同步事件造成中断。最简单的方法就是确保及时生成 Vsync 通知，为这个中断提供服务即使未显示图片，司机也必须为每个 vsync 调用 OnDisplayVsync。

支持引导加载程序的控制器

如果显示屏在启动时处于活跃状态，例如面板打开，而图片，您就可以快速获得驱动程序中的基本功能。已读引导加载程序日志和/或源代码，以查找：

帧缓冲区的物理地址
用于对
图片的像素尺寸，例如800x600
图片的像素格式，例如RGB888、NV12 或 BGRA8888

然后：

修改驱动程序，以报告具有格式限制的显示屏。
记录 image->handle 中任何已导入映像的物理地址。
调用 ApplyConfig 时，对寄存器重新编程。

如果您还不知道如何观察 vsync，则可以使用以 60Hz 的频率调用 OnDisplayVsync。

以“深色”模式启动的控制器

没有什么办法能调出甚至缺少基本引导加载程序驱动程序。在大多数情况下，您的路线图将是：

启动设备。
初始化时钟。
探索连接的显示屏。
针对兼容模式对 PHY 进行编程。
在 vsync 上编程布局（帧缓冲区添加器等），以避免画面撕裂。
与 Sysmem 集成。