Linux ADF(Atomic Display Framework)浅析---概述

• 概述

　　因为工作关系，最近有涉及到ADF(Atomic Display Framework)相关的内容，部分内容来自互联网

ADF(Atomic Display Framework)是Google新增的Display框架，用来替换Framebuffer。 ADF在Android hwcomposer HAL和内核驱动程序之间提供了以dma-buf为基础的显示框架原型

ADF的结构图引用自：http://blog.csdn.net/Lost_qwe/article/details/43113301

接下来就简单说一下这些文件的作用。

Driver：即使用ADF框架的custom编写的程序

adf_fops.c：负责与user space交互的一个文件，实现了一些方法(open release read poll等)

adf_fobs32.c：用于兼容32位的一个文件，具体实现会在掉用到adf_fops.c这个文件。

adf_fbdev.c：fb设备对外的接口类，负责与fb设备兼容。

adf.c：这是整个ADF模块的核心文件，会提供模块内部的各种服务，主要提供了消息机制、同步机制(fence)以及整体ADF的初始化工作。

adf_client.c：主要用于调用custom编写的驱动代码以及唤醒(wake up)等。相当于整个fromwork的消息最终出口。

adf_format.c：用于描述本启动支持哪些图像格式(RBG YUV以及具体的格式定义)。

adf_sysfs.c：与sysfs交互的一个文件。

adf_memblock.c：与内存管理的一个文件，实现了一些DMA的ops然后注册到DMA模块中，实现对内存的操作。

•  主要数据结构

struct adf_obj;
struct adf_obj_ops;
struct adf_device;
struct adf_device_ops;
struct adf_interface;
struct adf_interface_ops;
struct adf_overlay_engine;
struct adf_overlay_engine_ops;

 如上图所示， adf子系统主要由通用数据接口和ops，显示设备，显示接口以及overlay的数据结构和ops

”adf_obj“是用于创建sysfs文件系统的关键，所以在介绍其他类型之前，我们首先看看它的数据结构

adf内核文件系统基础数据结构
struct adf_file {
    struct list_head head;//adf内核文件系统双向链表
    struct adf_obj *obj;//sys文件节点数据结构，用于创建adf设备节点

    DECLARE_BITMAP(event_subscriptions, ADF_EVENT_TYPE_MAX);
    u8 event_buf[4096];//adf同步信号环形缓冲队列
    int event_head;
    int event_tail;
    wait_queue_head_t event_wait;//adf同步信号锁
};

adf支持的event类型，我们用的多是就是vsync信号了
enum adf_event_type {
    ADF_EVENT_VSYNC = 0,
    ADF_EVENT_HOTPLUG = 1,
    ADF_EVENT_DEVICE_CUSTOM = 128,
    ADF_EVENT_TYPE_MAX = 255,
};

adf设备节点基础数据结构
struct adf_obj {
    enum adf_obj_type type;//adf同步信号类型，主要有vsync,hotplug,custom
    char name[ADF_NAME_LEN];//adf设备名称
    struct adf_device *parent;//上一级adf设备

    const struct adf_obj_ops *ops;//adf ops集合

    struct device dev;

    struct spinlock file_lock;//adf信号同步，内核与用户空间文件拷贝锁
    struct list_head file_list;//adf文件系统数据结构双向链表集合

    struct mutex event_lock;
    struct rb_root event_refcount;

    int id;
    int minor;
};

•  这里是整个adf和userspace交互的主要通道，主要有ADF_OBJ_DEVICE， ADF_OBJ_INTERFACE以及ADF_OBJ_OVERLAY_ENGINE三个接口

ADF_OBJ_DEVICE---主要负责dma-buf, fence，post的配置和管理

ADF_OBJ_INTERFACE---主要负责与dispc相关的blank，dpm等接口配置和管理

ADF_OBJ_OVERLAY_ENGINE---overlay相关

long adf_file_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    struct adf_file *fpriv = file->private_data;
    struct adf_obj *obj = fpriv->obj;
    long ret = -EINVAL;

    dev_dbg(&obj->dev, "%s ioctl %u
", dev_name(&obj->dev), _IOC_NR(cmd));

    switch (obj->type) {
    case ADF_OBJ_OVERLAY_ENGINE:
        ret = adf_overlay_engine_ioctl(adf_obj_to_overlay_engine(obj),
                fpriv, cmd, arg);
        break;

    case ADF_OBJ_INTERFACE:
        ret = adf_interface_ioctl(adf_obj_to_interface(obj), fpriv, cmd,
                arg);
        break;

    case ADF_OBJ_DEVICE:
        ret = adf_device_ioctl(adf_obj_to_device(obj), fpriv, cmd, arg);
        break;
    }

    return ret;
}

我们首先看下read ioctl，adf event（包括vsync）将会在这里从内核空间拷贝到用户空间

在adf.c中提供了三个不同的信号接口供我们将DISPC或者Display Driver中接受到同步信号发出去，然后会在adf_file_queue_event函数中唤醒”event_wait“等待队列

 ”event_wait“等待队列被adf同步信号唤醒后，应用层就可以通过ioctl读取了

"adf_device_ioctl"是控制着整个adf的dma-buf，fence的配置和使用，这是整个adf的核心内容。要理解这一块内容需要先了解dma-buf相关的API接口和fence的原型

以下引用自”http://blog.csdn.net/YKDSea/article/details/39995075“的描述：

android fence sync是android中引入的一个同步的机制，主要用在display的graphic buffer的同步管理上，可以让对buffer的操作可以并行执行以减少时间。
在BufferQueue中每个buffer都有一个对应的fence fd，他对应了一个fence object，它表明有角色在操作这块buffer，当fence object变为siganled状态的时候，表明这块buffer已经没有再被操作了。
可以简单的把fence理解为一把锁，当它active的时候表明了对buffer的控制，当它为signaled状态时候，表明不再控制buffer，每个需要使用buffer的角色，在使用前都要检查这把锁是否signaled了才能进行安全的操作，否则就要等待。

下图是"adf_device_ioctl"相关的流程图

下面是”adf_interface_ioctl“相关的流程图

这两个ioctl里面的内容很多（图可以放大看），弄明白这两个ioctl基本上整个adf框架也就理解差不多了，在后面我会挑出来单独试着分析下（可能会误人子弟）