如之前所說，一直想知道顯示數據都在哪個地方，通常的數據，比如 framebuffer 中的顯示數據，和OpenGL 處理的數據有啥關系。

目前為止我還沒有弄明白 OpenGL 這塊，但是 framebuffer 這部分差不多了。這篇文章記錄了 framebuffer 的顯示數據相關內容。

1. 關于FIMD

    Tiny210v2 開發板屬于 s5pv210 的一種，在這塊開發板上，顯示部分又被叫做 FIMD，我不知道FIMD是什么的縮寫，但D應該和Display Controller有關系吧。

    FIMD 的主要功能就是獲取顯示數據，并將數據輸出到顯示屏。當然期間會對顯示數據進行處理：

    FIMD一共支持5個layer，在SoC用戶手冊中，將layer成為window，源代碼中也叫做window。

    FIMD可以通過AXI總線從內存或者Camera哪里獲取到顯示數據，并進行合成。

2. 內核配置 framebuffer

    通過 make menuconfig 可以配置 framebuffer 相關的內容。

    保存以后，在 .config 文件中可以找到相關配置內容。

        .config

        --------------------------------------------------

        CONFIG_FB_S3C_DEFAULT_WINDOW=2

        CONFIG_FB_S3C_NR_BUFFERS=3

        CONFIG_FB_S3C_NUM_OVLY_WIN=1

        CONFIG_FB_S3C_NUM_BUF_OVLY_WIN=3

    同樣也會在頭文件中生成宏定義：

        include/generated/autoconf.h

        --------------------------------------------------

        #define CONFIG_FB_S3C_DEFAULT_WINDOW 2

        #define CONFIG_FB_S3C_NR_BUFFERS 3

        #define CONFIG_FB_S3C_NUM_OVLY_WIN 1

        #define CONFIG_FB_S3C_NUM_BUF_OVLY_WIN 3

    CONFIG_FB_S3C_DEFAULT_WINDOW 是指 默認的 window， 0-4。

    CONFIG_FB_S3C_NR_BUFFERS 是指 window 的buffer數，3個就是 trebble-buffer，2個就是double-buffer。

    其中第一個是正在顯示的數據，又叫onscreen，其他幾個是后臺描畫的數據，又叫offscreen，通過 flip 操作可以將 onscreen 數據和offscreen 數據交換。

    CONFIG_FB_S3C_NUM_OVLY_WIN 是 OVERLAY window， 0-4。

    CONFIG_FB_S3C_NUM_BUF_OVLY_WIN 是指 OVERLAY window 的buffer數，和 CONFIG_FB_S3C_NR_BUFFERS 一個意思。

3. 顯示數據buffer

    內核初始話過程中，為這些window 的 buffer 預留了一部分內存。

    具體看下面的代碼：

    初始化函數會首先映射內存空間：

        MACHINE_START(MINI210, 'MINI210')

            /* Maintainer: Kukjin Kim */

            .boot_params    = S5P_PA_SDRAM + 0x100,

            .fixup            = mini210_fixup,

            .init_irq        = s5pv210_init_irq,

            .map_io            = mini210_map_io,

            .init_machine    = mini210_machine_init,

        #ifdef CONFIG_S5P_HIGH_RES_TIMERS

            .timer            = &s5p_systimer,

        #else

            .timer            = &s5p_timer,

        #endif

        MACHINE_END

    在映射內存空間中，保留了一部分內存，保留的大小就和window 以及 buffer數有關系：

    大小是 800 x 480 x 2個window x 3個buffer x RGBA的4字節,這是給通常顯示數據的，

    除此之外，還預留了 YUV 的數據區域，1280 x 720 x 3個buffer x Y的一個字節數據 + 1280 x 720 x 3個buffer x UV的一個字節數據。

    另外還有一個 4096 字節大小的 數據。

    這些數據我只理解了 RGBA 數據， YUV 的數據不知道是干啥的？ 難道是給 HDMI 輸出用的？

        arch/arm/mach-sp5v210/Mach-mini210.c

        --------------------------------------------------

        /* Multimedia support */

        #define LCD_WIDTH                800

        #define LCD_HEIGHT                480

        #define BYTES_PER_PIXEL            4

        #define NUM_BUFFER_OVLY            (CONFIG_FB_S3C_NUM_OVLY_WIN * CONFIG_FB_S3C_NUM_BUF_OVLY_WIN)

        #define NUM_BUFFER                (CONFIG_FB_S3C_NR_BUFFERS + NUM_BUFFER_OVLY)

        #define PXL2FIMD(pixels)        ((pixels) * BYTES_PER_PIXEL * NUM_BUFFER)

        #define S5PV210_VIDEO_SAMSUNG_MEMSIZE_FIMD        PXL2FIMD(LCD_WIDTH * LCD_HEIGHT)

        static struct s5p_media_device mini210_media_devs[] = {

            ......,

            {

                .id            = S5P_MDEV_FIMD,

                .name        = 'fimd',

                .bank        = 1,

                .memsize    = S5PV210_VIDEO_SAMSUNG_MEMSIZE_FIMD,

                .paddr        = 0,

            },

            ......,

        }

        static void __init mini210_map_io(void)

        {

            ......

            frame_size = lcd->width * lcd->height * BYTES_PER_PIXEL;

            fimd_size = ALIGN(frame_size, PAGE_SIZE) * NUM_BUFFER;

            if (frame_size > 0x200000) {

                fimd_size += ALIGN(frame_size, PAGE_SIZE) * 2;            // Not used

            }

            /* Reserve 0x003f6000 bytes for PVR YUV video, and 1 page */

            fimd_size += ALIGN(1280*720, PAGE_SIZE) * 3;

            fimd_size += ALIGN(1280*360, PAGE_SIZE) * 3 + PAGE_SIZE;

            if (fimd_size != S5PV210_VIDEO_SAMSUNG_MEMSIZE_FIMD) {

                mini210_fixup_bootmem(S5P_MDEV_FIMD, fimd_size);

            }

            ......

            s5p_reserve_bootmem(mini210_media_devs, ARRAY_SIZE(mini210_media_devs), S5P_RANGE_MFC);

            ......

        }

    這些內存是PAGE對齊的，對齊的部分參考下面的算法。

    PAGE_SIZE 大小是 4096。

        include/linux/Const.h

        --------------------------------------------------

        #ifdef __ASSEMBLY__

        #define _AC(X,Y)    X

        #define _AT(T,X)    X

        #else

        #define __AC(X,Y)    (X##Y)

        #define _AC(X,Y)    __AC(X,Y)

        #define _AT(T,X)    ((T)(X))

        #endif

        arch/arm/include/asm/Page.h

        --------------------------------------------------

        #define PAGE_SHIFT        12

        #define PAGE_SIZE        (_AC(1,UL) << PAGE_SHIFT)

        include/linux/Kernel.h

        --------------------------------------------------

        #define __ALIGN_KERNEL_MASK(x, mask)    (((x) + (mask)) & ~(mask))

        #define __ALIGN_KERNEL(x, a)        __ALIGN_KERNEL_MASK(x, (typeof(x))(a) - 1)

        #define ALIGN(x, a)        __ALIGN_KERNEL((x), (a))

4. 內核關于FIMD內存預留的相關debug log

    在內核的 boot log 中，我們可以找到關于內存預留的log：

        dmesg log :

        --------------------------------------------------

        [    0.000000] s5p: 13060 kbytes system memory reserved for fimd at 0x3c330000, 1-bank base(0x3c330000) 

        [    0.648804] fimd at 0x3c330000

5. 物理內存視圖

    畫了一個簡單的物理內存布局圖，可以看到 RGBA 部分的數據，其實一共給 2 個 window 預留了。

        |              |

        |--------------|

        |              |0x3CFF0000 -- 0x3CFF0FFF || ????

        |--------------|

        |              |0x3CF7F000 -- 0x3CFEFFFF ||

        |--------------|                         ||

        |              |0x3CF0E000 -- 0x3CF7EFFF || treble-buffer YUV( UV ) framebuffer : 1280 x 360 x 1 byte

        |--------------|                         ||

        |              |0x3CE9D000 -- 0x3CF0DFFF ||

        |--------------|                           

        |              |0x3CDBC000 -- 0x3CE9EFFF ||

        |--------------|                         ||