(转)三星HDMI驱动框架解析

news/2024/2/28 16:27:51

原文:http://blog.csdn.net/liukun321/article/details/18452663

本文主要简述S5pv210处理器的 HDMI 接口在 Linux 3.0.8 内核下的驱动框架。
        现在三星的主流处理器基本都支持HDMI,使用HDMI也有段时间了,却一直不知道它是怎么工作的,只知道linux和android下都会有一个HDMI-service的用户服务程序。然后底层会有HDMI驱动。知道HDMI 和framebuffer有点关系,却不知道两者是如何联系在一起的。从知道HDMI以来就觉得它神秘,出于好奇,决定揭开它的面纱一探真容。按照我的思路从下面四个方面并依照源码简单剖析一下Samsung S5pv210 处理器HDMI 在linux3.0.8下的驱动框架。
•      1.1 何为HDMI,HDMI总线协议发展概况
•      1.2  HDMI驱动框架
•      1.3  从源码,看HDMI设备驱动框架
•      1.4   从“疑问???”猜答案。(透过HDMI-service剖析HDMI与Framebuffer的关系。)
1.1  何为HDMI,HDMI总线协议发展概况
         高清晰度多媒体接口(英文:HighDefinition Multimedia Interface,HDMI)是一种数字化视频/音频接口技术,是适合影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影音信号,最高数据传输速度为5Gbps。下面给出的是HDMI typeA型的公母头,另外HDMI 还有typeB typeC 两种类型的插头。
                                                                     
       HDMI不仅可以满足1080P的分辨率,还能支持DVDAudio等数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,可以传送无压缩的音频信号及视频信号。 HDMI的设备具有“即插即用”的特点 。从下面的图片我们看一下个版本HDMI的差别
 


   
在s5pv210处理器上的HDMI模块是1.3版,Exyson4412上用的是1.4版。4412在hdmi上的优势从上面的图就一目了然了。从数据手册上可以得到s5pv210处理器HDMI的基本参数:

 
 
1.2  HDMI驱动框架
       在介绍HDMI的驱动框架之前,首先需要了解一下HDCP,HPD,DDC 这几个新名词指的是什么,否则直接深入源码只会搞得晕头转向,然后就会觉得HDMI这玩意高深的不得了。其实它不怎么深。。。^_^
•      HDCP: HDCP的全称是High-bandwidthDigital Content Protection,也就是“高带宽数字内容保护”。
•      DDC: HDCP数据秘钥在CPU和显示设备间的交换以及EDID(EDID中包含有关显示器及其性能的参数)要通过hdmi 接口的两个DDC(IIC总线)引脚实现.(实质是实现一个IIC设备驱动)
•      HDP:Hot PlugDetection,在HDMI的一对联接中,为热插拔的实现而设计的。简单地说,当发送端接入接受端时,接受端会回应HPD信号给发送端,进而发送端会启动DDC通道,而读取接受端EDID的信息,然后进行HDCP的交互,如果双方认证成功,则视频、音频正常工作,否则联接失败,不同系统会有不同的处理。
     HDCP,HPD,DDC 这几个新名词清楚了,那就得想想它们作为HDMI的一个组件(这个词不清楚用的是否恰当)之间有什么样的联系呢?其实上面说的已经差不多了,我再简单总结下:
     HDCP起到一个数字内容保护的作用,它的秘钥交换需要用到IIC总线,也就是HDMI的DDC通道。另外HDMI还需要从显示设备获得显示相关参数(EDID),比如分辨率等显示信息。这个信息也是通过IIC总线交互的,走的也是DDC通道。HPD就不用多说了,HDMI热插拔后的“工作”全靠它了。Linux驱动需要分别实现这几个组件的驱动,这几个组件的驱动相互配合共支撑实现了HDMI 驱动。下面就先把HDMI框架画出来。

                                         

         这里还需要介绍一下CEC:可以简单理解 当您有很多HDMI设备通过HDMI线,切换器或者分配器连在一起的时候,如果所有的HDMI产品都支持CEC功能,那么可以利用其中一台的遥控器可以去控制其他的设备. 这就是CEC功能。210也提供了HDMI cec的驱动源码,并且生成了供给用户空间操作的设备文件(它是作为混杂设备被注册进内核),从上面的框图也可以看到,CEC驱动的实现不同于HDCP、HPD、DDC 等组件的驱动向内核空间提供了函数接口。CEC驱动中仅实现了file_operation操作方法,供给用户对设备文件操作时调用。并没有对内核空间暴露函数接口。
         再简单说明下框架:在linux 3.0.8中HDMI作为TV_OUT的一部分,TV_OUT驱动注册时,HDMI作为TV_OUT的一个子系统被初始化。【当TV_OUT的探针函数(static int __devinit s5p_tv_probe(struct platform_device *pdev))被执行时,会调用HDMI相关初始化函数s5p_hdmi_probe(pdev,3, 4);】。并且同时会注册一个符合V4L2标准的设备,因此用户空间对HDMI设备(video14)的基本操作如设置分辨等操作符合V4L2标准操作(这个在后面还会根据源码深入分析)。而CEC HDCP DDC HPD作为HDMI的组件,他们的驱动实现即为HDMI驱动的实现提供函数接口(HDCP DDC HPD 这三个组件的驱动会互相暴露函数调用),也为用户空间提供了操作这个组件的方法(HPD CEC这两个组件的驱动向用户空间提供了操作方法)。
         通过上面的框图可以看到,我们在用户空间可以看到的跟HDMI相关的设备文件只有三个,分别是CEC HPD video14 这三个设备文件,根据驱动中实现的方法应用程序可以通过这三个设备文件分别是实现HDMI CEC功能操作、读取热插拔HDMI设备状态、对HDMI设备操作。这三个设备文件是如何生成的,他们提供了哪些操作方法呢?看下面的分析----------
 
1.3  透过源码看HDMI设备驱动框架的实现
          HDMI的这几个组件都有自己的驱动源文件,下面就分开看看各组件驱动的实现及其在HDMI主体驱动中的作用
HDMI DDC 驱动:
         
先来看看HDMI DDC驱动,DDC驱动实际上实现了一个标准IIC设备的驱动。
DDC设备注册:
DDC设备结构,在板级初始化时被注册进内核mach-XXX210.c(我用的是tiny210 mach-mini210.c)

这是DDC设备结构体,其中包含了DDC设备IIC总线上的地址信息。在mini210_machine_init(void) 函数中会调用:
i2c_register_board_info(1,mini210_i2c_devs1,ARRAY_SIZE(mini210_i2c_devs1));函数将这个结构注册进内核。如下图所示:

再看一下DDC驱动注册:

           这是DDC驱动的结构体。在内核启动后start_kernel  -->rest_init() -->kernel_init() --> do_basic_setup()  -->do_initcalls()  执行到do_initcalls函数时所有带有__init标示的函数被顺序执行这里ddc_init函数就被执行了,将上面的驱动结构注册进内核如下图:



   若IIC总线上设备、驱动匹配,则ddc_probe函数被执行。ddc_probe函数内容如下:

     ddc_probe函数被执行后会获得IIC设备资源,主要是IIC设备地址信息。
        DDC驱动中实现了两个方法,这两个方法不暴露给用户,暂且称为“内核API”(这种说法不太准确,为了方便后面暂且这么叫).驱动将这两个方法,提供给HDMI 的HDCP驱动调用(HDCP 秘钥的交换需要用到DDC组件)。这两个方法的实现如下:


DDC驱动内容大致就这么多
 
 HDMI HDCP 驱动:
下面了解一下HDCP驱动:
        HDCP驱动完全没有给用户空间提供操作接口,对用户空间来说感觉不到它的存在,但是驱动提供了“内核API”供HDMI 驱动及其它组件调用。对外暴露的函数列表如下:
static ints5p_hdcp_is_reset(void) //函数功能:判断HDCP的自旋锁是否已经被获取如果被获取返回1,否则返回0.函数未被调用。
static bools5p_set_hpd_detection(bool detection, bool hdcp_enabled,struct i2c_client*client)// 函数功能:检测HPD引脚状态,函数未被调用。
int s5p_hdcp_init(void)//函数功能:初始化HDCP
bool s5p_start_hdcp(void)// 函数功能:开启HDCP功能,并从显示设备获得秘钥。
bool s5p_stop_hdcp(void)// 函数功能:关闭HDCP功能
ints5p_hdcp_encrypt_stop(bool on)// 函数功能:当HDMI接口拔下时,会执行这个函数,停止HDCP加密
int s5p_hdmi_set_dvi(boolen)// 函数功能:设置开启/关闭DVI 标志
voids5p_hdmi_set_audio(bool en)// 函数功能:设置开启/关闭 PCM流无损音频输出 标志
ints5p_hdmi_audio_enable(bool en)// 函数功能:开启音频输出
ints5p_hdmi_set_mute(bool en) // 函数功能:设置声音图像消隐 开启/关闭 标志
ints5p_hdmi_get_mute(void) // 函数功能:获得声音图像消隐 开启/关闭 标志状态
voids5p_hdmi_mute_en(bool en) // 函数功能:开启声音图像消隐
 
        顺便提一下什么是声音图像消隐:简单来说就是显示设备的声音至于静音状态、图像至于黑屏状态。比如HDMI输出设备在切换分辨率、Color Space、开关机等操作时,显示设备可能会看到一些过度花屏的现象,所以,HDMI输出设备在进行相应操作之前,发送给显示设备一个AVMute信号,让显示设备至于黑屏静音状态,等待HDMI输出设备切换好后,再发送一个Clear AVMute信号,让显示设备再开机,这样,切换过程中的花屏现象就会被屏蔽掉。
 
HDCP驱动大致就提供了这些接口函数,供HDMI驱动的其它组件调用。
 
HDMI HPD 驱动:
然后再介绍一下HPD驱动:
         HPD驱动使用了Platform&misc框架。 设备结构注册到内核,驱动结构体注册到内核,设备驱动匹配后,HPD 的探针函数中(probe)获得设备资源,并注册一个混杂设备,这时会在根文件系统生成设备文件HPD,用户可以通过驱动所支持的方法,操作设备文件,从而获得HDMI HPD引脚线的状态。这段文字用源码的形式展现如下:
Mach-mini210.c文件中,HPD设备结构的定义如下

作为板级平台设备,上面的结构包含在mini210_devices数组中


系统平台设备初始化(mini210_machine_init(void) ----àplatform_add_devices)时,将设备结构s5p_device_hpd注册进内核。

 
下面的代码在函数 s5p_hpd_init 中将驱动结构 s5p_hpd_driver 注册进内核

当platform的设备和驱动匹配后执行probe探针函数

探针函数s5p_hpd_probe 中注册将HPD注册为一个混杂设备,设备结构体如下

         可以看到这个驱动中的file_operations结构实现了 s5p_hpd_open、s5p_hpd_release 、s5p_hpd_read 、s5p_hpd_poll 这几个方法。用户可以通过read 系统调用实现读取HPD引脚的状态。
另外HPD驱动中还有三个函数(方法):
int s5p_hpd_get_state(void)
int s5p_hpd_set_hdmiint(void)
int s5p_hpd_set_eint(void)
这三个操作方法,作为Kernel API  供给HDMI驱动核心调用,分别用于获取当前HDMI接口状态、上电初始化HDMI HPD  、及上电初始化HPD引脚中断。
 
HDMI 主设备驱动
下面就要进入HDMI驱动最精彩的部分了,HDMI 设备的注册:HDMI作为TV_OUT的一部分,设备资源包含在TV_OUT设备资源结构中如下图数组中下标为3、4的元素:
 

下面是TV_OUT的设备结构体:

它作为板级平台设备,被下面的数组包含


 
在mini210_machine_init函数中 的 platform函数被调用时注册进内核


下面是TV_OUT的设备结构体:

它作为板级平台设备,被下面的数组包含


 
在mini210_machine_init函数中 的 platform函数被调用时注册进内核

 

下面是TV_OUT的驱动结构体

在s5p_tv_init函数中 s5p_tv_driver 被注册进内核

当platform的设备和驱动匹配时执行探针函数(probe)s5p_tv_probe

         这个probe函数中与HDMI相关的s5p_hdmi_probe 函数被调用,完成HDMI设备的初始化。
紧接着,在probe函数中,下面红框内调用video_device_register 函数,将HDMI设备注册,
函数会获得s5p_tvout这个结构,

        并会被注册为遵循V4L2框架的 video设备,对HDMI的操作函数嵌入到v4l2框架。,然后会在根文件生成名为 video14 的设备文件(.minor = TVOUT_MINOR_TVOUT, 这个元素中TVOUT_MINOR_TVOUT宏展开为14 )。

而对video14(HDMI)设备的操作函数最终通过V4L2框架封装暴露给用户空间,实现的操作方法如下:

符合V4L2框架的ioctl操作
到此为止我们已经可以通过/dev/video14  设备文件,按照V4L2规范对HDMI进行操作了。


 
HDMI CEC驱动 暂略后面会补上
1.4疑问???
到现在为止,我们应该还有一个疑问,用户空间是如何使用HDMI设备的,由此可以引出四个问题:
•      在用户空间如何配置HDMI?
•      HDMI显示数据从哪来?
•      HDMI显示和Framebuffer有何关联?
从android的HDMI-service 我们可以看到,在Service中打开HDMI 设备:(/device/samsung/proprietary/libhdmi/SecHdmi.cpp)


          并且会在Overlay的初始化过程将HDMI显示与Framebuffer关联起来。在overlay.cpp 中会在系统启动时对HDMI进行初始化,将帧缓冲内存映射到HDMI 显示缓冲区中。源码中的buffer指针指向帧缓冲区

       经过上述方法,实现了帧缓冲区向HDMI接口的映射。我们在应用程序中,只需要向帧缓冲区中写入图像数据就会通过HDMI输出到显示设备上(HDMI-service正常工作做的前提下,HDMI-service在系统启动后被启动,用来初始化HDMI基本参数,如分辨率等)。
映射完成后 framebuffer与HDMI 的关系如下图:

         至此HDMI驱动框架介绍完毕。由于网上基本搜不到210 HDMI的linux驱动相关信息,以上内容都是通过读源码分析总结的,可能会有一些认识错误,还请大家在阅读后及时指正,谢谢。

转载于:https://www.cnblogs.com/yinsua/p/3525847.html


http://www.ppmy.cn/news/637965.html

相关文章

IGD Display Switch

IGD Display Switch 1. Introduction IGD OpRegion是intel为了改善传统的Integrated Graphics Driver和BIOS之间的通信机制即SMI、INT10存在的缺陷(SMM mode有可能会影响OS的稳定性,Int 10则有可能受限于OS),而引入的一种新的接口。它使用SC…

rk3566 HDMI 热插拔HDMI显示无信号

环境: rk3566 android11 kernel 内核版本,4.19.172 问题描述: hdmi热插拔相关的问题,当插入HDMI 系统开机启动,并正常运行,HDMI有显示且显示正常,进行热插拔也是没有问题的,当不插…

赶赴一场夏日盛宴丨千岛湖夏季团建旅行攻略

千岛湖的秀丽景色让人惊艳,也是江浙沪地区热门的团建目的地之一; 千岛湖 千岛湖团建元素:【千岛湖风景区】【山顶观景台】【皮划艇】【环湖骑行】【卡丁车】【高空闯关】【篝火晚会】【湖畔烧烤】【高空跳伞】 【千岛湖山顶观景台】 站在湖畔…

《Linux操作系统编程》第九章 数据查找和筛选工具 : 了解流编辑器sed和报表生成器awk的简单使用

🌷🍁 博主 libin9iOak带您 Go to New World.✨🍁 🦄 个人主页——libin9iOak的博客🎐 🐳 《面试题大全》 文章图文并茂🦕生动形象🦖简单易学!欢迎大家来踩踩~&#x1f33…

关于windows微软账号登陆不进去的问题

其实已经有很多大佬给出了这个问题的解决方式 我尝试过大佬们的方法,例如修改DNS、更换网络、开启服务、重置浏览器等等操作。 但是我的问题仍然解决不了,登陆账号不是转圈圈就是无网络 偶然一次打游戏的机会 我发现这个游戏加速器(小黑盒…

dota2已连接协调服务器,正在登陆中的解决办法

这两天,家里有亲戚过世,暗恋的小姑娘跟别人出去玩了,心情不好,打开dota2,连了好几次都没连上,按网上的说法清除缓存,重启电脑都试过了,不行,后来发现,我是手机…

微软账户无法登录

最近遇到了微软账户无法登录问题。 所有有关微软的账户都无法登录,包括0x80190001问题。 尝试了以下方法: 1 设置DNS,没用。 2 创建新的用户管理账户登录,没用。 3 管理员身份运行netsh int ip reset,还是没用。 …

Win11系统在administered账户下无法登录微软账户显示:哎呀,出错了。解决方法。

昨天新安装了win 11系统,在安装好软件后发现无法登录微软账户,折腾一晚上网上大部分解决方式是新创建账户,然后在新创建账户中登录微软账户。再把administered账户使用管理员运行命令符:net user administrator /active:no&#x…

win10无法登陆你的账号

问题: 有的时候修改了注册表,会出现这样的问题,管理员账号时效,就会每次 会以一个临时账号登陆,那么设置都会没有,都要重新设置。网上看了很多办法, 最常见的就是找到注册表,删除.…

dota2无限寻找服务器中,Win10玩《DOTA2》提示“已连接至DOTA2游戏协调服务器,正在登陆中”的解决方案...

《DOTA2》游戏,是一款RPG有些,在国内的玩家有很多,最近有位小伙伴打算在Win10电脑上与朋友一起玩《DOTA2》,却一直提示“已连接至DOTA2游戏协调服务器,正在登陆中”,无法顺利进入该游戏,很是郁闷…

您的计算机无法访问dota2服务器,提示“已连接至DOTA2游戏协调服务器,正在登陆中”该如何解决?...

《DOTA2》游戏,是一款RPG有些,在国内的玩家有很多,最近有位小伙伴打算在Win10电脑上与朋友一起玩《DOTA2》,却一直提示“已连接至DOTA2游戏协调服务器,正在登陆中”,无法顺利进入该游戏,很是郁闷…

关于Steam服务器登录的一些问题的解决方案

关于Steam服务器登录的一些问题的解决方案 由于Steam商店国内在逐渐受到网络限制,导致大家在使用平台时产生无法登陆,正在验证登录信息等问题,以至于购买游戏,查看个人资料,添加好友,访问社区,…

微软账户登录不了问题

问题描述: 为了使用newbing需要登录微软账号,但是公司电脑访问微软账号十分的慢,一登录就转圈。 问题原因: 和宽带采用的上网方式(IPV4和IPV6)和dns解析有关系由于国内基本都采用IPV4的方式,下文对IPV4的…

关于VS无法登录账号问题

概述 最近发现安装vs2013社区版后,无法登录微软账号,通过搜索相关解决方法,发现修改注册表的方式有效,故记录如下。 步骤 打开注册表编辑器 执行win r操作,呼出运行窗口,输入regedit,点击确…

蒸汽平台进dota2显示连接不上服务器,《Dota2》蒸汽平台接入公告 改变登陆方式,不影响道具...

之前《DOTA2》、《CS:GO》国服官网发布接入公告,确认蒸汽平台将于2021年2月9号开始进行测试。今日,《DOTA2》国服官方发布的接入公告进行更新,其中回答了一些玩家关于蒸汽平台的问题。其中透露接入完成后,玩家可以继续…

dota2中断与服务器连接,dota2断开服务器连接

客户端缺少文件(重装的客户端往往不包含更新),验证游戏的完整性并修复。如果电脑和客户端都没问题,但是电脑运行客户端就有问题,这个的话,是兼容问题,最简单的办法就是,下载驱动精灵,更新显卡驱…

解决win10 win11登陆微软提示“哎哟出错了”登陆不了问题

电脑切换至本地账户后,重新用微软账号登录,提示最后一次输入密码,输入后下一步就一直哎呀,出错了。 提示: “哎呀,出错了,无论出现什么问题,有可能是我们的错误。请重试” 参考过知…

Steam账号无法登录第三方应用 / 网站的问题解决

Steam想必不用多说,作为国际上最大的游戏平台之一,甚至成为了很多人生活中必不可少的一部分。可是Steam也有一些槽点,例如,游戏太贵啊、错误代码啊(这个更新后好像有所好转,之后也会为大家推荐一些加速器&a…

战双帕弥什登入显示服务器错误,战双帕弥什渠道账号登陆失败怎么解决 解决方法...

战双帕弥什这款游戏小伙伴们都玩了吧,相信刚刚开服,小伙伴们一定遇到了各种各样的问题吧,那么小伙伴么你有没有遇到渠道账号登陆失败这种情况呢,今天小编就来跟大家讲讲解决方法! 1.问题原因分析: 虽然游戏…

win10无法登录到你的账户(已解决)

点进来的,都是正处于崩溃边缘的你,先安慰你一波,我昨天也是这个状态,误删了C盘用户名文件夹下的文件,导致win10账户无法登录,只要重启就弹出:“无法登录到你的账户,通常可以通过从你…
最新文章