Dual display on msm8937

转自：https://shiminblog.github.io/dual-dsi-msm8937/

简述

在 MSM8937 上有支持了 dual dsi 功能，本人在 msm8937-android6.0 上将其调通，以下简记其实现的思路以及关键代码片段。

高通支持的双屏有两种方式：其一为将一副图片左右均分，然后通过两个 DSI 硬件接口刷到屏幕上去，似乎在 MSM8952 上就是这种方式；其二为将一副图片不做分割操作，直接通过两个 DSI 硬件接口刷到屏幕上去，在 MSM8937 上则是支持的这种方式。

对于双屏显示功能，市面上最吸引人的其实是双屏异显。如果将一副图片左右均分，给人感觉上是双屏异显了，但它其实还是双屏同显。而 MSM8937 已经支持了一幅图片完整的刷到了两个屏幕上，证明从硬件资源上来看，其双屏异显是可以实现的—APP通过多媒体路由技术即可实现该功能。

高通的思路是，MSM8937 上两个 DSI 接口，其中主 DSI 接口接 MIPI 屏，副 DSI 接口挂一个 DSI-2-HDMI 的转换芯片，从上到下整个软件结构也是这样实现的。如果两个 DSI 接口都要挂 MIPI 接口的屏，则在驱动层需要做一些工作。

在原生的 MSM8937 dual dsi 思路中，主屏是必须要有的，起码在软件配置上要存在的；然后 HDMI 驱动注册的时候，会有一个 uevent 事件上报到用户空间，当 HAL 层的监听事件监听到该事件以后，就会做一些操作，包括设置 HDMI 的输出分辨率等等。

HAL 层和 Kernel 层 uevent 关联的字符串为： “change@/devices/virtual/switch/hdmi”。同时，HAL 层和 Kernel 层 show/store 关联的字符串为： “sys/devices/virtual/graphics/fb1/res_info”。当然， uevent 和 show()/store() 都属于 sysfs 系统的一部分。

HAL

在 Android 6.0 和 Android 7.0 上，SurfaceFlinger 通过对 loadFbHalModule() 和 loadHwcModule() 的调用，会在 HAL 层创建出一个监听 HDMI 热插拔事件的线程出来。以下为代码逻辑。

int HWCSession::Open(const hw_module_t *module, const char *name, hw_device_t **device) 被注册为 HAL 层 struct hw_module_methods_t 的 open()函数：

static sdm::HWCSession::HWCModuleMethods g_hwc_module_methods;hwc_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {.common = {.tag = HARDWARE_MODULE_TAG,.version_major = 2,.version_minor = 0,.id = HWC_HARDWARE_MODULE_ID,.name = "QTI Hardware Composer Module",.author = "CodeAurora Forum",.methods = &g_hwc_module_methods,.dso = 0,.reserved = {0},}
};

在 open 的时候，调用 Init：

int HWCSession::Open(const hw_module_t *module, const char *name, hw_device_t **device)
{int status = hwc_session->Init();
}

在 Init 中会创建一个 uevent 监听线程：

int HWCSession::Init() {if (pthread_create(&uevent_thread_, NULL, &HWCUeventThread, this) < 0) { }
}  void* HWCSession::HWCUeventThread(void *context) {return reinterpret_cast<HWCSession *>(context)->HWCUeventThreadHandler();
}  void* HWCSession::HWCUeventThreadHandler() {static char uevent_data[PAGE_SIZE];int length = 0;prctl(PR_SET_NAME, uevent_thread_name_, 0, 0, 0);setpriority(PRIO_PROCESS, 0, HAL_PRIORITY_URGENT_DISPLAY);if (!uevent_init()) {DLOGE("Failed to init uevent");pthread_exit(0);return NULL;}while (!uevent_thread_exit_) {// keep last 2 zeroes to ensure double 0 terminationlength = uevent_next_event(uevent_data, INT32(sizeof(uevent_data)) - 2);if (strcasestr(HWC_UEVENT_SWITCH_HDMI, uevent_data)) {DLOGI("Uevent HDMI = %s", uevent_data);int connected = GetEventValue(uevent_data, length, "SWITCH_STATE=");if (connected >= 0) {DLOGI("HDMI = %s", connected ? "connected" : "disconnected");if (HotPlugHandler(connected) == -1) {DLOGE("Failed handling Hotplug = %s", connected ? "connected" : "disconnected");}}} else if (strcasestr(HWC_UEVENT_GRAPHICS_FB0, uevent_data)) {DLOGI("Uevent FB0 = %s", uevent_data);int panel_reset = GetEventValue(uevent_data, length, "PANEL_ALIVE=");if (panel_reset == 0) {if (hwc_procs_) {reset_panel_ = true;hwc_procs_->invalidate(hwc_procs_);} else {DLOGW("Ignore resetpanel - hwc_proc not registered");}}}}pthread_exit(0);return NULL;
}

在 HWCSession::HWCUeventThreadHandler() 中，首先调用 uevent_init() 创建 uevent 监听套接字，然后再调用 uevent_next_event()循环读取 uevent 数据。一旦 kernel 发送了 “change@/devices/virtual/switch/hdmi” 或者 “change@/devices/virtual/graphics/fb0” 相关的字符串，这里就可以进入 HotPlugHandler()进行相关的工作了。

当这里检测到了 HDMI uevent 插入事件以后，系统就会跑到 HDMI 设置相关的部分去了。其中最需要注意的是，HDMI 驱动在注册的时候，会读取到 HDMI 的 EDID 数据，该数据中包含了当前 HDMI 芯片支持的分辨率大小和一些其他数据。在 HAL 层，程序会通过 sysfs 去文件节点“sys/devices/virtual/graphics/fb1/res_info” 读取该数据，并通过该数据，来设置 MSM8937 输出的分辨率。需要关注的两个函数是：

  DisplayError HWHDMI::GetDisplayAttributes(uint32_t index, HWDisplayAttributes *display_attributes){}；  DisplayError HWHDMI::SetDisplayAttributes(uint32_t index){}；

需要注意的是，MSM8937 会将读取到的分辨率长和宽进行交换，然后进行设置。如果是 MIPI 屏的话，这里的长宽就不能交换。或者说，想办法让其把长宽交换回来。

以上内容，在 msm8937-Android 6.0 和 msm8937-Android 7.0 上可以参考 hardware/ 目录下的 hw_hdmi.cpp 和 hwc_session.cpp 两个文件。

Kernel

在 Kernel 中，MSM8937 有一个 DBA 的层，其全拼应该是 Display Bridge Abstract，显示桥抽象层。这样做的目的是因为，在 kernel 中，一部分 HDMI 驱动为 DSI-2-HDMI 转换芯片驱动，而有的芯片上，是直接集成了 HDMI 芯片，不需要转换这个过程了。

在 Kernel 中，在 DSI 控制器 probe 完毕的时候，会创建 dsi-dba 的 workqueue，在该 work 中，会去做一些 DBA 相关的初始化，最重要的就是，给当前的 DBA 设置一个默认的分辨率，如果后续桥接芯片(这里指的就是 HDMI 芯片吧)中返回的 EDID 数据中没有分辨率数据或者分辨率数据不符合要求，则 HAL 将根据这里设置的默认分辨率进行平台输出设置。

以下为上述过程的代码片段：

static int mdss_dsi_ctrl_probe(struct platform_device *pdev)
{ctrl_pdata->workq = create_workqueue("mdss_dsi_dba");INIT_DELAYED_WORK(&ctrl_pdata->dba_work, mdss_dsi_dba_work);
}

上面注册了延时工作。

static void mdss_dsi_dba_work(struct work_struct *work)
{pinfo->dba_data = mdss_dba_utils_init(&utils_init_data);
}

上面的 work 函数中会对 DBA 进行一系列的初始化。

void *mdss_dba_utils_init(struct mdss_dba_utils_init_data *uid)
{/* initialize DBA registration data */info.instance_id = uid->instance_id;info.cb = mdss_dba_utils_dba_cb;info.cb_data = udata;/* register client with DBA and get device's ops*/udata->dba_data = msm_dba_register_client(&info, &udata->ops);/* create sysfs nodes for other modules to intract with utils */ret = mdss_dba_utils_sysfs_create(uid->kobj);/* register with edid module for parsing edid buffer */udata->edid_data = hdmi_edid_init(&edid_init_data);/* Initialize to default resolution */hdmi_edid_set_video_resolution(uid->pinfo->edid_data,DEFAULT_VIDEO_RESOLUTION, true);
}

上面的 msm_dba_register_client() 会根据配置的 chip_name 和 instance_id 进行注册。如果其发现在配置文件中的这两个字段的值，同 HDMI 驱动注册的值不相同，这里就不能继续下去了，整个 DBA 的初始化也就终止了。

在 hdmi_edid_set_video_resolution() 函数中则是设置一个默认的分辨率。为了读写当前 HDMI 的分辨率，kernel 中提供了以下两个函数：

static ssize_t hdmi_edid_sysfs_rda_res_info(struct device *dev,struct device_attribute *attr, char *buf)；
static ssize_t hdmi_edid_sysfs_wta_res_info(struct device *dev,struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)；

static DEVICE_ATTR(res_info, S_IRUGO

S_IWUSR, hdmi_edid_sysfs_rda_res_info,hdmi_edid_sysfs_wta_res_info);

而在 DBA 设备连接到 MSM8937 上的时候，DBA 芯片驱动会发出一个 MSM_DBA_CB_HPD_CONNECT 的事件，告知 DBA 层有桥接芯片连接成功，接着，DBA 抽象层就发送 uevent 事件到 HAL 层进行处理。

static void mdss_dba_utils_dba_cb(void *data, enum msm_dba_callback_event event)
{switch (event) {case MSM_DBA_CB_HPD_CONNECT:if (pluggable) {mdss_dba_utils_notify_display(udata, 1);               }}
}

mdss_dba_utils_dba_cb() 是在 mdss_dba_utils_init() 里面注册的回调函数。它会根据桥接芯片上报的各种事件，进行处理。

static void mdss_dba_utils_notify_display(struct mdss_dba_utils_data *udata, int val)
{switch_set_state(&udata->sdev_display, val);
}  void switch_set_state(struct switch_dev *sdev, int state)
{kobject_uevent_env(&sdev->dev->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
}

这里最终就到了 uevent 处理的地方了。

Dual dsi 之 Dual mipi 屏

在 MSM8937 的 MIPI + HDMI 的框架上实现 MIPI + MIPI，其实已经非常简单了。

首先如上所分析，MSM8937 本来就是双 DSI，这在硬件上已经满足了双 MIPI；
再次，只要给一个正确的 uevent 事件，HAL 层的监听线程就能工作了。

则我们可以按照 HDMI 的要求，在 Kernel 进行配置各项参数—可以根据代码流程，需要什么参数，就配置什么参数。然后在开机启动后的一定时间，通过 Kernel 向 HAL 报一个假的 uevent 事件，让 HAL 层误以为有桥接芯片连接上了。

需要配置的参数如下：

qcom,dba-panel;
qcom,bridge-name；
qcom,pluggable;
qcom,bridge-index

需要注意的是，DSI-2-HDMI芯片，可能 reset 的方式同 MIPI 屏不同，则处理的地方也就不同。在 MSM8937 默认的驱动框架中，是没有给 DSI1接口做 GPIO reset操作的，需要给 DSI1 的接口加上 MIPI 屏 reset 的代码，否则屏是不会亮的。

Dual dsi 之双屏异显

关于这个功能，google-android 有给出文档说明和 demo，其 APP 有两种方法进行选屏操作：一是 media router；二是 display manager。详细内容为如下连接：

Android 双屏异显选屏操作

(注意，可能需要翻墙)