Rockchip RK3399 - DRM驱动程序

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开发板：NanoPC-T4开发板
eMMC ：16GB
LPDDR3 ：4GB
显示屏：15.6英寸HDMI接口显示屏
u-boot ：2023.04
linux ：6.3
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如果我们需要编写一个DRM驱动，我们应该怎么做呢？具体流程如下：

(1) 定义struct drm_driver，并初始化成员name、desc、data、major、minor、driver_features、fops、dumb_create等；

(2)调用drm_dev_alloc函数分配并初始化一个struct drm_device；

(3) 调用drm_mode_config_init初始化drm_device中mode_config结构体；

(4) 调用drm_xxx_init创建 framebuffer、plane、crtc、encoder、connector 这5个 drm_mode_object；

在DRM子系统中是通过component框架完成各个功能模块的注册，比如在：

CRTC驱动程序：包含了plane和crtc的初始化工作；
HDMI驱动程序：包含了encoder和connector的初始化工作；
edp驱动程序：包含了encoder和connector的初始化工作；
......

(5) 调用drm_dev_register注册drm_device；

创建drm设备节点/dev/dri/card%d；
注册plane、crtc、encoder、connector这4个drm_mode_object；

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一、显示子系统概述

显示子系统是Rockchip平台显示输出相关软硬件系统的统称，linux内核采用component框架来构建显示子系统，一个显示子系统由显示处理器（vop，video output processor）、接口控制器（mipi，lvds，hdmi、edp、dp、rgb、BT1120、BT656、I8080（MCU 显示接口）等)、液晶背光，电源等多个独立的功能模块构成。

那么问题来了，什么是显示处理器？

将在内存中的图像数据，转化为电信号送到显示设备称为显示控制器，比如早期的LCDC；
后面进行了拓展，可以处理一些简单的图像，比如缩放、旋转、合成等，如瑞芯的vop，高通的sde称为显示处理器；

显示处理器可以在没有CPU参与的情况下可以做一些简单的图像处理，比如：

缩放，旋转等操作；
支持多层，并可以进行合成，支持porter-duff；
支持多种显存格式（ARGB888,RGB565, 包括GPU输出的tile格式以及fbdc压缩格式）等；
支持生成时序信号如tcon，送给如mipi、lvds等接口；
支持多种分辨率；

1.1 硬件框图

整个显示系统的硬件框架如下图所示：

VOP 1.0显示子系统架构

VOP 2.0显示子系统架构

从上面的框图可以看到，在整个显示通路的最后端，是由RGA，GPU、VPU组成的显示图形加速模块，他们是专门针对图像处理优化设计的硬件IP，能够高效的进行图像的⽣成和进一步处理（比如GPU通过opengl功能提供图像渲染功能，RGA可以对图像数据进行缩放，旋转，合成等2D处理，VPU可以高效的进行视频解码），从而减轻CPU负担。

经过这些图像加速模块处理后的数据会存放在DDR中，然后由VOP读取，根据应用需求进行Alpha叠加，颜色空间转换，gamma矫正，HDR转换等处理后，再发送到对应的显示接口模块（HDMI、eDP/DP、DSI、RGB/BT1120/BT656、LVDS）, 这些接口模块会把接收到的数据转换成符合各⾃协议的数据流，发送到显示器或者屏幕上，呈现在最终用户眼前。

目前Rockchip平台上存在两种VOP架构：

VOP 1.0：VOP 1.0是用多VOP的方式来实现多屏幕显示，即正常情况下，一个VOP在同一时刻只能输出一路独立的显示时序，驱动一个屏幕显示独立的内容。如果需要实现双屏显示，则需要有两个VOP来实现，所以在RK3288，RK3399，PX30等⽀持双显的平台上，都有两个独立的VOP；
VOP 2.0：VOP 2.0采用了统一显示架构，即整个SoC上只存在一个VOP，但是在VOP的后端设计了多路独立的Video Port(简称 VP) 输出接口，这些 VP能够同时独立⼯作，并且输出相互独立的显示时序。比如在上面的VOP 2.0框图中，有三个VP，就能同时实现三屏异显；

1.1.1 `RK3399`

RK3399有2个VOP：

Video Output Processor(VOP_BIG)：supports 4096x2160 with AFBC;
Video Output Processor(VOP_LIT)：supports 2560x1600；

支持的显示接口：

双通道MIPI DSI(4线/通道)显示接口；
1个eDP显示接口；
1个DP显示接口；
1个HDMI显示接口；

RK3399支持的最大输出分辨率和协议标准如下：

显示接口	最大输出	协议标准
eDP	VOP BIG: 3840x2160@60hz VOP LITE: 2560x1600@60hz	支持 DP1.2a 和 eDP1.3 协议标准
MIPI	单通道：1920x1080@60hz 双通道：2560x1600@60hz	支持 DSI v1.1，DCS v1.1，DPHY v1.1 协议标准
HDMI	VOP BIG:：4096X2160@60hz VOP LITE: 2560x1600@60hz	支持 HDMI 1.4a 和 2.0a 协议标准
DP	VOP BIG:：4096X2160@60hz VOP LITE: 2560x1600@60hz	支持 DP 1.2 协议标准

1.1.2 `NanoPC T4`

我们所使用的的NanoPC T4开发板，视频输出支持：

LCD Interface: 一个eDP 1.3（4线，10.8Gbps）, 一个或2个4线MIPI DSI；
DP on Type-C: DisplayPort 1.2 Alt Mode on USB Type-C ;
HDMI: HDMI 2.0a, 支持4K@60Hz显示，支持HDCP 1.4/2.2;

1.2 `DRM`加载顺序

DRM驱动是由一系列相关功能模块的驱动的结合，它包含了vop、mipi、lvds、hdmi、edp、dp、backlight等等显示通路上的依赖模块。只有这些相互依赖的模块都加载完整，整个drm系统才算启动完成。

在《DRM子系统》中我们介绍了如何去抽象显示硬件到具体的DRM object；这里我们结合Rockchip平台以MIPI DSI显示接口为例来介绍显示硬件到具体的DRM object抽象，

object	说明
plane	图层；对Overlay硬件的抽象，同样需要访问Display Controller寄存器，因此也放在Display Controller驱动中在Rockchip平台里对应SoC内部vop模块的win图层
crtc	显示控制器；RGB timing的产生，以及显示数据的更新，都需要访问Dislay Controller硬件寄存器，因此放在Display Controller驱动中在Rockchip平台里对应SoC内部的vop模块
encoder	编码器；将RGB并行信号转换为DSI行信号，需要配置DSI硬件寄存器，因此放在DSI Controller驱动中
connector	连接器；可以通过drm_panel来获取LCD的mode信息，但是encoder在哪，connector就在哪，因此放在DSI Controller驱动中
drm_panel	用于获取LCD mode参数，并提供LCD休眠唤醒的回调接口，供encoder调用，因此放在LCD驱动中
bridge	桥接设备；一般用于注册encoder后面另外再接的转换芯片，如DSI2HDMI转换芯片

接下来我们将会以RK3399 DRM驱动为例对显示子系统的各个模块进行介绍；

驱动	文件清单
core	drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_drv.c
framebuffer	drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_fb.c
gem	drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_gem.c
vop	drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_vop.c drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_vop_reg.c drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_vop2.c drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_vop2_reg.c
lvds	drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_lvds.c
rgb	drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_rgb.c
mipi	drivers/gpu/drm/drm_mipi_dsi.c drivers/gpu/drm/rockchip/dw-mipi-dsi-rockchip.c
hdmi	drivers/gpu/drm/rockchip/dw_hdmi-rockchip.c（特定于Rockchip平台，支持DesignWare (DW) HDMI 控制器，RK3399使用） drivers/gpu/drm/bridge/synopsys/dw-hdmi.c（支持通用的DesignWare HDMI控制器，集成了DesignWare HDMI PHY驱动；适用于多个平台，功能较为通用） drivers/gpu/drm/rockchip/inno-hdmi.c（ Inno HDMI 控制器，RK3036使用） drivers/phy/rockchip/phy-rockchip-inno-hdmi.c（Inno HDMI PHY（物理层驱动的文件）
edp	drivers/gpu/drm/rockchip/analogix_dp-rockchip.c drivers/gpu/drm/bridge/analogix/analogix_dp_core.c drivers/gpu/drm/bridge/analogix/analogix_dp_reg.c
dp	drivers/gpu/drm/rockchip/cdn-dp-core.c drivers/gpu/drm/rockchip/cdn-dp-reg.c

可以看到驱动位于如下目录：

drivers/gpu/drm/rockchip/；
drivers/gpu/drm/bridge/analogix/；
drivers/gpu/drm/bridge/synopsys/
drivers/phy/rockchip/。

显示子系统各个模块驱动加载顺序如下图所示：

这里我们对驱动加载顺序图简单说明一下：

在各种encoder driver和crtc driver的probe函数中：通过component_add将自己注册进系统；
在Rockchip DRM Master driver的probe函数中；
- 通过rockchip_drm_match_add为每个component（各种encoder和crtc ）注册一个component_match_array到component_match；
- 通过component_master_add_with_match触发各种encoder和crtc component的bind操作，例如vop_bind、dw_hdmi_rockchip_bind等；
bind的含义就是将DRM框架里的组件关联在一起，以vop_bind为例：
- VOP driver对应crtc driver，crtc 负责连接plane和encoder;
- vop_create_crtc -> drm_crtc_init_with_planes初始化crtc对象，并和plane关联在一起;
剩下的就是边边角角的工作，例如注册framebuffer以兼容FBDEV，显示logo等。

因为这些复杂的依赖关系，在DRM系统初始化的过程中，可能会出现某个资源暂时未就绪，而导致某个模块暂时无法顺利加载的情况。

为了解决这种问题，DRM驱动利用了Linux驱动中的deferred probe机制，当发现某个依赖的资源未就绪的时候，驱动返回-EPROBE_DEFER(-517) , 然后退出。Linux kernel会在稍后再次尝试加载这个驱动，直到依赖的资源就绪，驱动顺利加载为止。

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二、设备树配置

在RK3399上，包含两个VOP、以及1个MIPI、1个DP、1个eDP、双通道MIPI DSI(4线/通道)显示接口；根据不同的显示屏，我们选择不同的模块来组成显示通路。具体使用那些模块，以及这些模块之间如何衔接通过dts配置。

2.1 `display_subsystem`设备节点

在每⼀个⽀持DRM显⽰功能的SoC的核⼼设备树⾥⾯，都会有display_subsystem节点：所有的子设备信息都通过设备树描述关联起来，这样系统开机后，就能统一的管理各个设备。

display_subsystem设备节点定义在arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi；

 display_subsystem: display-subsystem {
		compatible = "rockchip,display-subsystem";
		ports = <&vopl_out>, <&vopb_out>;
};

该节点描述的是Rockchip DRM主设备，也就是我们在component框架中介绍的aggregate_device ，这是一个虚拟设备，用于列出组成图形子系统的所有vop设备或其他显示接口节点。该设备节点对应的驱动代码位于drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_drv.c。

其中ports属性描述vop硬件资源，列出了指向各个vop设备的phandle，vopl_out、vopb_out对应着VOP_LITE、VOP_BIG。

更多属性信息可以参考：

Documentation/devicetree/bindings/display/rockchip/rockchip-drm.yaml；
Documentation/devicetree/bindings/display/rockchip/rockchip-vop.yaml。

2.2 `vop`设备节点

vop设备节点描述了vop硬件资源，控制vop驱动的加载rockchip_drm_vop.c、 rockchip_drm_vop2.c。

以设备节点vopb_out为例，vopb_out设备节点定义在arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi;

vopb: vop@ff900000 {
		compatible = "rockchip,rk3399-vop-big";
		reg = <0x0 0xff900000 0x0 0x2000>, <0x0 0xff902000 0x0 0x1000>;
		interrupts = <GIC_SPI 118 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
		assigned-clocks = <&cru ACLK_VOP0>, <&cru HCLK_VOP0>;
		assigned-clock-rates = <400000000>, <100000000>;
		clocks = <&cru ACLK_VOP0>, <&cru DCLK_VOP0>, <&cru HCLK_VOP0>;
		clock-names = "aclk_vop", "dclk_vop", "hclk_vop";
		iommus = <&vopb_mmu>;
		power-domains = <&power RK3399_PD_VOPB>;
		resets = <&cru SRST_A_VOP0>, <&cru SRST_H_VOP0>, <&cru SRST_D_VOP0>;
		reset-names = "axi", "ahb", "dclk";
		status = "disabled";

		vopb_out: port {
				#address-cells = <1>;
				#size-cells = <0>;

				vopb_out_edp: endpoint@0 {
						reg = <0>;
						remote-endpoint = <&edp_in_vopb>;
				};

				vopb_out_mipi: endpoint@1 {
						reg = <1>;
						remote-endpoint = <&mipi_in_vopb>;
				};

				vopb_out_hdmi: endpoint@2 {
						reg = <2>;
						remote-endpoint = <&hdmi_in_vopb>;
				};

				vopb_out_mipi1: endpoint@3 {
						reg = <3>;
						remote-endpoint = <&mipi1_in_vopb>;
				};

				vopb_out_dp: endpoint@4 {
						reg = <4>;
						remote-endpoint = <&dp_in_vopb>;
				};
		};
};

子节点port下的endpoint描述的是vop和显示接口的连接关系，vopb_out节点下有vopb_out_edp，vopb_out_mipi，vopb_out_hdmi，vopb_out_mipi1、vopb_out_dp五个节点，说明vopb可以和mipi dsi0、edp、hdmi、mipi dsi1、dp五个显示接口连接。

每个endpoint通过remote-endpoint属性和对应的显示接口组成一个连接通路，例如vopb_out_hdmi ---> hdmi_in_vopb。

设备节点vopl_out同理，这里就不在介绍了；

2.3 内核配置

make menuconfig配置内核：

Device Drivers --->
  Graphics support --->
   	 <*> Direct Rendering Manager (XFree86 4.1.0 and higher DRI support)  ---> 
  	 <*>  DRM Support for Rockchip (DRM_ROCKCHIP [=y])     
     [*]   Rockchip VOP driver
	 [ ]   Rockchip VOP2 driver
     [*]   Rockchip specific extensions for Analogix DP driver  (ROCKCHIP_ANALOGIX_DP [=y]) 
     [*]   Rockchip cdn DP
     [*]   Rockchip specific extensions for Synopsys DW HDMI 
     [*]   Rockchip specific extensions for Synopsys DW MIPI DSI
     [*]   Rockchip specific extensions for Innosilicon HDMI
     [*]   Rockchip LVDS support
     [ ]   Rockchip RGB support

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三、`DRM`驱动入口

DRM驱动模块入口函数为rockchip_drm_init，位于drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_drv.c；

#define ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(drv, cond) { \
        if (IS_ENABLED(cond) && \
            !WARN_ON(num_rockchip_sub_drivers >= MAX_ROCKCHIP_SUB_DRIVERS)) \
                rockchip_sub_drivers[num_rockchip_sub_drivers++] = &drv; \
}

static int __init rockchip_drm_init(void)
{
        int ret;

        if (drm_firmware_drivers_only())
                return -ENODEV;

    	// 1. 根据配置来决定是否添加xxx_xxx_driver到数组rockchip_sub_drivers
        num_rockchip_sub_drivers = 0;
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(vop_platform_driver, CONFIG_ROCKCHIP_VOP);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(vop2_platform_driver, CONFIG_ROCKCHIP_VOP2);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(rockchip_lvds_driver,
                                CONFIG_ROCKCHIP_LVDS);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(rockchip_dp_driver,
                                CONFIG_ROCKCHIP_ANALOGIX_DP);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(cdn_dp_driver, CONFIG_ROCKCHIP_CDN_DP);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(dw_hdmi_rockchip_pltfm_driver,
                                CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(dw_mipi_dsi_rockchip_driver,
                                CONFIG_ROCKCHIP_DW_MIPI_DSI);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(inno_hdmi_driver, CONFIG_ROCKCHIP_INNO_HDMI);
        ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(rk3066_hdmi_driver,
                                CONFIG_ROCKCHIP_RK3066_HDMI);

		// 2. 注册多个platform driver    
        ret = platform_register_drivers(rockchip_sub_drivers,
                                        num_rockchip_sub_drivers);
        if (ret)
                return ret;

    	// 3. 注册rockchip_drm_platform_driver
        ret = platform_driver_register(&rockchip_drm_platform_driver);
        if (ret)
                goto err_unreg_drivers;

        return 0;

err_unreg_drivers:
        platform_unregister_drivers(rockchip_sub_drivers,
                                    num_rockchip_sub_drivers);
        return ret;
}


module_init(rockchip_drm_init);

(1) 函数内部多次调用宏ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER，完成vop、以及显示接口（lvds、dp、hdmi、mipi dsi）的添加。

咱们以hdmi如下代码为例；

ADD_ROCKCHIP_SUB_DRIVER(dw_hdmi_rockchip_pltfm_driver,
            CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI);

展开得到：

if (IS_ENABLED(CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI) && 
   !WARN_ON(num_rockchip_sub_drivers >= MAX_ROCKCHIP_SUB_DRIVERS)) 
      rockchip_sub_drivers[num_rockchip_sub_drivers++] = &dw_hdmi_rockchip_pltfm_driver;

如果定义了CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI，会将dw_hdmi_rockchip_pltfm_driver保存到rockchip_sub_drivers数组中。

#define MAX_ROCKCHIP_SUB_DRIVERS 16
// 数组长度为16
static struct platform_driver *rockchip_sub_drivers[MAX_ROCKCHIP_SUB_DRIVERS];

那么宏CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI到底是什么呢？

root@zhengyang:/work/sambashare/rk3399/linux-6.3# grep "CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI" drivers/gpu/* -nR
drivers/gpu/drm/rockchip/Makefile:13:rockchipdrm-$(CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI) += dw_hdmi-rockchip.o

可以看到宏CONFIG_ROCKCHIP_DW_HDMI决定了是否将dw_hdmi-rockchip.c编译到内核。

有关vop、以及显示接口（lvds、dp、hdmi、mipi dsi）的驱动咱们在后面章节单独介绍。

（2）调用platform_register_drivers注册num_rockchip_sub_drivers个platform driver；该函数内部遍历rockchip_sub_drivers数组，多次调用platform_driver_register注册platform driver，函数定义在drivers/base/platform.c；

(3) 最后调用platform_driver_register注册rockchip_drm_platform_driver。

3.1 `rockchip_drm_platform_driver`

dw_hdmi_rockchip_pltfm_driver定义在drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_drv.c；

static struct platform_driver rockchip_drm_platform_driver = {
        .probe = rockchip_drm_platform_probe,
        .remove = rockchip_drm_platform_remove,
        .shutdown = rockchip_drm_platform_shutdown,
        .driver = {
                .name = "rockchip-drm",
                .of_match_table = rockchip_drm_dt_ids,
                .pm = &rockchip_drm_pm_ops,
        },
};

3.1.1 `of_match_table`

其中of_match_table用于设备树匹配，匹配设备树中compatible = "rockchip,display-subsystem"的设备节点；

static const struct of_device_id rockchip_drm_dt_ids[] = {
        { .compatible = "rockchip,display-subsystem", },
        { /* sentinel */ },
};

3.1.2 `rockchip_drm_platform_probe`

在plaform总线设备驱动模型中，我们知道当内核中有platform设备和platform驱动匹配，会调用到platform_driver里的成员.probe，在这里就是rockchip_drm_platform_probe函数；

static const struct component_master_ops rockchip_drm_ops = {
        .bind = rockchip_drm_bind,
        .unbind = rockchip_drm_unbind,
};

// 校验display-subsystem设备节点的属性ports是否有效
static int rockchip_drm_platform_of_probe(struct device *dev)
{
        struct device_node *np = dev->of_node;
        struct device_node *port;
        bool found = false;
        int i;

        if (!np)
                return -ENODEV;

        for (i = 0;; i++) {
            	// 获取ports属性第i个元素指向的设备节点
                // 例如：ports = <&vopl_out>, <&vopb_out> 保存了指向vop设备的phandle，返回指向设备节点的指针
                port = of_parse_phandle(np, "ports", i);
                if (!port)
                        break;

            	// port的父设备节点存在，则不会进入
                if (!of_device_is_available(port->parent)) {
                        of_node_put(port);
                        continue;
                }

            	// 设置为true
                found = true;
                of_node_put(port);
        }

        if (i == 0) {
                DRM_DEV_ERROR(dev, "missing 'ports' property\n");
                return -ENODEV;
        }

        if (!found) {
                DRM_DEV_ERROR(dev,
                              "No available vop found for display-subsystem.\n");
                return -ENODEV;
        }

        return 0;
}


static int rockchip_drm_platform_probe(struct platform_device *pdev)
{
        struct device *dev = &pdev->dev;
        struct component_match *match = NULL;
        int ret;


    	// 校验display-subsystem设备节点的属性ports是否有效
        ret = rockchip_drm_platform_of_probe(dev);
        if (ret)
                return ret;

    	// 构建一个带release函数的component_match
        match = rockchip_drm_match_add(dev);
        if (IS_ERR(match))
                return PTR_ERR(match);

    	// 向系统注册一个aggregate_device,触发执行rockchip_drm_ops.bind，即rockchip_drm_bind
        ret = component_master_add_with_match(dev, &rockchip_drm_ops, match);
        if (ret < 0) {
                rockchip_drm_match_remove(dev);
                return ret;
        }

        return 0;
}

(1) 这里代码很简单，首先使用rockchip_drm_match_add来构建一个带release函数的component_match；

static struct component_match *rockchip_drm_match_add(struct device *dev)
{
        struct component_match *match = NULL;
        int i;
    
		// 循环遍历
        for (i = 0; i < num_rockchip_sub_drivers; i++) {
            	// 获取第i个platform_driver
                struct platform_driver *drv = rockchip_sub_drivers[i];
                struct device *p = NULL, *d;

                do {
                        d = platform_find_device_by_driver(p, &drv->driver);
                        put_device(p);
                        p = d;

                        if (!d)
                                break;

                        device_link_add(dev, d, DL_FLAG_STATELESS);
                    	// component_match注册
                        component_match_add(dev, &match, component_compare_dev, d);
                } while (true);
        }

        if (IS_ERR(match))
                rockchip_drm_match_remove(dev);

        return match ?: ERR_PTR(-ENODEV);
}

(2) 最后为设备pdev->dev向系统注册一个aggregate_device，其中系统可执行的初始化操作被设置为了rockchip_drm_ops，我们需要重点关注bind函数的实现，即rockchip_drm_bind，这个我们单独小节介绍。

3.2 `rockchip_drm_bind`

我们定位到drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_drv.c文件的函数rockchip_drm_bind，该函数用于绑定设备并初始化DRM驱动；

static int rockchip_drm_bind(struct device *dev)
{
        struct drm_device *drm_dev;
        struct rockchip_drm_private *private;
        int ret;

        /* 1. Remove existing drivers that may own the framebuffer memory. */
        ret = drm_aperture_remove_framebuffers(false, &rockchip_drm_driver);
        if (ret) {
                DRM_DEV_ERROR(dev,
                              "Failed to remove existing framebuffers - %d.\n",
                              ret);
                return ret;
        }

	    // 2. 动态分配并初始化struct drm_device实例
        drm_dev = drm_dev_alloc(&rockchip_drm_driver, dev); 
        if (IS_ERR(drm_dev))
                return PTR_ERR(drm_dev);

        // 3. 设置drm设备驱动私有数据为drm设备
        dev_set_drvdata(dev, drm_dev); 

        // 4. 动态分配rockchip_drm_private
        private = devm_kzalloc(drm_dev->dev, sizeof(*private), GFP_KERNEL); 
        if (!private) {
                ret = -ENOMEM;
                goto err_free;
        }

        drm_dev->dev_private = private;  

    	// 5. 初始化drm_device中mode_config结构体
        ret = drmm_mode_config_init(drm_dev); 
        if (ret)
                goto err_free;

    	// 初始化drm_device中mode_config的中成员
        rockchip_drm_mode_config_init(drm_dev);

        /* 6. Try to bind all sub drivers. 执行按顺序执行显示子系统的各个组件的bind函数 */
        ret = component_bind_all(dev, drm_dev);
        if (ret)
                goto err_free;

    	// 7. 初始化IOMMU
        ret = rockchip_drm_init_iommu(drm_dev);
        if (ret)
                goto err_unbind_all;

	    // 8.初始化vblank
        ret = drm_vblank_init(drm_dev, drm_dev->mode_config.num_crtc);
        if (ret)
                goto err_iommu_cleanup;

        // 9. 重置模式配置
        drm_mode_config_reset(drm_dev);

        /* 10.init kms poll for handling hpd */
        drm_kms_helper_poll_init(drm_dev);

	    // 11.注册drm设备
        ret = drm_dev_register(drm_dev, 0); 
        if (ret)
                goto err_kms_helper_poll_fini;

	    // 12.设置帧缓冲设备
        drm_fbdev_generic_setup(drm_dev, 0);

        return 0;
err_kms_helper_poll_fini:
        drm_kms_helper_poll_fini(drm_dev);
err_iommu_cleanup:
        rockchip_iommu_cleanup(drm_dev);
err_unbind_all:
        component_unbind_all(dev, drm_dev);
err_free:
        drm_dev_put(drm_dev);
        return ret;
}

函数主要步骤如下：

(1) 首先，通过调用drm_aperture_remove_framebuffers函数，移除可能拥有framebuffer memory的现有驱动程序；

为什么要执行这个操作呢？对于一个图形设备来说，可能有多个驱动程序提供支持，但在任何给定的事件只能有一个驱动程序处于活动状态。许多系统在引导过程的早期加载通用图形驱动程序，例如EFI-GOP或VESA，在后续的引导阶段，它们会将通用驱动程序替换为专用的、针对具体硬件的驱动程序。为了接管该设备，专用驱动程序首先必须移除通用驱动程序。DRM aperture函数负责管理DRM framebuffer内存的所有权和驱动程序之间的交接；

更多内容可以参考：Managing Ownership of the Framebuffer Aperture。

(2) 接下来，使用drm_dev_alloc函数为设备动态分配和初始化一个struct drm_device结构体，并将其保存在drm_dev指针中，其driver被设置为rockchip_drm_driver；

drm_dev = drm_dev_alloc(&rockchip_drm_driver, dev);

(3) 然后，使用dev_set_drvdata函数将设备的驱动私有数据设置为drm_dev；

dev_set_drvdata(dev, drm_dev);

(4) 使用devm_kzalloc函数为drm_dev动态分配一个rockchip_drm_private结构体，并将其保存在drm_dev->dev_private指针中；

private = devm_kzalloc(drm_dev->dev, sizeof(*private), GFP_KERNEL)

(5) 调用drmm_mode_config_init函数和rockchip_drm_mode_config_init函数对drm_dev进行模式配置的初始化；

(6) 调用component_bind_all函数，执行按顺序执行显示子系统的各个组件的bind函数；

(7) 调用rockchip_drm_init_iommu函数初始化IOMMU；

(8) 调用drm_vblank_init函数初始化vblank；

(9) 调用drm_mode_config_reset函数重置模式配置；

(10) 调用drm_kms_helper_poll_init函数初始化KMS轮询以处理HPD（Hot Plug Detect）；

(11) 在所有准备工作都完成后，调用drm_dev_register函数注册DRM设备；

(12) 调用drm_fbdev_generic_setup函数设置帧缓冲设备；

3.2.1 初始化`drm`设备

一个drm驱动的设备由struct drm_device来表示，这里调用drm_dev_alloc进行分配和初始化一个struct drm_device实例，其driver被设置为rockchip_drm_driver，有关rockchip_drm_driver单独小节介绍。

drm_dev_alloc函数定义在drivers/gpu/drm/drm_drv.c；

/**
 * drm_dev_alloc - Allocate new DRM device
 * @driver: DRM driver to allocate device for
 * @parent: Parent device object
 *
 * This is the deprecated version of devm_drm_dev_alloc(), which does not support
 * subclassing through embedding the struct &drm_device in a driver private
 * structure, and which does not support automatic cleanup through devres.
 *
 * RETURNS:
 * Pointer to new DRM device, or ERR_PTR on failure.
 */
struct drm_device *drm_dev_alloc(const struct drm_driver *driver,
                                 struct device *parent)
{
        struct drm_device *dev;
        int ret;

    	// 动态分配一个struct drm_device 
        dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
        if (!dev)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);

    	// 初始化drm_device
        ret = drm_dev_init(dev, driver, parent);
        if (ret) {
                kfree(dev);
                return ERR_PTR(ret);
        }

        drmm_add_final_kfree(dev, dev);

        return dev;
}

drm_dev_alloc函数时一个已废弃版本，它不支持在驱动程序的私有结构中嵌入struct drm_device来实现子类化，并且不支持通过devres进行自动清理。

drm_dev_alloc函数内部调用drm_dev_init去初始化struct drm_device实例。

3.2.2 模式配置初始化

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一、显示子系统概述

1.1 硬件框图

1.1.1 `RK3399`

1.1.2 `NanoPC T4`

1.2 `DRM`加载顺序

二、设备树配置

2.1 `display_subsystem`设备节点

2.2 `vop`设备节点

2.3 内核配置

三、`DRM`驱动入口

3.1 `rockchip_drm_platform_driver`

3.1.1 `of_match_table`

3.1.2 `rockchip_drm_platform_probe`

3.2 `rockchip_drm_bind`

3.2.1 初始化`drm`设备

3.2.2 模式配置初始化

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