分配

/* DRM fd 只用于缓冲分配/取物理地址，不需要 SET_MASTER（避免抢 fb0 显示） */
int drm_fd = open("dev/dri/card0");
if(drm_fd < 0){
	printf("打开drm设备失败\n");
}
//创建drm_mode_create_dumb向内核申请显存
struct drm_mode_create_dumb create;
memset(&create, 0, sizeof(create)); //清空物理内存
//设置要分配的内存大小，长 宽 像素密度 RGB565的bpp是16，NV12是12 alloc_h高度如果是NV12那么高度要*1.5
create.width = w; create.height = h; create.bpp = bpp;
ioctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &create); //ioctl去分配

获取

struct drm_rockchip_gem_phys gp;
memset(&gp, 0, sizeof(gp));
gp.handle = create.handle; //拿到分配后的句柄

ioctl(drm_fd, DRM_ROCKCHIP_GEM_GET_PHYS, &gp);
// 拿到 32 位物理地址。无 IOMMU 的 RV1106 上，这是 RGA 硬件能直访内存的唯一途径
gp.phy_addr;

如何分配的概念

DRM、CMA和DMA的联系，本质上是DRM框架通过GEM内存管理器，根据硬件是否具备IOMMU，来选择使用CMA或SHMEM作为底层内存分配器，以满足不同硬件对内存的连续性需求。

关键角色：硬件显示控制器 (VOP) 与 IOMMU

理解三者的关系，首先要明白瑞芯微的VOP（Video Output Processor），也就是显示控制器。

  • VOP的任务：VOP需要从内存中读取图像数据，然后转换成屏幕信号。
  • 关键变量：IOMMU：VOP读取内存时，是否支持IOMMU（输入输出内存管理单元） 是关键。
    • 有IOMMU：VOP可以通过IOMMU的页表，访问物理上不连续的内存。
    • 无IOMMU：VOP只能直接访问物理地址连续的内存。
联系一：DRM GEM 是“调度中心”

瑞芯微的DRM驱动使用GEM (Graphics Execution Manager) 来管理所有图形内存的分配和生命周期。

  • 当用户应用（如Wayland）通过ioctl请求分配显存时，DRM驱动会调用rockchip_gem_create_object()等函数进行处理。
  • 此时，DRM GEM扮演“决策者”的角色，根据当前平台的具体情况，决定将内存分配任务交给谁。
联系二：GEM 的两种分配策略：CMA vs SHMEM

瑞芯微的GEM驱动会根据有无IOMMU，选择两种不同的底层分配策略：

  1. CMA (Contiguous Memory Allocator) 策略：无IOMMU的选择
    • 适用场景：当VOP没有IOMMU支持时（例如RK3506平台），GEM会使用CMA来分配内存。
    • 工作原理：CMA从系统启动时就预留一大块物理连续的内存池。GEM通过调用CMA的API，从这个池子里申请内存。
    • 硬件需求：这种方式分配的内存，VOP无需IOMMU就能直接通过物理地址访问。
  2. SHMEM 策略：有IOMMU的选择
    • 适用场景：当VOP具备IOMMU支持时（例如RK3588等现代平台），GEM会优先使用基于SHMEM的内存分配方式。
    • 工作原理：SHMEM通过标准的内存页分配机制，获取的是物理上可能不连续的内存页。
    • 硬件需求：VOP需要通过IOMMU的地址映射功能，才能访问这些不连续的内存。

注意：内核中的DRM_GEM_CMA_HELPER和DRM_GEM_DMA_HELPER等术语，提供了实现这些策略的标准化接口。

联系三：CMA 是 DMA 框架的一部分

你需要知道，CMA本身就是Linux内核DMA（Direct Memory Access）框架的一部分。

  • 很多硬件（如摄像头ISP、视频编解码器VPU、2D图形加速器RGA）都需要物理连续的内存才能工作。
  • 因此，DRM GEM在需要连续内存时，实际上是借用了内核DMA框架下的CMA分配器来完成任务。所以，DRM与DMA的联系，通过CMA这个桥梁得以建立。