Documentation/arm/OMAP/DSS

   1 OMAP2/3 Display Subsystem
   2 -------------------------
   3
   4 This is an almost total rewrite of the OMAP FB driver in drivers/video/omap
   5 (let's call it DSS1). The main differences between DSS1 and DSS2 are DSI,
   6 TV-out and multiple display support, but there are lots of small improvements
   7 also.
   8
   9 The DSS2 driver (omapdss module) is in arch/arm/plat-omap/dss/, and the FB,
  10 panel and controller drivers are in drivers/video/omap2/. DSS1 and DSS2 live
  11 currently side by side, you can choose which one to use.
  12
  13 Features
  14 --------
  15
  16 Working and tested features include:
  17
  18 - MIPI DPI (parallel) output
  19 - MIPI DSI output in command mode
  20 - MIPI DBI (RFBI) output
  21 - SDI output
  22 - TV output
  23 - All pieces can be compiled as a module or inside kernel
  24 - Use DISPC to update any of the outputs
  25 - Use CPU to update RFBI or DSI output
  26 - OMAP DISPC planes
  27 - RGB16, RGB24 packed, RGB24 unpacked
  28 - YUV2, UYVY
  29 - Scaling
  30 - Adjusting DSS FCK to find a good pixel clock
  31 - Use DSI DPLL to create DSS FCK
  32
  33 Tested boards include:
  34 - OMAP3 SDP board
  35 - Beagle board
  36 - N810
  37
  38 omapdss driver
  39 --------------
  40
  41 The DSS driver does not itself have any support for Linux framebuffer, V4L or
  42 such like the current ones, but it has an internal kernel API that upper level
  43 drivers can use.
  44
  45 The DSS driver models OMAP's overlays, overlay managers and displays in a
  46 flexible way to enable non-common multi-display configuration. In addition to
  47 modelling the hardware overlays, omapdss supports virtual overlays and overlay
  48 managers. These can be used when updating a display with CPU or system DMA.
  49
  50 Panel and controller drivers
  51 ----------------------------
  52
  53 The drivers implement panel or controller specific functionality and are not
  54 usually visible to users except through omapfb driver.  They register
  55 themselves to the DSS driver.
  56
  57 omapfb driver
  58 -------------
  59
  60 The omapfb driver implements arbitrary number of standard linux framebuffers.
  61 These framebuffers can be routed flexibly to any overlays, thus allowing very
  62 dynamic display architecture.
  63
  64 The driver exports some omapfb specific ioctls, which are compatible with the
  65 ioctls in the old driver.
  66
  67 The rest of the non standard features are exported via sysfs. Whether the final
  68 implementation will use sysfs, or ioctls, is still open.
  69
  70 V4L2 drivers
  71 ------------
  72
  73 V4L2 is being implemented in TI.
  74
  75 From omapdss point of view the V4L2 drivers should be similar to framebuffer
  76 driver.
  77
  78 Architecture
  79 --------------------
  80
  81 Some clarification what the different components do:
  82
  83     - Framebuffer is a memory area inside OMAP's SRAM/SDRAM that contains the
  84       pixel data for the image. Framebuffer has width and height and color
  85       depth.
  86     - Overlay defines where the pixels are read from and where they go on the
  87       screen. The overlay may be smaller than framebuffer, thus displaying only
  88       part of the framebuffer. The position of the overlay may be changed if
  89       the overlay is smaller than the display.
  90     - Overlay manager combines the overlays in to one image and feeds them to
  91       display.
  92     - Display is the actual physical display device.
  93
  94 A framebuffer can be connected to multiple overlays to show the same pixel data
  95 on all of the overlays. Note that in this case the overlay input sizes must be
  96 the same, but, in case of video overlays, the output size can be different. Any
  97 framebuffer can be connected to any overlay.
  98
  99 An overlay can be connected to one overlay manager. Also DISPC overlays can be
 100 connected only to DISPC overlay managers, and virtual overlays can be only
 101 connected to virtual overlays.
 102
 103 An overlay manager can be connected to one display. There are certain
 104 restrictions which kinds of displays an overlay manager can be connected:
 105
 106     - DISPC TV overlay manager can be only connected to TV display.
 107     - Virtual overlay managers can only be connected to DBI or DSI displays.
 108     - DISPC LCD overlay manager can be connected to all displays, except TV
 109       display.
 110
 111 Sysfs
 112 -----
 113 The sysfs interface is mainly used for testing. I don't think sysfs
 114 interface is the best for this in the final version, but I don't quite know
 115 what would be the best interfaces for these things.
 116
 117 The sysfs interface is divided to two parts: DSS and FB.
 118
 119 /sys/class/graphics/fb? directory:
 120 mirror          0=off, 1=on
 121 rotate          Rotation 0-3 for 0, 90, 180, 270 degrees
 122 rotate_type     0 = DMA rotation, 1 = VRFB rotation
 123 overlays        List of overlay numbers to which framebuffer pixels go
 124 phys_addr       Physical address of the framebuffer
 125 virt_addr       Virtual address of the framebuffer
 126 size            Size of the framebuffer
 127
 128 /sys/devices/platform/omapdss/overlay? directory:
 129 enabled         0=off, 1=on
 130 input_size      width,height (ie. the framebuffer size)
 131 manager         Destination overlay manager name
 132 name
 133 output_size     width,height
 134 position        x,y
 135 screen_width    width
 136 global_alpha    global alpha 0-255 0=transparent 255=opaque
 137
 138 /sys/devices/platform/omapdss/manager? directory:
 139 display                         Destination display
 140 name
 141 alpha_blending_enabled          0=off, 1=on
 142 trans_key_enabled               0=off, 1=on
 143 trans_key_type                  gfx-destination, video-source
 144 trans_key_value                 transparency color key (RGB24)
 145 default_color                   default background color (RGB24)
 146
 147 /sys/devices/platform/omapdss/display? directory:
 148 ctrl_name       Controller name
 149 mirror          0=off, 1=on
 150 update_mode     0=off, 1=auto, 2=manual
 151 enabled         0=off, 1=on
 152 name
 153 rotate          Rotation 0-3 for 0, 90, 180, 270 degrees
 154 timings         Display timings (pixclock,xres/hfp/hbp/hsw,yres/vfp/vbp/vsw)
 155                 When writing, two special timings are accepted for tv-out:
 156                 "pal" and "ntsc"
 157 panel_name
 158 tear_elim       Tearing elimination 0=off, 1=on
 159
 160 There are also some debugfs files at <debugfs>/omapdss/ which show information
 161 about clocks and registers.
 162
 163 Examples
 164 --------
 165
 166 The following definitions have been made for the examples below:
 167
 168 ovl0=/sys/devices/platform/omapdss/overlay0
 169 ovl1=/sys/devices/platform/omapdss/overlay1
 170 ovl2=/sys/devices/platform/omapdss/overlay2
 171
 172 mgr0=/sys/devices/platform/omapdss/manager0
 173 mgr1=/sys/devices/platform/omapdss/manager1
 174
 175 lcd=/sys/devices/platform/omapdss/display0
 176 dvi=/sys/devices/platform/omapdss/display1
 177 tv=/sys/devices/platform/omapdss/display2
 178
 179 fb0=/sys/class/graphics/fb0
 180 fb1=/sys/class/graphics/fb1
 181 fb2=/sys/class/graphics/fb2
 182
 183 Default setup on OMAP3 SDP
 184 --------------------------
 185
 186 Here's the default setup on OMAP3 SDP board. All planes go to LCD. DVI
 187 and TV-out are not in use. The columns from left to right are:
 188 framebuffers, overlays, overlay managers, displays. Framebuffers are
 189 handled by omapfb, and the rest by the DSS.
 190
 191 FB0 --- GFX  -\            DVI
 192 FB1 --- VID1 --+- LCD ---- LCD
 193 FB2 --- VID2 -/   TV ----- TV
 194
 195 Example: Switch from LCD to DVI
 196 ----------------------
 197
 198 w=`cat $dvi/timings | cut -d "," -f 2 | cut -d "/" -f 1`
 199 h=`cat $dvi/timings | cut -d "," -f 3 | cut -d "/" -f 1`
 200
 201 echo "0" > $lcd/enabled
 202 echo "" > $mgr0/display
 203 fbset -fb /dev/fb0 -xres $w -yres $h -vxres $w -vyres $h
 204 # at this point you have to switch the dvi/lcd dip-switch from the omap board
 205 echo "dvi" > $mgr0/display
 206 echo "1" > $dvi/enabled
 207
 208 After this the configuration looks like:
 209
 210 FB0 --- GFX  -\         -- DVI
 211 FB1 --- VID1 --+- LCD -/   LCD
 212 FB2 --- VID2 -/   TV ----- TV
 213
 214 Example: Clone GFX overlay to LCD and TV
 215 -------------------------------
 216
 217 w=`cat $tv/timings | cut -d "," -f 2 | cut -d "/" -f 1`
 218 h=`cat $tv/timings | cut -d "," -f 3 | cut -d "/" -f 1`
 219
 220 echo "0" > $ovl0/enabled
 221 echo "0" > $ovl1/enabled
 222
 223 echo "" > $fb1/overlays
 224 echo "0,1" > $fb0/overlays
 225
 226 echo "$w,$h" > $ovl1/output_size
 227 echo "tv" > $ovl1/manager
 228
 229 echo "1" > $ovl0/enabled
 230 echo "1" > $ovl1/enabled
 231
 232 echo "1" > $tv/enabled
 233
 234 After this the configuration looks like (only relevant parts shown):
 235
 236 FB0 +-- GFX  ---- LCD ---- LCD
 237      \- VID1 ---- TV  ---- TV
 238
 239 Misc notes
 240 ----------
 241
 242 OMAP FB allocates the framebuffer memory using the OMAP VRAM allocator.
 243
 244 Using DSI DPLL to generate pixel clock it is possible produce the pixel clock
 245 of 86.5MHz (max possible), and with that you get 1280x1024@57 output from DVI.
 246
 247 Rotation and mirroring currently only supports RGB565 and RGB8888 modes. VRFB
 248 does not support mirroring.
 249
 250 VRFB rotation requires much more memory than non-rotated framebuffer, so you
 251 probably need to increase your vram setting before using VRFB rotation. Also,
 252 many applications may not work with VRFB if they do not pay attention to all
 253 framebuffer parameters.
 254
 255 Kernel boot arguments
 256 ---------------------
 257
 258 vram=<size>[,<physaddr>]
 259         - Amount of total VRAM to preallocate and optionally a physical start
 260           memory address. For example, "10M". omapfb allocates memory for
 261           framebuffers from VRAM.
 262
 263 omapfb.mode=<display>:<mode>[,...]
 264         - Default video mode for specified displays. For example,
 265           "dvi:800x400MR-24@60".  See drivers/video/modedb.c.
 266           There are also two special modes: "pal" and "ntsc" that
 267           can be used to tv out.
 268
 269 omapfb.vram=<fbnum>:<size>[@<physaddr>][,...]
 270         - VRAM allocated for a framebuffer. Normally omapfb allocates vram
 271           depending on the display size. With this you can manually allocate
 272           more or define the physical address of each framebuffer. For example,
 273           "1:4M" to allocate 4M for fb1.
 274
 275 omapfb.debug=<y|n>
 276         - Enable debug printing. You have to have OMAPFB debug support enabled
 277           in kernel config.
 278
 279 omapfb.test=<y|n>
 280         - Draw test pattern to framebuffer whenever framebuffer settings change.
 281           You need to have OMAPFB debug support enabled in kernel config.
 282
 283 omapfb.vrfb=<y|n>
 284         - Use VRFB rotation for all framebuffers.
 285
 286 omapfb.rotate=<angle>
 287         - Default rotation applied to all framebuffers.
 288           0 - 0 degree rotation
 289           1 - 90 degree rotation
 290           2 - 180 degree rotation
 291           3 - 270 degree rotation
 292
 293 omapfb.mirror=<y|n>
 294         - Default mirror for all framebuffers. Only works with DMA rotation.
 295
 296 omapdss.def_disp=<display>
 297         - Name of default display, to which all overlays will be connected.
 298           Common examples are "lcd" or "tv".
 299
 300 omapdss.debug=<y|n>
 301         - Enable debug printing. You have to have DSS debug support enabled in
 302           kernel config.
 303
 304 TODO
 305 ----
 306
 307 DSS locking
 308
 309 Error checking
 310 - Lots of checks are missing or implemented just as BUG()
 311
 312 System DMA update for DSI
 313 - Can be used for RGB16 and RGB24P modes. Probably not for RGB24U (how
 314   to skip the empty byte?)
 315
 316 OMAP1 support
 317 - Not sure if needed
 318