GVT对显示引擎的虚拟（2）

引用注明>> 【作者：张佩】【原文：http://www.yiiyee.cn/Blog/】

• 1. GVT对显示中断的模拟

显示引擎定义的中断大部分都是通用型的，不同设备厂商开发的不同代产品在工作的时候，都会不断产生这些中断。比如同步中断（v-sync和h-sync）、vblank中断、扫描中断，这些中断和终端显示器对帧囊（FrameBuffer）的处理相关，在数据处理过程中不断地实时产生；以及插拔检测（hot plug detection）中断，当显示器插入或拔出Port的时候产生。显示引擎也可能会定义一些私有类型的中断，因不同的显卡设备而异，比如一些错误检测中断，其实是硬件和软件驱动之间的一种简单的通信机制。

GVT虚拟的显示设备只实现了最基本的功能，所以模拟通用型中断就足够了。实际上，GVT现在的代码只模拟了vblank和flip done两种中断，发现已经能够满足系统驱动和大部分应用软件的需求了。当然这是不够的，已经发现了一些应用软件，依赖于线扫描中断和垂直同步中断，不久的将来，GVT会陆续加入对它们的支持。理想的情况是GVT把所有的通用型显示中断都模拟好，我们不能假设形形色色的应用软件永远不会使用某种通用型中断。

我们可以参考Linux内核中IGD设备的i915驱动代码，函数gen8_de_irq_handler处理了所有系统需要的显示中断。IGD设备的中断实在太多，用一两个寄存器的比特位都不足以容纳，所以被设计成了简单的双层结构。第一层是中断寄存器MASTER_IRQ（地址0x44200），它定义哪一类（Group）中断被触发了；第二层是类的中断寄存器，举例来说，MASTER_IRQ中显示管道X的对应位被置成1，表示管道X有中断发生，于是就需要读取管道X的中断寄存器（DE_PIPE_IIR_X）来查看发生了哪些具体的PIPE中断，以便进行具体的处理。

MASTER_IRQ寄存器定义了四种显示相关的中断类型，它们是: PCH中断（PCH被通俗地称为南桥芯片，集成了对各种外设IO的管理）、Port中断（此处的Port即显示端口，终端显示器通过它和显示引擎连接）、PIPE中断（PIPE即显示管道，将软件提交的原始内容转成适合终端显示器使用的编码格式）和零碎中断（英文为MISC。MISC怎么翻译成中文，没有定论，上下文太多，不容易统一。我这里译成“零碎”）。GVT所模拟的vblank和flip done都术语pipe中断类，IGD有三个PIPE——PIPE-A/PIPE-B/PIPE-C，每个PIPE在MASTER_IRQ寄存器上有一个状态位，并拥有独立的中断寄存器。

• 1.1 GVT对vblank的模拟

vblank和vsync中断很类似，显示设备在处理一个帧囊（Frame Buffer）的过程中，会先产生一个vsync中断，开始对第一行可视内容的扫描，结束最后一行可视内容的处理后，会产生一个vblank中断，此后的一段时间内（占据若干行内容的扫描时间），不会有任何可视内容被更新到显示器上。此后开始下一个帧囊的处理，周而复始地产生vsync和vblank中断。这种有序的周而复始——只要保持电力供应，就永无止境——形成了神奇的硬件timing（时序）。当我们通过软件来模拟这种时序的时候，只要通过内核timer就能实现。GVT定义了一个16ms周期的timer（代码中定义的变量名可读性很强，叫vblank_timer），每个周期产生一次vblank中断事件，模拟硬件对一个帧囊的处理。这样，每秒钟能处理的帧囊数量是1000/16=62.5个，这个数据很重要，因为它可以被翻译成实际的刷新率——也就是说，GVT模拟的DP显示器的实际刷新率是62.5Hz。

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