什麼是 udlfb？

這是 DisplayLink USB 2.0 時代圖形晶片的驅動程式。

DisplayLink 晶片提供簡單的 hline/blit 操作和一些壓縮，並將其與 USB 線另一端的硬體幀緩衝區 (16MB) 配對。該硬體幀緩衝區能夠驅動 VGA、DVI 或 HDMI 監視器，無需 CPU 干預，直到像素髮生變化。

CPU 或其他本地資源執行所有渲染；可以選擇將結果與遠端硬體幀緩衝區的本地陰影進行比較，以識別已更改的最小畫素集；並透過 USB 批次傳輸逐行壓縮和傳送這些畫素。

由於批次傳輸的效率以及頂部不需要任何確認的協議，因此效果是非常低的延遲，可以支援非常高的解析度，並在非遊戲和非影片應用程式中具有良好的效能。

模式設定、EDID 讀取等是其他批次或控制傳輸。 模式設定非常靈活 - 能夠從任何時序設定幾乎任意模式。

通用 USB 圖形的優勢

  • 能夠為任何支援 USB 2.0 的系統新增幾乎任意數量的顯示器。 在 Linux 上，顯示器數量受 fbdev 介面限制（FB_MAX 目前為 32）。 當然，同一主機控制器上的所有 USB 裝置共享相同的 480Mbs USB 2.0 介面。

使用核心幀緩衝區介面支援 DisplayLink 晶片的優勢

  • DisplayLink 晶片的實際硬體功能幾乎與 fbdev 介面一一對應，使得驅動程式相對於其提供的功能而言非常小巧緊湊。

  • X 伺服器和其他應用程式可以使用使用者模式下的標準 fbdev 介面與裝置通訊，而無需瞭解任何關於 USB 或 DisplayLink 協議的資訊。 “displaylink” X 驅動程式和略作修改的“fbdev”X 驅動程式都已在其中。

缺點

  • Fbdev 的 mmap 介面假設映射了真實的硬體幀緩衝區。 對於 USB 圖形，它只是一個分配的（虛擬）緩衝區。 寫入需要被 CPU 檢測並編碼為 USB 批次傳輸。 準確的損壞/更改區域通知可以解決此問題。 未來，希望 fbdev 能夠增強一個小型的標準介面，以允許 mmap 客戶端報告損壞，從而使虛擬或遠端幀緩衝區受益。

  • Fbdev 不能很好地仲裁客戶端對幀緩衝區的擁有權。

  • Fbcon 假設它找到的第一個幀緩衝區應該被控制檯佔用。

  • 鑑於 KMS/DRM 的興起，目前尚不清楚 fbdev 的未來是什麼。

如何使用它？

Udlfb 作為模組載入時，將匹配所有 USB 2.0 代 DisplayLink 晶片（Alex 和 Ollie 系列）。 然後它將嘗試讀取監視器的 EDID，並在 DisplayLink 裝置和監視器的功能之間設定最佳通用模式。

如果 DisplayLink 裝置成功，它將繪製一個“綠屏”，這意味著從硬體和 fbdev 軟體的角度來看，一切都很好。

此時，將存在一個 /dev/fb? 介面，供使用者模式應用程式開啟並使用標準 fbdev 呼叫開始寫入 DisplayLink 裝置的幀緩衝區。 請注意，如果使用 mmap()，預設情況下，使用者模式應用程式必須傳送損壞通知才能觸發已更改區域的重繪。 或者，可以重新編譯 udlfb 並啟用實驗性 defio 支援，以支援基於頁面錯誤的檢測機制，該機制可以在沒有顯式通知的情況下工作。

udlfb 最常見的客戶端是 xf86-video-displaylink 或修改後的 xf86-video-fbdev X 伺服器。 這些伺服器沒有真正的 DisplayLink 特定程式碼。 它們寫入標準幀緩衝區介面，並依靠 udlfb 來完成其工作。 它們具有的一個額外功能是能夠透過 udlfb 的損壞介面（希望將其標準化為所有需要損壞資訊的虛擬幀緩衝區）將 X DAMAGE 協議擴充套件中的矩形報告給 udlfb。 這些損壞通知允許 udlfb 有效地處理已更改的畫素。

模組選項

通常不需要 udlfb 的特殊配置。 但是，有一些選項。

從命令列，將選項傳遞給 modprobe

modprobe udlfb fb_defio=0 console=1 shadow=1

或者透過編輯 /sys/module/udlfb/parameters/PARAMETER_NAME 動態更改選項

cd /sys/module/udlfb/parameters
ls # to see a list of parameter names
sudo nano PARAMETER_NAME
# change the parameter in place, and save the file.

拔下/重新插入 USB 裝置以應用新設定。

或者要永久應用選項，請建立一個 modprobe 配置檔案，例如帶有文字的 /etc/modprobe.d/udlfb.conf

options udlfb fb_defio=0 console=1 shadow=1

接受的布林選項

fb_defio

使用 fb_defio (CONFIG_FB_DEFERRED_IO) 核心模組透過頁面錯誤跟蹤幀緩衝區的已更改區域。 使用 mmap 但不報告損壞的標準 fbdev 應用程式應該能夠啟用此功能。 當與支援透過 ioctl 報告已更改區域的 X 伺服器一起執行時停用，因為此方法更簡單、更穩定且效能更高。 預設值：fb_defio=1

控制檯

允許 fbcon 連線到 udlfb 提供的幀緩衝區。 如果 fbcon 和其他客戶端（例如帶有 --shared-vt 的 X）發生衝突，則可以停用。 預設值：console=1

陰影

分配第二個幀緩衝區來陰影當前透過 USB 匯流排在裝置記憶體中的內容。 如果任何畫素未更改，則不傳輸。 花費主機記憶體以節省 USB 傳輸。 預設啟用。 僅在極低記憶體系統上停用。 預設值：shadow=1

Sysfs 屬性

Udlfb 在 /sys/class/graphics/fb? 中建立多個檔案，其中 ? 是特定 DisplayLink 裝置的連續幀緩衝區 ID

edid

如果將有效的 EDID blob 寫入此檔案（通常透過 udev 規則），則 udlfb 將使用此 EDID 作為備份，以防讀取連線到 DisplayLink 裝置的監視器的實際 EDID 失敗。 這對於無法透過 EDID 傳達其功能的固定面板等特別有用。 讀取此檔案將返回連線的監視器的當前 EDID（或最後寫入的備份值）。 這對於獲取連線的監視器的 EDID 非常有用，可以將其傳遞給諸如 parse-edid 之類的實用程式。

metrics_bytes_rendered

呈現的畫素位元組的 32 位計數

metrics_bytes_identical

基於陰影幀緩衝區檢查，發現有多少位元組未更改的 32 位計數

metrics_bytes_sent

透過 USB 傳輸以將生成的已更改畫素傳達給硬體的位元組的 32 位計數。 包括壓縮和協議開銷

metrics_cpu_kcycles_used

處理上述畫素使用的 CPU 週期（以千個週期為單位）的 32 位計數。

metrics_reset

僅寫。 寫入此檔案的任何內容都會將上述所有指標重置為零。 請注意，上面的 32 位計數器會非常快速地翻轉。 要獲得可靠的結果，請設計效能測試以在非常短的時間內（一分鐘或更短時間是安全的）開始和結束。

Bernie Thompson <bernie@plugable.com>