G2D 图像处理
Graphic2D (G2D) 引擎是一个硬件加速的 2D 图形引擎。
- 支持最大层大小 1280x800 像素。
- 支持旋转功能的输入格式如下：
- YUV422（packed、semi-planar 和 planar 格式）
- YUV420（semi-planar 和 planar 格式）
- P010、P210、P410 和 Y8
- A2R10G10B10、A2B10G10R10、R10G10B10A2 和 B10G10R10A2
- ARGB8888、RGBA8888、XRGB8888、RGBX8888、RGB888、RGB565、ARGB4444、RGBA4444、ARGB1555 和 RGBA5551
- ABGR8888、BGRA8888、XBGR8888、BGRX8888、BGR888、BGR565、ABGR4444、BGRA4444、ABGR1555 和 BGRA5551
- 输出格式：
- RGB/ARGB 色彩格式： 输入和输出格式相同。
- YUV 格式： 如果执行旋转 90° 或 270°，输出格式为 YUV420，否则输入和输出格式相同。
- 支持的旋转类型：
- 水平翻转 和 垂直翻转
- 0°、90°、180°、270° 顺时针旋转
危险
V821 的 G2D 仅支持旋转功能，不支持图像裁剪和拼接、图像数据下采样和无极缩放、数据格式转换、颜色空间转换、图层合成、ColorKey、矩形区域颜色填充、点/线绘制、二元光栅操作、三元光栅操作等加速功能
模块功能配置
模块内核配置
Allwinner BSP --->
Device Drivers --->
G2D Drivers --->
<*> G2D Support for Allwinner SoCs
G2D driver version (RCQ version) --->
RCQ version
[ ] sunxi g2d mixer module <-- V821 不支持，不需要开
[*] sunxi g2d rotate module
[ ] sunxi sync fence implement for rotate jobs synchronous
[ ] Caching dma-buf mapping with LRU cache algorithm
设备树功能配置
设备树主要配置了 G2D 的相关时钟，中断等配置，这部分默认已经配置完成且默认启用，不需要再配置。
g2d: g2d@45410000 {
compatible = "allwinner,sunxi-g2d";
reg = <0x0 0x45410000 0x0 0xbffff>;
interrupts-extended = <&plic0 90 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&ccu CLK_G2D>, <&ccu CLK_BUS_G2D>, <&ccu CLK_MBUS_G2D>, <&ccu CLK_G2D_HB>,
<&ccu CLK_VID_OUT>, <&ccu CLK_MBUS_VID_OUT>;
clock-names = "g2d", "bus", "mbus_g2d", "g2d_hb",
"vo", "mbus_vo";
resets = <&ccu RST_BUS_G2D>, <&ccu RST_BUS_TCON>;
reset-names = "rst_bus_g2d", "rst_bus_vo";
assigned-clocks = <&ccu CLK_G2D>;
assigned-clock-rates = <154000000>;
status = "okay";
};
旋转和镜像(Rotate/Mirror)
旋转镜像主要是实现如下Horizontal-Flip、Vertical-Flip、Rotate0°、Rotate90°、Rotate180°、Rotate270°、Rotate90°+Horizontal-Flip、Rotate90°+Vertical-Flip共8种操作。
关键结构体参数：
typedef struct {
g2d_blt_flags_h flag_h;
g2d_image_enh src_image_h;
g2d_image_enh dst_image_h;
} g2d_blt_h;
typedef enum {
G2D_BLT_NONE_H = 0x0, /* single source operation */
/* rop2 */
/* Fill the target rectangular area with the color associated with index 0 of the physical color palette.
* For the default physical color palette, this color is black. */
G2D_BLT_BLACKNESS, /* blackness */
G2D_BLT_NOTMERGEPEN, /* dst = ~(dst + src) */
G2D_BLT_MASKNOTPEN, /* dst = ~src & dst */
G2D_BLT_NOTCOPYPEN, /* dst = ~src */
G2D_BLT_MASKPENNOT, /* dst = src & ~dst */
G2D_BLT_NOT, /* dst = ~dst */
G2D_BLT_XORPEN, /* dst = src ^ dst */
G2D_BLT_NOTMASKPEN, /* dst = ~(src & dst) */
G2D_BLT_MASKPEN, /* dst = src & dst */
G2D_BLT_NOTXORPEN, /* dst = ~(src ^ dst) */
G2D_BLT_NOP, /* dst = dst */
G2D_BLT_MERGENOTPEN, /* dst = ~src + dst */
G2D_BLT_COPYPEN, /* dst = src */
G2D_BLT_MERGEPENNOT, /* dst = src + ~dst */
G2D_BLT_MERGEPEN, /* dst = src + dst */
G2D_BLT_WHITENESS, /* whiteness */
/* Fill the target rectangular area with the color associated with index 0 of the physical color palette.
* For the default physical color palette, this color is white. */
G2D_BLT_EXTRACT = 0x000000ff,
G2D_ROT_90 = 0x00000100,
G2D_ROT_180 = 0x00000200,
G2D_ROT_270 = 0x00000300,
G2D_ROT_0 = 0x00000400,
G2D_ROT_H = 0x00001000,
G2D_ROT_V = 0x00002000,
G2D_ROT_90_H = 0x00001100,
G2D_ROT_90_V = 0x00002100,
/* G2D_SM_TDLR_1 = 0x10000000, */
G2D_SM_DTLR_1 = 0x10000000,
/* G2D_SM_TDRL_1 = 0x20000000, */
/* G2D_SM_DTRL_1 = 0x30000000, */
} g2d_blt_flags_h;
/* image struct */
typedef struct {
int bbuff; /* determine color_filling or image buffer */
__u32 color; /* color_filling */
g2d_fmt_enh format; /* pixel format */
__u32 laddr[3]; /* low address for three planes */
__u32 haddr[3]; /* high address for three planes */
__u32 width; /* image window width */
__u32 height; /* image window height */
__u32 align[3]; /* image windows alignment, y/u/v planes*/
g2d_rect clip_rect; /* roi */
g2d_size resize; /* image size after down_sampling */
g2d_coor coor; /* top-left corner coordinates placed in the dst_image window
* after src_image has been processed */
g2d_color_gmt gamut; /* color space */
/* __u32 gamut; */
int bpremul; /* alpha premutiled or not */
__u8 alpha;
g2d_alpha_mode_enh mode; /* alpha mode */
int fd;
__u32 use_phy_addr; /* use phy_addr or not */
enum color_range color_range;
} g2d_image_enh;
- 将格式为 ARGB8888 格式，分辨率为1280x720 分辨率图像旋转90度
int ret;
int g2d_fd;
g2d_blt_h blit;
g2d_fd = open("dev/g2d", O_RDWR);
if (g2d_fd < 0) {
printf("failed to open g2d device\n");
return;
}
memset(&blit, 0, sizeof(g2d_blt_h));
blit.flag_h = G2D_ROT_90;
#ifdef USE_PHY_ADDR
blit.src_image_h.use_phy_addr = 1;
blit.src_image_h.laddr[0] = src_image_addr[0];
#elif USE_DMA_BUFFERR_HEAP
blit.src_image_h.use_phy_addr = 0;
blit.src_image_h.fd = src_image_fd;
#else
...
#endif
blit.src_image_h.bbuff = 1;
blit.src_image_h.mode = G2D_PIXEL_ALPHA;
blit.src_image_h.alpha = 0xff;
blit.src_image_h.format = G2D_FORMAT_ARGB8888;
blit.src_image_h.width = 1280;
blit.src_image_h.height = 720;
blit.src_image_h.clip_rect.x = 0;
blit.src_image_h.clip_rect.y = 0;
blit.src_image_h.clip_rect.w = 1280;
blit.src_image_h.clip_rect.h = 720;
#ifdef USE_PHY_ADDR
blit.dst_image_h.use_phy_addr = 1;
blit.dst_image_h.laddr[0] = dst_image_addr[0];
#elif USE_DMA_BUFFERR_HEAP
blit.dst_image_h.use_phy_addr = 0;
blit.dst_image_h.fd = dst_image_fd;
#else
...
#endif
blit.dst_image_h.bbuff = 1;
blit.dst_image_h.mode = G2D_PIXEL_ALPHA;
blit.dst_image_h.alpha = 0xff;
blit.dst_image_h.format = G2D_FORMAT_ARGB8888;
blit.dst_image_h.width = 720;
blit.dst_image_h.height = 1280;
blit.dst_image_h.clip_rect.x = 0;
blit.dst_image_h.clip_rect.y = 0;
blit.dst_image_h.clip_rect.w = 720;
blit.dst_image_h.clip_rect.h = 1280;
ret = ioctl(g2d_fd, G2D_CMD_BITBLT_H ,(unsigned long)(&blit))
模块限制条件
地址对齐要求
- Rotate/Mirror功能：
- 输入输出地址必须保证4字节对齐。
- 其他功能没有此限制。
宽度对齐要求
- Crop/Stitching、Scaler/Down_Sampling、PixelFormat_Conversion、ColorSpace_Conversion、Point/Line Drawing、Rect_ColorFilling
- 对 RGB 格式输入输出没有限制
- YUV420格式：宽高需要2字节对齐。
- YUV422格式：宽需要2字节对齐。
- YUV411格式：宽需要4字节对齐。
- Rotate/Mirror功能：
- 输入输出的宽度需要8字节对齐。
- A40i 平台需要满足64字节对齐。
- YUV格式对齐要求：
- 如果是YUV采样格式，UV平面的宽度也需要满足对齐规则：
- YUV420需要宽高都16字节对齐。
- YUV422宽度需要16字节对齐。
- 如果是YUV采样格式，UV平面的宽度也需要满足对齐规则：
最小宽高限制
- 最小宽高要求：
- ARGB8888格式：宽度必须大于2，其他维度不低于2。
- RGB888格式：宽度必须大于3，其他维度不低于2。
- RGB565格式：宽度必须大于4，其他维度不低于2。
- YUV420格式：高度必须大于2。
输出格式转换
- YUV格式的旋转输出要求：
- 旋转功能对YUV格式输出有强制转换要求。
- 输出格式一律为YUV420，比如：
- I422格式会被强制转换为I420。
- NV16格式会被强制转换为NV12。