9、LCD驱动程序框架

linux-3.4.2driversvideoS3C2410fb.c(内核自带驱动程序)

fbmem.c是LCD驱动程序顶层框架文件，是一个通用的文件，在初始化init函数中会注册一个字符设备，并创建一个类，在注册字符设备的时候提供的file_operations是一个中间件，根据次设备号在registered_fb数组中找到真正的file_operation，registered_fb通过register_framebuffer来注册，并创建类下设备fb*，比如：S3C2410fb.c中就会通过platform_driver_register注册，当有同名的设备时，调用probe函数去register_framebuffer，与platform_driver_register相对应的的platform_device_register是在devs.c中调用注册的

platform_device_register在smdk2440_machine_init中被注册，寄存器参数在s3c24xx_fb_set_platdata中被设置，数据保存在smdk2440_fb_info结构体重，见mach-smdk2440.c

static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
&s3c_device_ohci,
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c0,
&s3c_device_iis,
};

static void __init smdk2440_machine_init(void)
{
s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);//smdk2440_fb_info是s3c2410fb_mach_info结构体，里面的display保存的lcd控制器的各个寄存器值；
s3c_i2c0_set_platdata(NULL);

platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));
smdk_machine_init();
}

LCD驱动程序

假设
app: open("/dev/fb0", ...) 主设备号: 29, 次设备号: 0
--------------------------------------------------------------
kernel:
fb_open
int fbidx = iminor(inode);
struct fb_info *info = = registered_fb[0];

app: read()
---------------------------------------------------------------
kernel:
fb_read
int fbidx = iminor(inode);
struct fb_info *info = registered_fb[fbidx];
if (info->fbops->fb_read)
return info->fbops->fb_read(info, buf, count, ppos);

src = (u32 __iomem *) (info->screen_base + p);
dst = buffer;
*dst++ = fb_readl(src++);
copy_to_user(buf, buffer, c)

问1. registered_fb在哪里被设置？
答1. register_framebuffer

怎么写LCD驱动程序？
1. 分配一个fb_info结构体: framebuffer_alloc
2. 设置
3. 注册: register_framebuffer
4. 硬件相关的操作

测试：
1. make menuconfig去掉原来的驱动程序
-> Device Drivers
-> Graphics support
<M> S3C2410 LCD framebuffer support

2. make uImage
make modules

3. 使用新的uImage启动开发板:

4.
insmod cfbcopyarea.ko
insmod cfbfillrect.ko
insmod cfbimgblt.ko
insmod lcd.ko

echo hello > /dev/tty1 // 可以在LCD上看见hello
cat lcd.ko > /dev/fb0 // 花屏

5. 修改 /etc/inittab

加入
tty1::askfirst:-/bin/sh
用新内核重启开发板

insmod cfbcopyarea.ko
insmod cfbfillrect.ko
insmod cfbimgblt.ko
insmod lcd.ko
insmod buttons.ko

 这个时候按鼠标左键和右键，中键可以在lcd上显示ls指令执行后的操作

static int lcd_init(void)
{
/* 1. 分配一个fb_info */
s3c_lcd = framebuffer_alloc(0, NULL); //第一个参数是开辟的除了fb_info外的额外的空间，用于保存私有数据

/* 2. 设置 */
/* 2.1 设置固定的参数 *///应用程序通过ioctrol可以获得这些参数，fbmem.c中有file_operations结构体，可以看到这个操作
strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");
s3c_lcd->fix.smem_len = 240*320*16/8;
s3c_lcd->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
s3c_lcd->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR; /* TFT */
s3c_lcd->fix.line_length = 240*2;

/* 2.2 设置可变的参数 */
s3c_lcd->var.xres = 240;
s3c_lcd->var.yres = 320;
s3c_lcd->var.xres_virtual = 240;   //虚拟分辨率
s3c_lcd->var.yres_virtual = 320;
s3c_lcd->var.bits_per_pixel = 16;

/* RGB:565 */
s3c_lcd->var.red.offset = 11;
s3c_lcd->var.red.length = 5;

s3c_lcd->var.green.offset = 5;
s3c_lcd->var.green.length = 6;

s3c_lcd->var.blue.offset = 0;
s3c_lcd->var.blue.length = 5;

s3c_lcd->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;


/* 2.3 设置操作函数 */
s3c_lcd->fbops = &s3c_lcdfb_ops;

/* 2.4 其他的设置 */
s3c_lcd->pseudo_palette = pseudo_palette;
//s3c_lcd->screen_base = ; /* 显存的虚拟地址 */
s3c_lcd->screen_size = 240*324*16/8;

/* 3. 硬件相关的操作 */
/* 3.1 配置GPIO用于LCD */
gpbcon = ioremap(0x56000010, 8);
gpbdat = gpbcon+1;
gpccon = ioremap(0x56000020, 4);
gpdcon = ioremap(0x56000030, 4);
gpgcon = ioremap(0x56000060, 4);

*gpccon = 0xaaaaaaaa; /* GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND */
*gpdcon = 0xaaaaaaaa; /* GPIO管脚用于VD[23:8] */

*gpbcon &= ~(3); /* GPB0设置为输出引脚 */
*gpbcon |= 1;
*gpbdat &= ~1; /* 输出低电平 */

*gpgcon |= (3<<8); /* GPG4用作LCD_PWREN */

/* 3.2 根据LCD手册设置LCD控制器, 比如VCLK的频率等 */
lcd_regs = ioremap(0x4D000000, sizeof(struct lcd_regs));

/* bit[17:8]: VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2], LCD手册P14
* 10MHz(100ns) = 100MHz / [(CLKVAL+1) x 2]
* CLKVAL = 4
* bit[6:5]: 0b11, TFT LCD
* bit[4:1]: 0b1100, 16 bpp for TFT
* bit[0] : 0 = Disable the video output and the LCD control signal.
*/
lcd_regs->lcdcon1 = (4<<8) | (3<<5) | (0x0c<<1);

#if 1
/* 垂直方向的时间参数
* bit[31:24]: VBPD, VSYNC之后再过多长时间才能发出第1行数据
* LCD手册 T0-T2-T1=4
* VBPD=3
* bit[23:14]: 多少行, 320, 所以LINEVAL=320-1=319
* bit[13:6] : VFPD, 发出最后一行数据之后，再过多长时间才发出VSYNC
* LCD手册T2-T5=322-320=2, 所以VFPD=2-1=1
* bit[5:0] : VSPW, VSYNC信号的脉冲宽度, LCD手册T1=1, 所以VSPW=1-1=0
*/
lcd_regs->lcdcon2 = (3<<24) | (319<<14) | (1<<6) | (0<<0);

/* 水平方向的时间参数
* bit[25:19]: HBPD, VSYNC之后再过多长时间才能发出第1行数据
* LCD手册 T6-T7-T8=17
* HBPD=16
* bit[18:8]: 多少列, 240, 所以HOZVAL=240-1=239
* bit[7:0] : HFPD, 发出最后一行里最后一个象素数据之后，再过多长时间才发出HSYNC
* LCD手册T8-T11=251-240=11, 所以HFPD=11-1=10
*/
lcd_regs->lcdcon3 = (16<<19) | (239<<8) | (10<<0);

/* 水平方向的同步信号
* bit[7:0] : HSPW, HSYNC信号的脉冲宽度, LCD手册T7=5, 所以HSPW=5-1=4
*/
lcd_regs->lcdcon4 = 4;

#else
lcd_regs->lcdcon2 = S3C2410_LCDCON2_VBPD(5) |
S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(319) |
S3C2410_LCDCON2_VFPD(3) |
S3C2410_LCDCON2_VSPW(1);

lcd_regs->lcdcon3 = S3C2410_LCDCON3_HBPD(10) |
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(239) |
S3C2410_LCDCON3_HFPD(1);

lcd_regs->lcdcon4 = S3C2410_LCDCON4_MVAL(13) |
S3C2410_LCDCON4_HSPW(0);

#endif
/* 信号的极性
* bit[11]: 1=565 format
* bit[10]: 0 = The video data is fetched at VCLK falling edge
* bit[9] : 1 = HSYNC信号要反转,即低电平有效
* bit[8] : 1 = VSYNC信号要反转,即低电平有效
* bit[6] : 0 = VDEN不用反转
* bit[3] : 0 = PWREN输出0
* bit[1] : 0 = BSWP
* bit[0] : 1 = HWSWP 2440手册P413
*/
lcd_regs->lcdcon5 = (1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (1<<0);

/* 3.3 分配显存(framebuffer), 并把地址告诉LCD控制器 */s3c_lcd->fix.smem_start  物理地址在这里放回
s3c_lcd->screen_base = dma_alloc_writecombine(NULL, s3c_lcd->fix.smem_len, &s3c_lcd->fix.smem_start, GFP_KERNEL);

//分配一块连续的空间作为显存

lcd_regs->lcdsaddr1 = (s3c_lcd->fix.smem_start >> 1) & ~(3<<30);//根据手册最高位和最低位不要
lcd_regs->lcdsaddr2 = ((s3c_lcd->fix.smem_start + s3c_lcd->fix.smem_len) >> 1) & 0x1fffff;//看手册
lcd_regs->lcdsaddr3 = (240*16/16); /* 一行的长度(单位: 2字节) */

//s3c_lcd->fix.smem_start = xxx; /* 显存的物理地址 */
/* 启动LCD */
lcd_regs->lcdcon1 |= (1<<0); /* 使能LCD控制器 */
lcd_regs->lcdcon5 |= (1<<3); /* 使能LCD本身 */
*gpbdat |= 1; /* 输出高电平, 使能背光 */

/* 4. 注册 */
register_framebuffer(s3c_lcd);

return 0;
}