由上一节
得出写个LCD驱动入口函数,需要以下4步:
1) 分配一个fb_info结构体: framebuffer_alloc();
2) 设置fb_info
3) 设置硬件相关的操作
4) 使能LCD,并注册fb_info: register_framebuffer()
本节需要用到的函数:
1 void *dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp); //分配DMA缓存区给显存 2 //返回值为:申请到的DMA缓冲区的虚拟地址,若为NULL,表示分配失败,则需要使用dma_free_writecombine()释放内存,避免内存泄漏 3 //参数如下: 4 5 //*dev:指针,这里填0,表示这个申请的缓冲区里没有内容 6 7 //size:分配的地址大小(字节单位) 8 9 //*handle:申请到的物理起始地址 10 11 //gfp:分配出来的内存参数,标志定义在<linux/gfp.h>,常用标志如下: 12 //GFP_ATOMIC 用来从中断处理和进程上下文之外的其他代码中分配内存. 从不睡眠. 13 //GFP_KERNEL 内核内存的正常分配. 可能睡眠. 14 //GFP_USER 用来为用户空间页来分配内存; 它可能睡眠.
分配一段DMA缓存区,分配出来的内存会禁止cache缓存(因为DMA传输不需要CPU)
它和 dma_alloc_coherent ()函数相似,不过 dma_alloc_coherent ()函数是分配出来的内存会禁止cache缓存以及禁止写入缓冲区
1 dma_free_writecombine(dev,size,cpu_addr,handle); //释放缓存 2 //cpu_addr:虚拟地址, 3 //handle:物理地址
释放DMA缓冲区, dev和size参数和上面的一样
1 struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev); //申请一个fb_info结构体, 2 //size:额外的内存, 3 //*dev:指针, 这里填0,表示这个申请的结构体里没有内容
1 int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info); //向内核中注册fb_info结构体,若内存不够,注册失败会返回负数 4 5 int unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info) ; 6 //注销内核中fb_info结构体
需要用到的结构体:
fb_info结构体
1 struct fb_info { 2 ... ... 3 struct fb_var_screeninfo var; //可变的参数 4 struct fb_fix_screeninfo fix; //固定的参数 5 ... ... 6 struct fb_ops *fbops; //操作函数 7 ... ... 8 char __iomem *screen_base; //显存虚拟起始地址 9 unsigned long screen_size; //显存虚拟地址长度 10 11 void *pseudo_palette; 12 //假的16色调色板,里面存放了16色的数据,可以通过8bpp数据来找到调色板里面的16色颜色索引值,模拟出16色颜色来,节省内存,不需要的话就指向一个不用的数组即可 13 ... ... 14 };
其中操作函数fb_info-> fbops 结构体写法如下:
1 static struct fb_ops s3c_lcdfb_ops = { 2 .owner = THIS_MODULE, 3 4 .fb_setcolreg = s3c_lcdfb_setcolreg,//设置调色板fb_info-> pseudo_palette,自己构造该函数 5 6 .fb_fillrect = cfb_fillrect, //填充矩形,用/drivers/video/ cfbfillrect.c里的函数即可 7 8 .fb_copyarea = cfb_copyarea, //复制数据, 用/drivers/video/cfbcopyarea.c里的函数即可 9 10 .fb_imageblit = cfb_imageblit, //绘画图形, 用/drivers/video/imageblit.c里的函数即可 11 };
固定的参数fb_info-> fix 结构体如下:
1 struct fb_fix_screeninfo { 2 char id[16]; //id名字 3 unsigned long smem_start; //framebuffer物理起始地址 4 __u32 smem_len; //framebuffer长度,字节为单位 5 __u32 type; //lcd类型,默认值0即可 6 __u32 type_aux; //附加类型,为0 7 __u32 visual; //画面设置,常用参数如下 8 // FB_VISUAL_MONO01 0 单色,0:白色,1:黑色 9 // FB_VISUAL_MONO10 1 单色,1:白色,0:黑色 10 // FB_VISUAL_TRUECOLOR 2 真彩(TFT:真彩) 11 // FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR 3 伪彩 12 // FB_VISUAL_DIRECTCOLOR 4 直彩 13 14 __u16 xpanstep; /*如果没有硬件panning就赋值为0 */ 15 __u16 ypanstep; /*如果没有硬件panning就赋值为0 */ 16 __u16 ywrapstep; /*如果没有硬件ywrap就赋值为0 */ 17 18 __u32 line_length; /*一行的字节数 ,例:(RGB565)240*320,那么这里就等于240*16/8 */ 19 20 /*以下成员都可以不需要*/ 21 unsigned long mmio_start; /*内存映射IO的起始地址,用于应用层直接访问寄存器,可以不需要*/ 22 __u32 mmio_len; /* 内存映射IO的长度,可以不需要*/ 23 __u32 accel; 24 __u16 reserved[3]; 25 26 };
可变的参数fb_info-> var 结构体如下:
1 structfb_var_screeninfo{ 2 __u32xres; /*可见屏幕一行有多少个像素点*/ 3 __u32 yres; /*可见屏幕一列有多少个像素点*/ 4 __u32 xres_virtual; /*虚拟屏幕一行有多少个像素点 */ 5 __u32 yres_virtual; /*虚拟屏幕一列有多少个像素点*/ 6 __u32 xoffset; /*虚拟到可见屏幕之间的行偏移,若可见和虚拟的分辨率一样,就直接设为0*/ 7 __u32 yoffset; /*虚拟到可见屏幕之间的列偏移*/ 8 __u32 bits_per_pixel; /*每个像素的位数即BPP,比如:RGB565则填入16*/ 9 __u32 grayscale; /*非0时，指的是灰度,真彩直接填0即可*/ 10 11 struct fb_bitfield red; //fb缓存的R位域, fb_bitfield结构体成员如下: 12 //__u32 offset; 区域偏移值,比如RGB565中的R,就在第11位 13 //__u32 length; 区域长度,比如RGB565的R,共有5位 14 //__u32 msb_right; msb_right ==0,表示数据左边最大, msb_right!=0,表示数据右边最大 15 16 17 struct fb_bitfield green; /*fb缓存的G位域*/ 18 struct fb_bitfield blue; /*fb缓存的B位域*/ 19 20 /*以下参数都可以不填,默认为0*/ 21 struct fb_bitfield transp; /*透明度,不需要填0即可*/ 22 23 __u32nonstd; /* != 0表示非标准像素格式*/ 24 __u32 activate; /*设为0即可*/ 25 __u32height; /*外设高度(单位mm),一般不需要填*/ 26 __u32width; /*外设宽度(单位mm),一般不需要填*/ 27 __u32 accel_flags; /*过时的参数,不需要填*/ 28 29 /* 除了pixclock本身外，其他的都以像素时钟为 单位*/ 30 __u32pixclock; /*像素时钟(皮秒)*/ 31 __u32 left_margin; /*行切换，从同步到绘图之间的延迟*/ 32 __u32right_margin; /*行切换，从绘图到同步之间的延迟*/ 33 __u32upper_margin; /*帧切换，从同步到绘图之间的延迟*/ 34 __u32lower_margin; /*帧切换，从绘图到同步之间的延迟*/ 35 __u32hsync_len; /*水平同步的长度*/ 36 __u32 vsync_len; /*垂直同步的长度*/ 37 __u32 sync; 38 __u32 vmode; 39 __u32 rotate; 40 __u32reserved[5]; /*保留*/ 41 42 }
1.写驱动程序:
(驱动设置:参考自带的LCD平台驱动drivers/video/s3c2410fb.c )
(LCD控制寄存器设置:参考韦老大的LCD裸机驱动:)
1.1 步骤如下:
在驱动init入口函数中:
1)分配一个fb_info结构体
2)设置fb_info
2.1)设置固定的参数fb_info-> fix
2.2) 设置可变的参数fb_info-> var
2.3) 设置操作函数fb_info-> fbops
2.4) 设置fb_info 其它的成员
3)设置硬件相关的操作
3.1)配置LCD引脚
3.2)根据LCD手册设置LCD控制器
3.3)分配显存(framebuffer),把地址告诉LCD控制器和fb_info
4)开启LCD,并注册fb_info: register_framebuffer()
4.1) 直接在init函数中开启LCD(后面讲到电源管理,再来优化)
控制LCDCON5允许PWREN信号,
然后控制LCDCON1输出PWREN信号,
输出GPB0高电平来开背光,
4.2) 注册fb_info
在驱动exit出口函数中:
1)卸载内核中的fb_info
2) 控制LCDCON1关闭PWREN信号,关背光,iounmap注销地址
3)释放DMA缓存地址dma_free_writecombine()
4)释放注册的fb_info
1.2 具体代码如下:
1 /*写程序的思路如下： 2 * 1.查看LCD芯片手册，查看相关的时间参数、分辨率、引脚极性； 3 4 * 2.根据以上信息设置LCD控制器寄存器，让其发出正确信号； 5 6 * 3.在内存里面分配一个FrameBuffer，在里面用若干位表示一个像素，再把首地址告诉LCD控制器； 7 8 之后LCD控制器就能周而复始取出FrameBuffer里面的像素数据，配合其它控制信号，发送给电子枪， 9 电子枪再让在LCD上显示出来。若想显示图像，只需要编写程序向FrameBuffer填入相应数据即可， 10 硬件会自动的完成显示操作。*/ 11 12 13 14 #include <linux/module.h> 15 #include <linux/kernel.h> 16 #include <linux/errno.h> 17 #include <linux/string.h> 18 #include <linux/mm.h> 19 #include <linux/slab.h> 20 #include <linux/delay.h> 21 #include <linux/fb.h> 22 #include <linux/init.h> 23 #include <linux/dma-mapping.h> 24 #include <linux/interrupt.h> 25 #include <linux/workqueue.h> 26 #include <linux/wait.h> 27 #include <linux/platform_device.h> 28 #include <linux/clk.h> 29 30 #include <asm/io.h> 31 #include <asm/uaccess.h> 32 #include <asm/div64.h> 33 34 #include <asm/mach/map.h> 35 #include <asm/arch/regs-lcd.h> 36 #include <asm/arch/regs-gpio.h> 37 #include <asm/arch/fb.h> 38 39 static struct fb_info *s3c_lcd; 40 static volatile unsigned long *gpbcon; 41 static volatile unsigned long *gpbdat; 42 static volatile unsigned long *gpccon; 43 static volatile unsigned long *gpdcon; 44 static volatile unsigned long *gpgcon; 45 static volatile struct lcd_regs *lcd_regs; //定义一个结构体指针，并进行映射 46 static u32 pseudo_palette[16]; ///调色板数组,被fb_info->pseudo_palette调用 47 48 /* LCD Control */ 49 struct lcd_regs { 50 unsigned long lcdcon1; 51 unsigned long lcdcon2; 52 unsigned long lcdcon3; 53 unsigned long lcdcon4; 54 unsigned long lcdcon5; 55 unsigned long lcdsaddr1; 56 unsigned long lcdsaddr2; 57 unsigned long lcdsaddr3; 58 unsigned long redlut; 59 unsigned long greenlut; 60 unsigned long bluelut; 61 unsigned long reserved[9]; //28--4C 相差36(16进制)，除以4-->9byte 62 unsigned long dithmode; 63 unsigned long tpal; 64 unsigned long lcdintpnd; 65 unsigned long lcdsrcpnd; 66 unsigned long lcdintmsk; 67 unsigned long lpcsel; 68 }; 69 70 static inline unsigned int chan_to_field(u_int chan, struct fb_bitfield *bf) 71 { 72 chan &= 0xffff; 73 chan >>= 16 - bf->length; //右移,将数据靠到位0上 74 return chan << bf->offset; //左移一定偏移值,放入16色数据中对应的位置 75 } 76 77 78 /* 类比调色板，混3色于碟子regno, */ 79 static int s3c_lcdfb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red, 80 unsigned int green, unsigned int blue, 81 unsigned int transp, struct fb_info *info) 82 { 83 unsigned int val; 84 if (regno > 16) 85 return 1; 86 87 /* 用red, green, blue三原色构造出16色数据val */ 88 89 val = chan_to_field(red, &info->var.red); 90 val |= chan_to_field(green, &info->var.green); 91 val |= chan_to_field(blue, &info->var.blue); 92 93 //((u32 *)(info->pseudo_palette))[regno] = val; 94 pseudo_palette[regno] = val; 95 return 0; 96 97 } 98 99 100 static struct fb_ops s3c_lcdfb_ops = { 101 .owner = THIS_MODULE, 102 .fb_setcolreg = s3c_lcdfb_setcolreg, //设置调色板fb_info-> pseudo_palette,自己构造该函数 103 .fb_fillrect = cfb_fillrect, //填充矩形 104 .fb_copyarea = cfb_copyarea, //复制数据 105 .fb_imageblit = cfb_imageblit, //绘画图形, 106 }; 107 108 109 110 static int lcd_init(void) 111 { 112 /* 1.分配一个fbinfo结构体：framebuffer_alloc*/ 113 s3c_lcd = framebuffer_alloc(0, NULL); 114 115 /* 2.设置 fb_info*/ 116 /* 2.1设置固定的参数(4.3寸横屏) */ 117 strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd"); //字符串拷贝至参数dest所指的地址 118 s3c_lcd->fix.smem_len = 480*272*16; //480*272个像素点*16位/像素 119 s3c_lcd->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS; //FB_TYPE_:LCD类型，默认0 120 s3c_lcd->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR; //表示真彩色 121 s3c_lcd->fix.line_length = 480*2; //一行的字节数，240*16/8 122 123 /* 2.2设置可变的参数 */ 124 s3c_lcd->var.xres = 480; //可见屏X 分辨率 125 s3c_lcd->var.yres = 272; //可见屏y 分辨率 126 s3c_lcd->var.xres_virtual = 480; //虚拟屏x分辨率 127 s3c_lcd->var.yres_virtual = 272; //虚拟屏y分辨率 128 s3c_lcd->var.xoffset = 0; //虚拟到可见屏幕之间的行偏移 129 s3c_lcd->var.yoffset = 0; //虚拟到可见屏幕之间的行偏移 130 s3c_lcd->var.bits_per_pixel = 16; //像素为16BPP 131 s3c_lcd->var.grayscale = 0; //灰色比例 132 133 /* R-G-B : 5-6-5*/ 134 s3c_lcd->var.red.offset = 11; 135 s3c_lcd->var.red.length = 5; 136 137 s3c_lcd->var.green.offset = 5; 138 s3c_lcd->var.green.length = 6; 139 140 s3c_lcd->var.blue.offset = 0; 141 s3c_lcd->var.blue.length = 5; 142 143 s3c_lcd->var.activate = 0; 144 145 /* 2.3设置操作函数 */ 146 s3c_lcd->fbops = &s3c_lcdfb_ops; 147 148 /* 2.4其他的设置 */ 149 s3c_lcd->pseudo_palette = pseudo_palette; //假的调色板 150 //s3c_lcd->screen_base = ; //显存的虚拟地址,,在分配显存时，得到的返回值就是虚拟地址 151 s3c_lcd->screen_size = 480*272*2;//显存的物理大小 152 153 /* 3.硬件相关操作 */ 154 /* 3.1配置GPIO用于LCD */ 155 gpbcon = ioremap(0x56000010, 8); 156 gpbdat = gpbcon + 1; 157 gpccon = ioremap(0x56000020, 4); 158 gpdcon = ioremap(0x56000030, 4); 159 gpgcon = ioremap(0x56000060, 4); 160 161 *gpccon = 0xaaaaaaaa; // GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND 162 *gpdcon = 0xaaaaaaaa; // GPIO管脚用于VD[23:8] 163 *gpbcon &= ~(3); // GPB0设置为输出引脚，先清零 164 *gpbcon |= 1; 165 *gpbdat &= ~1; // Power off,先输出低电平,再后面使能的时候再输出高电平 166 167 *gpgcon |= (0x03<<8); //GPG4用作LCD_PWREN 168 169 170 /* 3.2根据LCD手册设置LCD控制器，比如VCLK的频率 */ 171 /* 将寄存器放入结构体中，同一映射，方便 */ 172 lcd_regs = ioremap(0x4D000000, sizeof(struct lcd_regs)); 173 174 /* 175 *bit[17:8] : VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2] ( CLKVAL >= 0 ) 176 * 10MHZ(10ns)= 100MHZ/ [(CLKVAL+1) x 2]-->LCD手册P14 177 * CLKVAL = 4; 178 *bit[7]: MMODE--决定VM的触发频率，不用管 179 *bit[6:5]:PNRMODE--选择显示模式--TFT LCD面板--[1:1] 180 *bit[4:1]:BPPMODE--位每像素--1100=16bpp 181 *bit[0] :ENVID --LCD视频输出和逻辑使能/禁止(使能LCD控制器) 182 */ 183 lcd_regs->lcdcon1 = (4<<8) | (3<<5) | (0x0c<<1); 184 185 /*垂直方向的时间参数 186 *bit[31:24] :VBPD, VSYNC之后再过多长时间才能发出第一行数据 187 * LCD手册 :T0-(T1+T2) = 4 --> VBPD = 3 188 *bit[23:14] :LINEVAL+1 = 272行-->271 189 *bit[13:6] :VFPD,发出最后一行数据之后，再过多久才发出VSYNC 190 * :LCD手册T2 - T5 = 2-->VFPD = 2-1 191 *bit[5:0] :VSPW, VSYNC信号的脉冲宽度，手册，1-1=0 192 */ 193 lcd_regs->lcdcon2 = (3<<24) | (271<<14) | (1<<6) | (0<<0); 194 195 /*水平方向的时间参数 196 *bit[25:19] :HBPD, HSYNC之后多久才能发出第一个像素的数据 197 * T6 - T7 - T8 = 17, HBPD = 16 198 *bit[18:8] :HOZVAL,480-1 = 479 199 *bit[7:0] :最后一行有效数据结束后，过多久发出HSYNC 200 * :LCD手册T8-T11=251-240=11, 所以HFPD=11-1=10 201 */ 202 lcd_regs->lcdcon3 = (16<<19) | (479<<8) | (10<<0); 203 204 /* 水平方向的同步信号 205 * bit[7:0] : HSPW, HSYNC信号的脉冲宽度, LCD手册T7=5, 所以HSPW=5-1=4 206 */ 207 lcd_regs->lcdcon4 = 4; 208 209 /* 信号的极性 */ 210 /*bit[11]: 选择16bpp输出视频数据的格式---1 = 5:6:5 Format 211 *bit[10]: 默认0--在下降沿取数据 212 *bit[ 9]: 在2440芯片手册上Hsync信号为高电平有效，但是在LCD产品手册上， 213 * 是低电平有效，要与产品手册一致，故反转，低电平有效，1 214 *bit[ 8]:VSYNC，与HSYNC同样，低电平有效，故反转 215 *bit[ 7]:INVVD, VD(视频数据)不需要管 216 *bit[ 6]:INVVDEN,VDEN不需要反转， 0 217 *bit[ 5]:INVPWREN,电源使能信号，不需要反转 218 *bit[ 4]:INVLEND, 没用到LEND信号不用管 219 *bit[ 3]:决定使能信号PWREN是否有效，1 220 *bit[ 2]:不用管 221 *bit[ 1]:BSWP = 0 222 *bit[ 0]:HWSWP = 1 223 */ 224 lcd_regs->lcdcon5 = (1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (1<<0); 225 226 227 /* 3.3分配显存，framebuffer，并把地址告诉LCD控制器 */ 228 //s3c_lcd->fix.smem_start = xxx; 显存的物理地址 229 //(dev, size, 物理地址， , 标记) 230 s3c_lcd->screen_base = dma_alloc_writecombine(NULL, 480*272*2, &s3c_lcd->fix.smem_start, GFP_KERNEL); 231 232 /* 将framebuffer的起始地址的[30:1]保存到此寄存器的[29:0]中*/ 233 lcd_regs->lcdsaddr1 = (s3c_lcd->fix.smem_start >> 1) & ~(3<<30); 234 235 /* 将framebuffer的结束地址的[21:1]保存到此寄存器的[20:0]中 */ 236 lcd_regs->lcdsaddr2 = (s3c_lcd->fix.smem_start + s3c_lcd->fix.smem_len >>1) & 0x1fffff; 237 238 /* 虚拟屏地址设置，虚拟盘与真实屏尺寸相同，offsize,[21:11] = 0, */ 239 /* PAGEWIDTH, 虚拟盘页宽度，即真实屏一行宽度，单位(半字) */ 240 lcd_regs->lcdsaddr3 = (480*16/16); 241 242 /* 注册前要使能LCD本身，及开启背光，可以提供接口，便于管理， 243 *但涉及到电源管理，此处全程为使能的状态，直接启动 244 */ 245 /* 启动LCD */ 246 lcd_regs->lcdcon1 |= (1<<0);//使能LCD控制器 247 lcd_regs->lcdcon5 |= (1<<3);//令使能信号LCD_PWREN有效，使能LCD本身 248 *gpbdat |= 1; //KEYBOARD-->GPB0 ,背光使能，输出高电平 249 /* 4.注册 */ 250 register_framebuffer(s3c_lcd); 251 252 return 0; 253 } 254 255 static void lcd_exit(void) 256 { 257 unregister_framebuffer(s3c_lcd); //卸载内核中的info 258 lcd_regs->lcdcon1 &= ~(1<<0); //关闭LCD 259 *gpbdat &= ~1; //关闭背光 260 dma_free_writecombine(NULL, s3c_lcd->fix.smem_len, s3c_lcd->screen_base, s3c_lcd->fix.smem_start); 261 iounmap(lcd_regs); 262 iounmap(gpbcon); 263 iounmap(gpccon); 264 iounmap(gpdcon); 265 iounmap(gpgcon); 266 framebuffer_release(s3c_lcd); //释放显存 267 } 268 269 module_init(lcd_init); //修饰入口函数 270 module_exit(lcd_exit); //修饰出口函数 271 272 MODULE_LICENSE("GPL"); //声明函数
2.测试
2.1重新编译内核,去掉默认的LCD
make menuconfig ,进入menu菜单重新设置内核参数:
进入Device Drivers-> Graphics support: <M> S3C2410 LCD framebuffer support //将自带的LCD驱动设为模块, 不编进内核中
make uImage 编译内核
make modules 编译模块
为什么要编译模块？
因为LCD驱动相关的文件也没有编进内核,而fb_ops里的成员fb_fillrect(), fb_copyarea(), fb_imageblit()用的都是drivers/video下面的3个文件,所以需要这3个的.ko模块,
2.2挂载驱动
将编译好的LCD驱动模块 和drivers/video里的3个.ko模块 放入nfs文件系统目录中
然后烧写内核, 先装载3个/drivers/video下编译好的模块,再来装载LCD驱动模块
可以通过 ls -l /dev/fb* 命令查看已挂载的LCD设备节点
2.3测试运行
测试有两种:
echo hello> /dev/tty1 // LCD上便显示hello字段
cat Makefile>/dev/tty1 // LCD上便显示Makeflie文件的内容
2.4使用上节的键盘驱动在LCD终端打印命令行
vi /etc/inittab //修改inittab, inittab:配置文件,用于启动init进程时,读取inittab 添加->tty1::askfirst:-/bin/sh //将sh进程(命令行)输出到tty1里,也就是使LCD输出信息
然后重启,insmod装载3个/drivers/video下编译好的模块,再来insmod装载LCD驱动模块,tty1设备便有了,就能看到提示信息:
insmod上一节的键盘驱动后,按下enter键,便能在LCD终端上操作linux
但是我测试出的显示有花屏，花屏之后隐约能看见显示信息（有待解决）
（以上大部分摘自：16.Linux-LCD驱动(详解)）