LCD驱动(FrameBuffer)实例开发讲解

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LCD驱动(FrameBuffer)实例开发讲解

2023-08-17 10:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

/*LCD FrameBuffer设备探测的实现,注意这里使用一个__devinit宏,到lcd_fb_remove接口函数实现的地方讲解*/static int __devinit lcd_fb_probe(struct platform_device *pdev){    int i;    int ret;    struct resource *res;  /*用来保存从LCD平台设备中获取的LCD资源*/    struct fb_info  *fbinfo; /*FrameBuffer驱动所对应的fb_info结构体*/    struct s3c2410fb_mach_info *mach_info; /*保存从内核中获取的平台设备数据*/    struct my2440fb_var *fbvar; /*上面定义的驱动程序全局变量结构体*/    struct s3c2410fb_display *display; /*LCD屏的配置信息结构体,该结构体定义在mach-s3c2410/include/mach/fb.h中*/

    /*获取LCD硬件相关信息数据,在前面讲过内核使用s3c24xx_fb_set_platdata函数将LCD的硬件相关信息保存到     了LCD平台数据中,所以这里我们就从平台数据中取出来在驱动中使用*/    mach_info = pdev->dev.platform_data;    if(mach_info == NULL)    {        /*判断获取数据是否成功*/        dev_err(&pdev->dev, "no platform data for lcd/n");        return -EINVAL;    }

    /*获得在内核中定义的FrameBuffer平台设备的LCD配置信息结构体数据*/    display = mach_info->displays + mach_info->default_display;

    /*给fb_info分配空间,大小为my2440fb_var结构的内存,framebuffer_alloc定义在fb.h中在fbsysfs.c中实现*/    fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct my2440fb_var), &pdev->dev);    if(!fbinfo)    {        dev_err(&pdev->dev, "framebuffer alloc of registers failed/n");        ret = -ENOMEM;        goto err_noirq;    }    platform_set_drvdata(pdev, fbinfo);/*重新将LCD平台设备数据设置为fbinfo,好在后面的一些函数中来使用*/

    /*这里的用途其实就是将fb_info的成员par(注意是一个void类型的指针)指向这里的私有变量结构体fbvar,     目的是到其他接口函数中再取出fb_info的成员par,从而能继续使用这里的私有变量*/    fbvar = fbinfo->par;    fbvar->dev = &pdev->dev;

    /*在系统定义的LCD平台设备资源中获取LCD中断号,platform_get_irq定义在platform_device.h中*/    fbvar->lcd_irq_no = platform_get_irq(pdev, 0);    if(fbvar->lcd_irq_no dev, "no lcd irq for platform/n");        return -ENOENT;    }

    /*获取LCD平台设备所使用的IO端口资源,注意这个IORESOURCE_MEM标志和LCD平台设备定义中的一致*/    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);    if(res == NULL)    {        /*判断获取资源是否成功*/        dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory region resource/n");        return -ENOENT;    }

    /*申请LCD IO端口所占用的IO空间(注意理解IO空间和内存空间的区别),request_mem_region定义在ioport.h中*/    fbvar->lcd_mem = request_mem_region(res->start, res->end - res->start +1, pdev->name);    if(fbvar->lcd_mem == NULL)    {        /*判断申请IO空间是否成功*/        dev_err(&pdev->dev, "failed to reserve memory region/n");        return -ENOENT;    }

    /*将LCD的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址,ioremap定义在io.h中     注意:IO空间要映射后才能使用,以后对虚拟地址的操作就是对IO空间的操作*/    fbvar->lcd_base = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);    if(fbvar->lcd_base == NULL)    {        /*判断映射虚拟地址是否成功*/        dev_err(&pdev->dev, "ioremap() of registers failed/n");        ret = -EINVAL;        goto err_nomem;    }

    /*从平台时钟队列中获取LCD的时钟,这里为什么要取得这个时钟,从LCD屏的时序图上看,各种控制信号的延迟     都跟LCD的时钟有关。系统的一些时钟定义在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/    fbvar->lcd_clock = clk_get(NULL, "lcd");    if(!fbvar->lcd_clock)    {        /*判断获取时钟是否成功*/        dev_err(&pdev->dev, "failed to find lcd clock source/n");        ret = -ENOENT;        goto err_nomap;    }    /*时钟获取后要使能后才可以使用,clk_enable定义在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/    clk_enable(fbvar->lcd_clock);

    /*申请LCD中断服务,上面获取的中断号lcd_fb_irq,使用快速中断方式:IRQF_DISABLED     中断服务程序为:lcd_fb_irq,将LCD平台设备pdev做参数传递过去了*/    ret = request_irq(fbvar->lcd_irq_no, lcd_fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, fbvar);    if(ret)    {        /*判断申请中断服务是否成功*/        dev_err(&pdev->dev, "IRQ%d error %d/n", fbvar->lcd_irq_no, ret);        ret = -EBUSY;        goto err_noclk;    }    /*好了,以上是对要使用的资源进行了获取和设置。下面就开始初始化填充fb_info结构体*/

    /*首先初始化fb_info中代表LCD固定参数的结构体fb_fix_screeninfo*/    /*像素值与显示内存的映射关系有5种,定义在fb.h中。现在采用FB_TYPE_PACKED_PIXELS方式,在该方式下,    像素值与内存直接对应,比如在显示内存某单元写入一个"1"时,该单元对应的像素值也将是"1",这使得应用层    把显示内存映射到用户空间变得非常方便。Linux中当LCD为TFT屏时,显示驱动管理显示内存就是基于这种方式*/    strcpy(fbinfo->fix.id, driver_name);/*字符串形式的标识符*/    fbinfo->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;    fbinfo->fix.type_aux = 0;/*以下这些根据fb_fix_screeninfo定义中的描述,当没有硬件是都设为0*/    fbinfo->fix.xpanstep = 0;    fbinfo->fix.ypanstep = 0;    fbinfo->fix.ywrapstep= 0;    fbinfo->fix.accel = FB_ACCEL_NONE;

    /*接着,再初始化fb_info中代表LCD可变参数的结构体fb_var_screeninfo*/    fbinfo->var.nonstd          = 0;    fbinfo->var.activate        = FB_ACTIVATE_NOW;    fbinfo->var.accel_flags     = 0;    fbinfo->var.vmode           = FB_VMODE_NONINTERLACED;    fbinfo->var.xres            = display->xres;    fbinfo->var.yres            = display->yres;    fbinfo->var.bits_per_pixel  = display->bpp;

    /*指定对底层硬件操作的函数指针, 因内容较多故其定义在第③步中再讲*/    fbinfo->fbops               = &my2440fb_ops;

    /*初始化色调色板(颜色表)为空*/    for(i = 0; i palette_buffer[i] = PALETTE_BUFF_CLEAR;    }

    for (i = 0; i num_displays; i++) /*fb缓存的长度*/    {        /*计算FrameBuffer缓存的最大大小,这里右移3位(即除以8)是因为色位模式BPP是以位为单位*/        unsigned long smem_len = (mach_info->displays[i].xres * mach_info->displays[i].yres * mach_info->displays[i].bpp) >> 3;

        if(fbinfo->fix.smem_len fix.smem_len = smem_len;        }    }

    /*初始化LCD控制器之前要延迟一段时间*/    msleep(1);

    /*初始化完fb_info后,开始对LCD各寄存器进行初始化,其定义在后面讲到*/    my2440fb_init_registers(fbinfo);

    /*初始化完寄存器后,开始检查fb_info中的可变参数,其定义在后面讲到*/    my2440fb_check_var(fbinfo);        /*申请帧缓冲设备fb_info的显示缓冲区空间,其定义在后面讲到*/    ret = my2440fb_map_video_memory(fbinfo);    if (ret)     {        dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate video RAM: %d/n", ret);        ret = -ENOMEM;        goto err_nofb;    }

    /*最后,注册这个帧缓冲设备fb_info到系统中, register_framebuffer定义在fb.h中在fbmem.c中实现*/    ret = register_framebuffer(fbinfo);    if (ret dev, "failed to register framebuffer device: %d/n",ret);        goto err_video_nomem;    }

    /*对设备文件系统的支持(对设备文件系统的理解请参阅:嵌入式Linux之我行——设备文件系统剖析与使用)     创建frambuffer设备文件,device_create_file定义在linux/device.h中*/    ret = device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_debug);    if (ret)     {        dev_err(&pdev->dev, "failed to add debug attribute/n");    }

    return 0;

/*以下是上面错误处理的跳转点*/err_nomem:    release_resource(fbvar->lcd_mem);    kfree(fbvar->lcd_mem);

err_nomap:    iounmap(fbvar->lcd_base);

err_noclk:    clk_disable(fbvar->lcd_clock);    clk_put(fbvar->lcd_clock);

err_noirq:    free_irq(fbvar->lcd_irq_no, fbvar);

err_nofb:    platform_set_drvdata(pdev, NULL);    framebuffer_release(fbinfo);

err_video_nomem:    my2440fb_unmap_video_memory(fbinfo);

    return ret;}

/*LCD中断服务程序*/static irqreturn_t lcd_fb_irq(int irq, void *dev_id){    struct my2440fb_var    *fbvar = dev_id;    void __iomem *lcd_irq_base;    unsigned long lcdirq;

    /*LCD中断挂起寄存器基地址*/    lcd_irq_base = fbvar->lcd_base + S3C2410_LCDINTBASE;

    /*读取LCD中断挂起寄存器的值*/    lcdirq = readl(lcd_irq_base + S3C24XX_LCDINTPND);

    /*判断是否为中断挂起状态*/    if(lcdirq & S3C2410_LCDINT_FRSYNC)    {        /*填充调色板*/        if (fbvar->palette_ready)        {            my2440fb_write_palette(fbvar);        }

        /*设置帧已插入中断请求*/        writel(S3C2410_LCDINT_FRSYNC, lcd_irq_base + S3C24XX_LCDINTPND);        writel(S3C2410_LCDINT_FRSYNC, lcd_irq_base + S3C24XX_LCDSRCPND);    }

    return IRQ_HANDLED;}

/*填充调色板*/static void my2440fb_write_palette(struct my2440fb_var *fbvar){    unsigned int i;    void __iomem *regs = fbvar->lcd_base;

    fbvar->palette_ready = 0;

    for (i = 0; i palette_buffer[i];

        if (ent == PALETTE_BUFF_CLEAR)        {            continue;        }

        writel(ent, regs + S3C2410_TFTPAL(i));

        if (readw(regs + S3C2410_TFTPAL(i)) == ent)        {            fbvar->palette_buffer[i] = PALETTE_BUFF_CLEAR;        }        else        {            fbvar->palette_ready = 1;        }    }}

/*LCD各寄存器进行初始化*/static int my2440fb_init_registers(struct fb_info *fbinfo){    unsigned long flags;    void __iomem *tpal;    void __iomem *lpcsel;

    /*从lcd_fb_probe探测函数设置的私有变量结构体中再获得LCD相关信息的数据*/    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;    struct s3c2410fb_mach_info *mach_info = fbvar->dev->platform_data;

    /*获得临时调色板寄存器基地址,S3C2410_TPAL宏定义在mach-s3c2410/include/mach/regs-lcd.h中。    注意对于lpcsel这是一个针对三星TFT屏的一个专用寄存器,如果用的不是三星的TFT屏应该不用管它。*/    tpal = fbvar->lcd_base + S3C2410_TPAL;    lpcsel = fbvar->lcd_base + S3C2410_LPCSEL;

    /*在修改下面寄存器值之前先屏蔽中断,将中断状态保存到flags中*/    local_irq_save(flags);

    /*这里就是在上一篇章中讲到的把IO端口C和D配置成LCD模式*/    modify_gpio(S3C2410_GPCUP, mach_info->gpcup, mach_info->gpcup_mask);    modify_gpio(S3C2410_GPCCON, mach_info->gpccon, mach_info->gpccon_mask);    modify_gpio(S3C2410_GPDUP, mach_info->gpdup, mach_info->gpdup_mask);    modify_gpio(S3C2410_GPDCON, mach_info->gpdcon, mach_info->gpdcon_mask);

    /*恢复被屏蔽的中断*/    local_irq_restore(flags);

    writel(0x00, tpal);/*临时调色板寄存器使能禁止*/    writel(mach_info->lpcsel, lpcsel);/*在上一篇中讲到过,它是三星TFT屏的一个寄存器,这里可以不管*/

    return 0;}

/*该函数实现修改GPIO端口的值,注意第三个参数mask的作用是将要设置的寄存器值先清零*/static inline void modify_gpio(void __iomem *reg, unsigned long set, unsignedlong mask){    unsigned long tmp;

    tmp = readl(reg) & ~mask;    writel(tmp | set, reg);}

/*检查fb_info中的可变参数*/static int my2440fb_check_var(struct fb_info *fbinfo){    unsigned i;

    /*从lcd_fb_probe探测函数设置的平台数据中再获得LCD相关信息的数据*/    struct fb_var_screeninfo *var = &fbinfo->var;/*fb_info中的可变参数*/    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;/*在lcd_fb_probe探测函数中设置的私有结构体数据*/    struct s3c2410fb_mach_info *mach_info = fbvar->dev->platform_data;/*LCD的配置结构体数据,这个配置结构体的赋值在上一篇章的"3. 帧缓冲设备作为平台设备"中*/

    struct s3c2410fb_display *display = NULL;    struct s3c2410fb_display *default_display = mach_info->displays +mach_info->default_display;    int type = default_display->type;/*LCD的类型,看上一篇章的"3. 帧缓冲设备作为平台设备"中的type赋值是TFT类型*/

    /*验证X/Y解析度*/    if (var->yres == default_display->yres &&         var->xres == default_display->xres &&         var->bits_per_pixel == default_display->bpp)    {        display = default_display;    }    else    {        for (i = 0; i num_displays; i++)        {            if (type == mach_info->displays[i].type &&             var->yres == mach_info->displays[i].yres &&             var->xres == mach_info->displays[i].xres &&             var->bits_per_pixel == mach_info->displays[i].bpp)             {                display = mach_info->displays + i;                break;            }        }    }

    if (!display)     {        return -EINVAL;    }

    /*配置LCD配置寄存器1中的5-6位(配置成TFT类型)和配置LCD配置寄存器5*/    fbvar->regs.lcdcon1 = display->type;    fbvar->regs.lcdcon5 = display->lcdcon5;

    /* 设置屏幕的虚拟解析像素和高度宽度 */    var->xres_virtual = display->xres;    var->yres_virtual = display->yres;    var->height = display->height;    var->width = display->width;

    /* 设置时钟像素,行、帧切换值,水平同步、垂直同步长度值 */    var->pixclock = display->pixclock;    var->left_margin = display->left_margin;    var->right_margin = display->right_margin;    var->upper_margin = display->upper_margin;    var->lower_margin = display->lower_margin;    var->vsync_len = display->vsync_len;    var->hsync_len = display->hsync_len;

    /*设置透明度*/    var->transp.offset = 0;    var->transp.length = 0;

    /*根据色位模式(BPP)来设置可变参数中R、G、B的颜色位域。对于这些参数值的设置请参考CPU数据    手册中"显示缓冲区与显示点对应关系图",例如在上一篇章中我就画出了8BPP和16BPP时的对应关系图*/    switch (var->bits_per_pixel)     {        case 1:        case 2:        case 4:            var->red.offset  = 0;            var->red.length  = var->bits_per_pixel;            var->green       = var->red;            var->blue        = var->red;            break;        case 8:/* 8 bpp 332 */            if (display->type != S3C2410_LCDCON1_TFT)             {                var->red.length     = 3;                var->red.offset     = 5;                var->green.length   = 3;                var->green.offset   = 2;                var->blue.length    = 2;                var->blue.offset    = 0;            }else{                var->red.offset     = 0;                var->red.length     = 8;                var->green          = var->red;                var->blue           = var->red;            }            break;        case 12:/* 12 bpp 444 */            var->red.length         = 4;            var->red.offset         = 8;            var->green.length       = 4;            var->green.offset       = 4;            var->blue.length        = 4;            var->blue.offset        = 0;            break;        case 16:/* 16 bpp */            if (display->lcdcon5 & S3C2410_LCDCON5_FRM565)             {                /* 565 format */                var->red.offset      = 11;                var->green.offset    = 5;                var->blue.offset     = 0;                var->red.length      = 5;                var->green.length    = 6;                var->blue.length     = 5;            } else {                /* 5551 format */                var->red.offset      = 11;                var->green.offset    = 6;                var->blue.offset     = 1;                var->red.length      = 5;                var->green.length    = 5;                var->blue.length     = 5;            }            break;        case 32:/* 24 bpp 888 and 8 dummy */            var->red.length        = 8;            var->red.offset        = 16;            var->green.length      = 8;            var->green.offset      = 8;            var->blue.length       = 8;            var->blue.offset       = 0;            break;    }

    return 0;}

/*申请帧缓冲设备fb_info的显示缓冲区空间*/static int __init my2440fb_map_video_memory(struct fb_info *fbinfo){    dma_addr_t map_dma;/*用于保存DMA缓冲区总线地址*/    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;/*获得在lcd_fb_probe探测函数中设置的私有结构体数据*/    unsigned map_size = PAGE_ALIGN(fbinfo->fix.smem_len);/*获得FrameBuffer缓存的大小, PAGE_ALIGN定义在mm.h中*/

    /*将分配的一个写合并DMA缓存区设置为LCD屏幕的虚拟地址(对于DMA请参考DMA相关知识)    dma_alloc_writecombine定义在arch/arm/mm/dma-mapping.c中*/    fbinfo->screen_base = dma_alloc_writecombine(fbvar->dev, map_size,&map_dma, GFP_KERNEL);

    if (fbinfo->screen_base)     {        /*设置这片DMA缓存区的内容为空*/        memset(fbinfo->screen_base, 0x00, map_size);

        /*将DMA缓冲区总线地址设成fb_info不可变参数中framebuffer缓存的开始位置*/        fbinfo->fix.smem_start = map_dma;    }

    return fbinfo->screen_base ? 0 : -ENOMEM;}

/*释放帧缓冲设备fb_info的显示缓冲区空间*/static inline void my2440fb_unmap_video_memory(struct fb_info *fbinfo){    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;    unsigned map_size = PAGE_ALIGN(fbinfo->fix.smem_len);

    /*跟申请DMA的地方想对应*/    dma_free_writecombine(fbvar->dev, map_size, fbinfo->screen_base, fbinfo->fix.smem_start);}

/*LCD FrameBuffer设备移除的实现,注意这里使用一个__devexit宏,和lcd_fb_probe接口函数相对应。  在Linux内核中,使用了大量不同的宏来标记具有不同作用的函数和数据结构,这些宏在include/linux/init.h   头文件中定义,编译器通过这些宏可以把代码优化放到合适的内存位置,以减少内存占用和提高内核效率。  __devinit、__devexit就是这些宏之一,在probe()和remove()函数中应该使用__devinit和__devexit宏。  又当remove()函数使用了__devexit宏时,则在驱动结构体中一定要使用__devexit_p宏来引用remove(),  所以在第①步中就用__devexit_p来引用lcd_fb_remove接口函数。*/static int __devexit lcd_fb_remove(struct platform_device *pdev){    struct fb_info *fbinfo = platform_get_drvdata(pdev);    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;

    /*从系统中注销帧缓冲设备*/    unregister_framebuffer(fbinfo);

    /*停止LCD控制器的工作*/    my2440fb_lcd_enable(fbvar, 0);

    /*延迟一段时间,因为停止LCD控制器需要一点时间 */    msleep(1);

    /*释放帧缓冲设备fb_info的显示缓冲区空间*/    my2440fb_unmap_video_memory(fbinfo);

    /*将LCD平台数据清空和释放fb_info空间资源*/    platform_set_drvdata(pdev, NULL);    framebuffer_release(fbinfo);

    /*释放中断资源*/    free_irq(fbvar->lcd_irq_no, fbvar);

    /*释放时钟资源*/    if (fbvar->lcd_clock)     {        clk_disable(fbvar->lcd_clock);        clk_put(fbvar->lcd_clock);        fbvar->lcd_clock = NULL;    }

    /*释放LCD IO空间映射的虚拟内存空间*/    iounmap(fbvar->lcd_base);

    /*释放申请的LCD IO端口所占用的IO空间*/    release_resource(fbvar->lcd_mem);    kfree(fbvar->lcd_mem);

    return 0;}

/*停止LCD控制器的工作*/static void my2440fb_lcd_enable(struct my2440fb_var *fbvar, int enable){    unsigned long flags;

    /*在修改下面寄存器值之前先屏蔽中断,将中断状态保存到flags中*/    local_irq_save(flags);

    if (enable)    {        fbvar->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_ENVID;    }    else    {        fbvar->regs.lcdcon1 &= ~S3C2410_LCDCON1_ENVID;    }

    writel(fbvar->regs.lcdcon1, fbvar->lcd_base + S3C2410_LCDCON1);

    /*恢复被屏蔽的中断*/    local_irq_restore(flags);}

/*对LCD FrameBuffer平台设备驱动电源管理的支持,CONFIG_PM这个宏定义在内核中*/#ifdef CONFIG_PM/*当配置内核时选上电源管理,则平台设备的驱动就支持挂起和恢复功能*/static int lcd_fb_suspend(struct platform_device *pdev, pm_message_t state){    /*挂起LCD设备,注意这里挂起LCD时并没有保存LCD控制器的各种状态,所以在恢复后LCD不会继续显示挂起前的内容     若要继续显示挂起前的内容,则要在这里保存LCD控制器的各种状态,这里就不讲这个了,以后讲到电源管理再讲*/    struct fb_info *fbinfo = platform_get_drvdata(pdev);    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;

    /*停止LCD控制器的工作*/    my2440fb_lcd_enable(fbvar, 0);

    msleep(1);

    /*停止时钟*/    clk_disable(fbvar->lcd_clock);

    return 0;}

static int lcd_fb_resume(struct platform_device *pdev){    /*恢复挂起的LCD设备*/    struct fb_info *fbinfo = platform_get_drvdata(pdev);    struct my2440fb_var    *fbvar = fbinfo->par;

    /*开启时钟*/    clk_enable(fbvar->lcd_clock);

    /*初始化LCD控制器之前要延迟一段时间*/    msleep(1);

    /*恢复时重新初始化LCD各寄存器*/    my2440fb_init_registers(fbinfo);

    /*重新激活fb_info中所有的参数配置,该函数定义在第③步中再讲*/    my2440fb_activate_var(fbinfo);

    /*正与挂起时讲到的那样,因为没保存挂起时LCD控制器的各种状态,    所以恢复后就让LCD显示空白,该函数定义也在第③步中再讲*/    my2440fb_blank(FB_BLANK_UNBLANK, fbinfo);

    return 0;}#else/*如果配置内核时没选上电源管理,则平台设备的驱动就不支持挂起和恢复功能,这两个函数也就无需实现了*/#define lcd_fb_suspend    NULL#define lcd_fb_resume    NULL#endif

 

    fbinfo->flags               = FBINFO_FLAG_DEFAULT;

    fbinfo->pseudo_palette      = &fbvar->pseudo_pal;

 



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