嵌入式Linux驱动开发（LCD屏幕专题）（二）

一、结合APP分析LCD驱动程序

1、open

app:  open("/dev/fb0", ...)   主设备号: 29, 次设备号: 0
--------------------------------------------------------------
kernel:
         fb_open   // fbmem.c
         	struct fb_info *info;
         	info = get_fb_info(fbidx);
			
			if (info->fbops->fb_open) 
			{
				res = info->fbops->fb_open(info,1);   // 硬件相关的驱动
				if (res)
					module_put(info->fbops->owner);
			}      

2、获得可变信息(含有分辨率等)

app:  	ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_info->var);
-------------------------------------------------------------------------
kernel:
         fb_ioctl   // fbmem.c
         	struct fb_info *info = file_fb_info(file);

         	do_fb_ioctl(info, cmd, arg);
         		var = info->var;     // 硬件相关的驱动设置的
         		ret = copy_to_user(argp, &var, sizeof(var)) ? -EFAULT : 0;

3、获得固定信息(含有显存信息)

app:  	ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fb_info->fix);
-------------------------------------------------------------------------
kernel:
         fb_ioctl   // fbmem.c
         	struct fb_info *info = file_fb_info(file);

         	do_fb_ioctl(info, cmd, arg);
         		fix = info->fix;     // 硬件相关的驱动设置的
         		ret = copy_to_user(argp, &fix, sizeof(fix)) ? -EFAULT : 0;

4、mmap

app：void *ptr = mmap(0,
			fb_info->var.yres_virtual * fb_info->fix.line_length,
			PROT_WRITE | PROT_READ,
			MAP_SHARED, fd, 0);
-------------------------------------------------------------------------
kernel:
         fb_mmap   // fbmem.c
         	struct fb_info *info = file_fb_info(file);

         	start = info->fix.smem_start;
         	len = info->fix.smem_len;
         	return vm_iomap_memory(vma, start, len);

二、分析内核自带的LCD驱动程序

刚拿到手一款新的芯片进入目录 drivers/video/fbdev/ 目录下查看有哪些.o文件，就可以得知有没有LCD驱动程序。
LCD驱动程序核心就是：

• 分配fb_info
• 设置fb_info
• 注册fb_info
• 硬件相关的设置

2.1、入口函数注册

2.2、设备树有对应节点

三、编写硬件相关的代码

我们只需要针对IMX6ULL的编写硬件相关的代码，涉及3部分：

• GPIO设置
  • LCD引脚
  • 背光引脚
• 时钟设置
  • 确定LCD控制器的时钟
  • 根据LCD的DCLK计算相关时钟
• LCD控制器本身的设置
  • 比如设置Framebuffer的地址
  • 设置Framebuffer中数据格式、LCD数据格式
  • 设置时序

3.1、GPIO设置

有两种方法：

• 直接读写相关寄存器
• 使用设备树，在设备树中设置pinctrl
  • 本课程专注于LCD，所以使用pinctrl简化程序

设备树arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts中：

3.2 、时钟设置

IMX6ULL的LCD控制器涉及2个时钟：

代码里直接使用时钟子系统的代码。

• 在设备树里指定频率：

  • 文件：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts

  • 代码：clock-frequency

       display-timings {
            native-mode = <&timing0>;

             timing0: timing0_1024x768 {
             clock-frequency = <50000000>;

• 从设备树获得dot clock，存入display_timing

  • 文件：drivers\video\of_display_timing.c

  • 代码：

    ret |= parse_timing_property(np, "clock-frequency", &dt->pixelclock);
    

• 使用display_timing来设置videomode

  • 文件：drivers\video\videomode.c

  • 代码：

void videomode_from_timing(const struct display_timing *dt,struct videomode *vm)
{
	vm->pixelclock = dt->pixelclock.typ;
	vm->hactive = dt->hactive.typ;
	vm->hfront_porch = dt->hfront_porch.typ;
	vm->hback_porch = dt->hback_porch.typ;
	vm->hsync_len = dt->hsync_len.typ;

	vm->vactive = dt->vactive.typ;
	vm->vfront_porch = dt->vfront_porch.typ;
	vm->vback_porch = dt->vback_porch.typ;
	vm->vsync_len = dt->vsync_len.typ;

	vm->flags = dt->flags;
}

根据videomode的值，使用时钟子系统的函数设置时钟：

• 文件：drivers\video\fbdev\mxc\ldb.c
• 代码
  

3.3、LCD控制器的配置

以设置分辨率为例。

• 在设备树里指定频率：

  • 文件：arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts

  • 代码：clock-frequency

           display-timings {
                native-mode = <&timing0>;
    
                 timing0: timing0_1024x768 {
    				hactive = <1024>;
    	            vactive = <600>;
    
    

• 从设备树获得分辨率，存入display_timing

  • 文件：drivers\video\of_display_timing.c

  • 代码：

    	ret |= parse_timing_property(np, "hactive", &dt->hactive);
    	ret |= parse_timing_property(np, "vactive", &dt->vactive);
    

• 使用display_timing来设置videomode

  • 文件：drivers\video\videomode.c

  • 代码：

    void videomode_from_timing(const struct display_timing *dt,struct videomode *vm)
    {
    	vm->hactive = dt->hactive.typ;
    
        vm->vactive = dt->vactive.typ;
    

• 根据videomode的值，设置fb_videomode

  • 文件：drivers\video\fbdev\core\fbmon.c

  • 代码：

    int fb_videomode_from_videomode(const struct videomode *vm,struct fb_videomode *fbmode)
    {
    	unsigned int htotal, vtotal;
    
    	fbmode->xres = vm->hactive;
    
        fbmode->yres = vm->vactive;
    
    

• 根据fb_videomode的值，设置fb_info中的var：

  • 文件：drivers\video\fbdev\core\modedb.c

  • 代码：

    void fb_videomode_to_var(struct fb_var_screeninfo *var,const struct fb_videomode *mode)
    {
    	var->xres = mode->xres;
    	var->yres = mode->yres;
    
    

• 根据var的分辨率，设置寄存器

  • 文件：drivers\video\fbdev\mxsfb.c

  • 代码：

writel(TRANSFER_COUNT_SET_VCOUNT(fb_info->var.yres) |TRANSFER_COUNT_SET_HCOUNT(fb_info->var.xres),
			host->base + host->devdata->transfer_count);