韦东山 IMX6ULL和正点原子_「正点原子Linux连载」第五十九章Linux LCD驱动实验

1)实验平台：正点原子Linux开发板
2)摘自《正点原子I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南》
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第五十九章Linux LCD驱动实验

LCD是很常用的一个外设，在裸机篇中我们讲解了如何编写LCD裸机驱动，在Linux下LCD的使用更加广泛，在搭配QT这样的GUI库下可以制作出非常精美的UI界面。本章我们就来学习一下如何在Linux下驱动LCD屏幕。

59.1 Linux下LCD驱动简析

59.1.1 Framebuffer设备

先来回顾一下裸机的时候LCD驱动是怎么编写的，裸机LCD驱动编写流程如下：

①、初始化I.MX6U的eLCDIF控制器，重点是LCD屏幕宽(width)、高(height)、hspw、hbp、hfp、vspw、vbp和vfp等信息。

②、初始化LCD像素时钟。

③、设置RGBLCD显存。

④、应用程序直接通过操作显存来操作LCD，实现在LCD上显示字符、图片等信息。

在Linux中应用程序最终也是通过操作RGB LCD的显存来实现在LCD上显示字符、图片等信息。在裸机中我们可以随意的分配显存，但是在Linux系统中内存的管理很严格，显存是不需要申请的，不是你想用就能用的。而且因为虚拟内存的存在，驱动程序设置的显存和应用程序访问的显存要是同一片物理内存。

为了解决上述问题，Framebuffer诞生了，Framebuffer翻译过来就是帧缓冲，简称fb，因此大家在以后的Linux学习中见到"Framebuffer"或者"fb"的话第一反应应该想到RGBLCD或者显示设备。fb是一种机制，将系统中所有跟显示有关的硬件以及软件集合起来，虚拟出一个fb设备，当我们编写好LCD驱动以后会生成一个名为/dev/fbX(X=0~n)的设备，应用程序通过访问/dev/fbX这个设备就可以访问LCD。NXP官方的Linux内核默认已经开启了LCD驱动，因此我们是可以看到/dev/fb0这样一个设备，如图59.1.1.1所示：

图59.1.1.1 /dev/fb0设备文件

图59.1.1.1中的/dev/fb0就是LCD对应的设备文件，/dev/fb0是个字符设备，因此肯定有file_operations操作集，fb的file_operations操作集定义在drivers/video/fbdev/core/fbmem.c文件中，如下所示：

示例代码59.1.1.1 fb设备的操作集

1495staticconststruct file_operations fb_fops ={

1496.owner = THIS_MODULE,

1497.read = fb_read,

1498.write = fb_write,

1499.unlocked_ioctl = fb_ioctl,

1500 #ifdef CONFIG_COMPAT

1501.compat_ioctl = fb_compat_ioctl,

1502 #endif

1503.mmap = fb_mmap,

1504.open = fb_open,

1505.release = fb_release,

1506 #ifdef HAVE_ARCH_FB_UNMAPPED_AREA

1507.get_unmapped_area = get_fb_unmapped_area,

1508 #endif

1509 #ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO

1510.fsync = fb_deferred_io_fsync,

1511 #endif

1512.llseek = default_llseek,

1513};

关于fb的详细处理过程就不去深究了，本章我们的重点是驱动起来ALPHA开发板上的LCD。

59.1.2LCD驱动简析

LCD裸机例程主要分两部分：

①、获取LCD的屏幕参数。

②、根据屏幕参数信息来初始化eLCDIF接口控制器。

不同分辨率的LCD屏幕其eLCDIF控制器驱动代码都是一样的，只需要修改好对应的屏幕参数即可。屏幕参数信息属于屏幕设备信息内容，这些肯定是要放到设备树中的，因此我们本章实验的主要工作就是修改设备树，NXP官方的设备树已经添加了LCD设备节点，只是此节点的LCD屏幕信息是针对NXP官方EVK开发板所使用的4.3寸480*272编写的，我们需要将其改为我们所使用的屏幕参数。

我们简单看一下NXP官方编写的Linux下的LCD驱动，打开imx6ull.dtsi，然后找到lcdif节点内容，如下所示：

示例代码59.1.2.1 imx6ull.dtsi文件中lcdif节点内容

1 lcdif: lcdif@021c8000 {

2 compatible ="fsl,imx6ul-lcdif","fsl,imx28-lcdif";

3 reg =<0x021c80000x4000>;

4 interrupts =<GIC_SPI 5 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;

5 clocks =clks IMX6UL_CLK_LCDIF_PIX>,

6clks IMX6UL_CLK_LCDIF_APB>,

7clks IMX6UL_CLK_DUMMY>;

8 clock-names ="pix","axi","disp_axi";

9 status ="disabled";

10};

示例代码59.1.2.1中的lcdif节点信息是所有使用I.MX6ULL芯片的板子所共有的，并不是完整的lcdif节点信息。像屏幕参数这些需要根据不同的硬件平台去添加，比如imx6ull-alientek-emmc.dts文件中会想lcdif节点添加其他的属性信息。从示例代码59.1.2.1可以看出lcdif节点的compatible属性值为"fsl,imx6ul-lcdif"和"fsl,imx28-lcdi"，因此在Linux源码中搜索这两个字符串即可找到I.MX6ULL的LCD驱动文件，这个文件为drivers/video/fbdev/mxsfb.c，mxsfb.c就是I.MX6ULL的LCD驱动文件，在此文件中找到如下内容：

示例代码59.1.2.2 platform下的LCD驱动

1362staticconststruct of_device_id mxsfb_dt_ids[]={

1363{.compatible ="fsl,imx23-lcdif",.data =&mxsfb_devtype[0],},

1364{.compatible ="fsl,imx28-lcdif",.data =&mxsfb_devtype[1],},

1365{/* sentinel */}

1366};

......

1625staticstruct platform_driver mxsfb_driver ={

1626.probe = mxsfb_probe,

1627.remove = mxsfb_remove,

1628.shutdown = mxsfb_shutdown,

1629.id_table = mxsfb_devtype,

1630.driver ={

1631.name = DRIVER_NAME,

1632.of_match_table = mxsfb_dt_ids,

1633.pm =&mxsfb_pm_ops,

1634},

1635};

1636

1637 module_platform_driver(mxsfb_driver);

从示例代码59.1.2.2可以看出，这是一个标准的platform驱动，当驱动和设备匹配以后mxsfb_probe函数就会执行。在看mxsfb_probe函数之前我们先简单了解一下Linux下Framebuffer驱动的编写流程，Linux内核将所有的Framebuffer抽象为一个叫做fb_info的结构体，fb_info结构体包含了Framebuffer设备的完整属性和操作集合，因此每一个Framebuffer设备都必须有一个fb_info。换言之就是，LCD的驱动就是构建fb_info，并且向系统注册fb_info的过程。fb_info结构体定义在include/linux/fb.h文件里面，内容如下(省略掉条件编译)：

示例代码59.1.2.3 fb_info结构体

448struct fb_info {

449 atomic_t count;

450int node;

451int flags;

452struct mutex lock; /* 互斥锁 */

453struct mutex mm_lock; /* 互斥锁，用于fb_mmap和smem_*域*/

454struct fb_var_screeninfo var; /* 当前可变参数 */

455struct fb_fix_screeninfo fix; /* 当前固定参数 */

456struct fb_monspecs monspecs; /* 当前显示器特性 */

457struct work_struct queue; /* 帧缓冲事件队列 */

458struct fb_pixmap pixmap; /* 图像硬件映射 */

459struct fb_pixmap sprite; /* 光标硬件映射 */

460struct fb_cmap cmap; /* 当前调色板 */

461struct list_head modelist; /* 当前模式列表 */

462struct fb_videomode *mode; /* 当前视频模式 */

463

464 #ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT /* 如果LCD支持背光的话 */

465/* assigned backlight device */

466/* set before framebuffer registration,

467 remove after unregister */

468struct backlight_device *bl_dev; /* 背光设备 */

469

470/* Backlight level curve */

471struct mutex bl_curve_mutex;

472 u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];

473 #endif

......

479struct fb_ops *fbops; /* 帧缓冲操作函数集 */

480struct device *device; /* 父设备 */

481struct device *dev; /* 当前fb设备 */

482int class_flag; /* 私有sysfs标志 */

......

486char __iomem *screen_base; /* 虚拟内存基地址(屏幕显存) */

487unsignedlong screen_size; /* 虚拟内存大小(屏幕显存大小) */

488void*pseudo_palette; /* 伪16位调色板 */

......

507};

fb_info结构体的成员变量很多，我们重点关注var、fix、fbops、screen_base、screen_size和pseudo_palette。mxsfb_probe函数的主要工作内容为：

①、申请fb_info。

②、初始化fb_info结构体中的各个成员变量。

③、初始化eLCDIF控制器。

④、使用register_framebuffer函数向Linux内核注册初始化好的fb_info。register_framebuffer函数原型如下：

intregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info)

函数参数和返回值含义如下：

fb_info：需要上报的fb_info。

返回值：0，成功；负值，失败。

接下来我们简单看一下mxsfb_probe函数，函数内容如下(有缩减)：

示例代码59.1.2.4 mxsfb_probe函数

1369staticint mxsfb_probe(struct platform_device *pdev)

1370{

1371conststruct of_device_id *of_id =

1372 of_match_device(mxsfb_dt_ids,&pdev->dev);

1373struct resource *res;

1374struct mxsfb_info *host;

1375struct fb_info *fb_info;

1376struct pinctrl *pinctrl;

1377int irq = platform_get_irq(pdev,0);

1378int gpio, ret;

1379

......

1394

1395 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM,0);

1396if(!res){

1397 dev_err(&pdev->dev,"Cannot get memory IO resource");

1398return-ENODEV;

1399}

1400

1401 host = devm_kzalloc(&pdev->dev,sizeof(struct mxsfb_info),

GFP_KERNEL);

1402if(!host){

1403 dev_err(&pdev->dev,"Failed to allocate IO resource");

1404return-ENOMEM;

1405}

1406

1407 fb_info = framebuffer_alloc(sizeof(struct fb_info),&pdev->dev);

1408if(!fb_info){

1409 dev_err(&pdev->dev,"Failed to allocate fbdev");

1410 devm_kfree(&pdev->dev, host);

1411return-ENOMEM;

1412}

1413 host->fb_info = fb_info;

1414 fb_info->par = host;

1415

1416 ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, mxsfb_irq_handler,0,

1417 dev_name(&pdev->dev), host);

1418if(ret){

1419 dev_err(&pdev->dev,"request_irq (%d) failed with

1420error %d",irq, ret);

1421 ret =-ENODEV;

1422goto fb_release;

1423}

1424

1425 host->base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);

1426if(IS_ERR(host->base)){

1427 dev_err(&pdev->dev,"ioremap failed");

1428 ret = PTR_ERR(host->base);

1429goto fb_release;

1430}

......

1461

1462 fb_info->pseudo_palette = devm_kzalloc(&pdev->dev,sizeof(u32)*

146316, GFP_KERNEL);

1464if(!fb_info->pseudo_palette){

1465 ret =-ENOMEM;

1466goto fb_release;

1467}

1468

1469 INIT_LIST_HEAD(&fb_info->modelist);

1470

1471 pm_runtime_enable(&host->pdev->dev);

1472

1473 ret = mxsfb_init_fbinfo(host);

1474if(ret !=0)

1475goto fb_pm_runtime_disable;

1476

1477 mxsfb_dispdrv_init(pdev, fb_info);

1478

1479if(!host->dispdrv){

1480 pinctrl = devm_pinctrl_get_select_default(&pdev->dev);

1481if(IS_ERR(pinctrl)){

1482 ret = PTR_ERR(pinctrl);

1483goto fb_pm_runtime_disable;

1484}

1485}

1486

1487if(!host->enabled){

1488 writel(0, host->base + LCDC_CTRL);

1489 mxsfb_set_par(fb_info);

1490 mxsfb_enable_controller(fb_info);

1491 pm_runtime_get_sync(&host->pdev->dev);

1492}

1493

1494 ret = register_framebuffer(fb_info);

1495if(ret !=0){

1496 dev_err(&pdev->dev,"Failed to register framebuffer");

1497goto fb_destroy;

1498}

......

1525return ret;

1526}

第1374行，host结构体指针变量，表示I.MX6ULL的LCD的主控接口，mxsfb_info结构体是NXP定义的针对I.MX系列SOC的Framebuffer设备结构体。也就是我们前面一直说的设备结构体，此结构体包含了I.MX系列SOC的Framebuffer设备详细信息，比如时钟、eLCDIF控制器寄存器基地址、fb_info等。

第1395行，从设备树中获取eLCDIF接口控制器的寄存器首地址，设备树中lcdif节点已经设置了eLCDIF寄存器首地址为0X021C8000，因此res=0X021C8000。

第1401行，给host申请内存，host为mxsfb_info类型结构体指针。

第1407行，给fb_info申请内存，也就是申请fb_info。

第1413~1414行，设置host的fb_info成员变量为fb_info，设置fb_info的par成员变量为host。通过这一步就将前面申请的host和fb_info联系在了一起。

第1416行，申请中断，中断服务函数为mxsfb_irq_handler。

第1425行，对从设备树中获取到的寄存器首地址(res)进行内存映射，得到虚拟地址，并保存到host的base成员变量。因此通过访问host的base成员即可访问I.MX6ULL的整个eLCDIF寄存器。其实在mxsfb.c中已经定义了eLCDIF各个寄存器相比于基地址的偏移值，如下所示：

示例代码59.1.2.4 eLCDIF各个寄存器偏移值

67 #define LCDC_CTRL 0x00

68 #define LCDC_CTRL1 0x10

69 #define LCDC_V4_CTRL2 0x20

70 #define LCDC_V3_TRANSFER_COUNT 0x20

71 #define LCDC_V4_TRANSFER_COUNT 0x30

......

89 #define LCDC_V4_DEBUG0 0x1d0

90 #define LCDC_V3_DEBUG0 0x1f0

大家可以对比着《I.MX6ULL参考手册》中的eLCDIF章节检查一下示例代码59.1.2.4中的这些寄存器有没有错误。

继续回到示例代码59.1.2.5中的mxsfb_probe函数，第1462行，给fb_info中的pseudo_palette申请内存。

第1473行，调用mxsfb_init_fbinfo函数初始化fb_info，重点是fb_info的var、fix、fbops，screen_base和screen_size。其中fbops是Framebuffer设备的操作集，NXP提供的fbops为mxsfb_ops，内容如下：

示例代码59.1.2.5 mxsfb_ops操作集合

987staticstruct fb_ops mxsfb_ops ={

988.owner = THIS_MODULE,

989.fb_check_var = mxsfb_check_var,

990.fb_set_par = mxsfb_set_par,

991.fb_setcolreg = mxsfb_setcolreg,

992.fb_ioctl = mxsfb_ioctl,

993.fb_blank = mxsfb_blank,

994.fb_pan_display = mxsfb_pan_display,

995.fb_mmap = mxsfb_mmap,

996.fb_fillrect = cfb_fillrect,

997.fb_copyarea = cfb_copyarea,

998.fb_imageblit = cfb_imageblit,

999};

关于mxsfb_ops里面的各个操作函数这里就不去详解的介绍了。mxsfb_init_fbinfo函数通过调用mxsfb_init_fbinfo_dt函数从设备树中获取到LCD的各个参数信息。最后，mxsfb_init_fbinfo函数会调用mxsfb_map_videomem函数申请LCD的帧缓冲内存(也就是显存)。

第1489~1490行，设置eLCDIF控制器的相应寄存器。

第1494行，最后调用register_framebuffer函数向Linux内核注册fb_info。

mxsfb.c文件很大，还有一些其他的重要函数，比如mxsfb_remove、mxsfb_shutdown等，这里我们就简单的介绍了一下mxsfb_probe函数，至于其他的函数大家自行查阅。

59.2 硬件原理图分析

本章实验硬件原理图参考24.2小节即可。

59.3 LCD驱动程序编写

前面已经说了，6ULL的eLCDIF接口驱动程序NXP已经编写好了，因此LCD驱动部分我们不需要去修改。我们需要做的就是按照所使用的LCD来修改设备树。重点要注意三个地方：

①、LCD所使用的IO配置。

①、LCD屏幕节点修改，修改相应的属性值，换成我们所使用的LCD屏幕参数。

②、LCD背光节点信息修改，要根据实际所使用的背光IO来修改相应的设备节点信息。

接下来我们依次来看一下上面这两个节点改如何去修改：

1、LCD屏幕IO配置

首先要检查一下设备树中LCD所使用的IO配置，这个其实NXP都已经给我们写好了，不需要修改，不过我们还是要看一下。打开imx6ull-alientek-emmc.dts文件，在iomuxc节点中找到如下内容：

示例代码59.3.1 设备树LCD IO配置

1 pinctrl_lcdif_dat: lcdifdatgrp {

2 fsl,pins =<

3 MX6UL_PAD_LCD_DATA00__LCDIF_DATA00 0x79

4 MX6UL_PAD_LCD_DATA01__LCDIF_DATA01 0x79

5 MX6UL_PAD_LCD_DATA02__LCDIF_DATA02 0x79

6 MX6UL_PAD_LCD_DATA03__LCDIF_DATA03 0x79

7 MX6UL_PAD_LCD_DATA04__LCDIF_DATA04 0x79

8 MX6UL_PAD_LCD_DATA05__LCDIF_DATA05 0x79

9 MX6UL_PAD_LCD_DATA06__LCDIF_DATA06 0x79

10 MX6UL_PAD_LCD_DATA07__LCDIF_DATA07 0x79

11 MX6UL_PAD_LCD_DATA08__LCDIF_DATA08 0x79

12 MX6UL_PAD_LCD_DATA09__LCDIF_DATA09 0x79

13 MX6UL_PAD_LCD_DATA10__LCDIF_DATA10 0x79

14 MX6UL_PAD_LCD_DATA11__LCDIF_DATA11 0x79

15 MX6UL_PAD_LCD_DATA12__LCDIF_DATA12 0x79

16 MX6UL_PAD_LCD_DATA13__LCDIF_DATA13 0x79

17 MX6UL_PAD_LCD_DATA14__LCDIF_DATA14 0x79

18 MX6UL_PAD_LCD_DATA15__LCDIF_DATA15 0x79

19 MX6UL_PAD_LCD_DATA16__LCDIF_DATA16 0x79

20 MX6UL_PAD_LCD_DATA17__LCDIF_DATA17 0x79

21 MX6UL_PAD_LCD_DATA18__LCDIF_DATA18 0x79

22 MX6UL_PAD_LCD_DATA19__LCDIF_DATA19 0x79

23 MX6UL_PAD_LCD_DATA20__LCDIF_DATA20 0x79

24 MX6UL_PAD_LCD_DATA21__LCDIF_DATA21 0x79

25 MX6UL_PAD_LCD_DATA22__LCDIF_DATA22 0x79

26 MX6UL_PAD_LCD_DATA23__LCDIF_DATA23 0x79

27>;

28};

29

30 pinctrl_lcdif_ctrl: lcdifctrlgrp {

31 fsl,pins =<

32 MX6UL_PAD_LCD_CLK__LCDIF_CLK 0x79

33 MX6UL_PAD_LCD_ENABLE__LCDIF_ENABLE 0x79

34 MX6UL_PAD_LCD_HSYNC__LCDIF_HSYNC 0x79

35 MX6UL_PAD_LCD_VSYNC__LCDIF_VSYNC 0x79

36>;

37 pinctrl_pwm1: pwm1grp {

38 fsl,pins =<

39 MX6UL_PAD_GPIO1_IO08__PWM1_OUT 0x110b0

40>;

41};

第2~27行，子节点pinctrl_lcdif_dat，为RGB LCD的24根数据线配置项。

第30~36行，子节点pinctrl_lcdif_ctrl，RGB LCD的4根控制线配置项，包括CLK、ENABLE、VSYNC和HSYNC。

第37~40行，子节点pinctrl_pwm1，LCD背光PWM引脚配置项。这个引脚要根据实际情况设置，这里我们建议大家在以后的学习或工作中，LCD的背光IO尽量和半导体厂商的官方开发板一致。

2、LCD屏幕参数节点信息修改

继续在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中找到lcdif节点，节点内容如下所示：

示例代码59.3.2 lcdif节点默认信息

1&lcdif {

2 pinctrl-names ="default";

3 pinctrl-0=pinctrl_lcdif_dat /* 使用到的IO */

4&pinctrl_lcdif_ctrl

5&pinctrl_lcdif_reset>;

6 display =display0>;

7 status ="okay";

8

9 display0: display { /* LCD属性信息 */

10 bits-per-pixel =<16>; /* 一个像素占用几个bit */

11 bus-width =<24>; /* 总线宽度 */

12

13 display-timings {

14 native-mode =timing0>; /* 时序信息 */

15 timing0: timing0 {

16 clock-frequency =<9200000>; /* LCD像素时钟，单位Hz */

17 hactive =<480>; /* LCD X轴像素个数 */

18 vactive =<272>; /* LCD Y轴像素个数 */

19 hfront-porch =<8>; /* LCD hfp参数 */

20 hback-porch =<4>; /* LCD hbp参数 */

21 hsync-len =<41>; /* LCD hspw参数 */

22 vback-porch =<2>; /* LCD vbp参数 */

23 vfront-porch =<4>; /* LCD vfp参数 */

24 vsync-len =<10>; /* LCD vspw参数 */

25

26 hsync-active =<0>; /* hsync数据线极性 */

27 vsync-active =<0>; /* vsync数据线极性 */

28 de-active =<1>; /* de数据线极性 */

29 pixelclk-active =<0>; /* clk数据线先极性 */

30};

31};

32};

33};

示例代码59.3.2就是向imx6ull.dtsi文件中的lcdif节点追加的内容，我们依次来看一下示例代码59.3.2中的这些属性都是写什么含义。

第3行，pinctrl-0属性，LCD所使用的IO信息，这里用到了pinctrl_lcdif_dat、pinctrl_lcdif_ctrl和pinctrl_lcdif_reset这三个IO相关的节点，前两个在示例代码59.3.1中已经讲解了。pinctrl_lcdif_reset是LCD复位IO信息节点，正点原子的I.MX6U-ALPHA开发板的LCD没有用到复位IO，因此pinctrl_lcdif_reset可以删除掉。

第6行，display属性，指定LCD属性信息所在的子节点，这里为display0，下面就是display0子节点内容。

第9~32行，display0子节点，描述LCD的参数信息，第10行的bits-per-pixel属性用于指明一个像素占用的bit数，默认为16bit。本教程我们将LCD配置为RGB888模式，因此一个像素点占用24bit，bits-per-pixel属性要改为24。第11行的bus-width属性用于设置数据线宽度，因为要配置为RGB888模式，因此bus-width也要设置为24。

第13~30行，这几行非常重要！因为这几行设置了LCD的时序参数信息，NXP官方的EVK开发板使用了一个4.3寸的480*272屏幕，因此这里默认是按照NXP官方的那个屏幕参数设置的。每一个属性的含义后面的注释已经写的很详细了，大家自己去看就行了，这些时序参数就是我们重点要修改的，需要根据自己所使用的屏幕去修改。

这里以正点原子的ATK7016(7寸1024*600)屏幕为例，将imx6ull-alientek-emmc.dts文件中的lcdif节点改为如下内容：

示例代码59.3.3 针对ATK7016 LCD修改后的lcdif节点信息

1&lcdif {

2 pinctrl-names ="default";

3 pinctrl-0=

4&pinctrl_lcdif_ctrl>;

5 display =display0>;

6 status ="okay";

7

8 display0: display { /* LCD属性信息 */

9 bits-per-pixel =<24>; /* 一个像素占用24bit */

10 bus-width =<24>; /* 总线宽度 */

11

12 display-timings {

13 native-mode =timing0>; /* 时序信息 */

14 timing0: timing0 {

15 clock-frequency =<51200000>; /* LCD像素时钟，单位Hz */

16 hactive =<1024>; /* LCD X轴像素个数 */

17 vactive =<600>; /* LCD Y轴像素个数 */

18 hfront-porch =<160>; /* LCD hfp参数 */

19 hback-porch =<140>; /* LCD hbp参数 */

20 hsync-len =<20>; /* LCD hspw参数 */

21 vback-porch =<20>; /* LCD vbp参数 */

22 vfront-porch =<12>; /* LCD vfp参数 */

23 vsync-len =<3>; /* LCD vspw参数 */

24

25 hsync-active =<0>; /* hsync数据线极性 */

26 vsync-active =<0>; /* vsync数据线极性 */

27 de-active =<1>; /* de数据线极性 */

28 pixelclk-active =<0>; /* clk数据线先极性 */

29};

30};

31};

32};

第3行，设置LCD屏幕所使用的IO，删除掉原来的pinctrl_lcdif_reset，因为没有用到屏幕复位IO，其他的IO不变。

第9行，使用RGB888模式，所以一个像素点是24bit。

第15~23行，ATK7016屏幕时序参数，根据自己所使用的屏幕修改即可。

3、LCD屏幕背光节点信息

正点原子的LCD接口背光控制IO连接到了I.MX6U的GPIO1_IO08引脚上，GPIO1_IO08复用为PWM1_OUT，通过PWM信号来控制LCD屏幕背光的亮度，这个我们已经在第二十九章详细的讲解过了。正点原子I.MX6U-ALPHA开发板的LCD背光引脚和NXP官方EVK开发板的背光引脚一样，因此背光的设备树节点是不需要修改的，但是考虑到其他同学可能使用别的开发板或者屏幕，LCD背光引脚和NXP官方EVK开发板可能不同，因此我们还是来看一下如何在设备树中添加背光节点信息。

首先是GPIO1_IO08这个IO的配置，在imx6ull-alientek-emmc.dts中找到如下内容：

示例代码59.3.4 GPIO1_IO08引脚配置

1 pinctrl_pwm1: pwm1grp {

2 fsl,pins =<

3 MX6UL_PAD_GPIO1_IO08__PWM1_OUT 0x110b0

4>;

5};

pinctrl_pwm1节点就是GPIO1_IO08的配置节点，从第3行可以看出，设置GPIO1_IO08这个IO复用为PWM1_OUT，并且设置电气属性值为0x110b0。

LCD背光要用到PWM1，因此也要设置PWM1节点，在imx6ull.dtsi文件中找到如下内容：

示例代码59.3.5 imx6ull.dtsi文件中的pwm1节点

1 pwm1: pwm@02080000 {

2 compatible ="fsl,imx6ul-pwm","fsl,imx27-pwm";

3 reg =<0x020800000x4000>;

4 interrupts =<GIC_SPI 83 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;

5 clocks =clks IMX6UL_CLK_PWM1>,

6clks IMX6UL_CLK_PWM1>;

7 clock-names ="ipg","per";

8 #pwm-cells =<2>;

9};

imx6ull.dtsi文件中的pwm1节点信息大家不要修改，如果要修改pwm1节点内容的话请在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中修改。在整个Linux源码文件中搜索compatible属性的这两个值即可找到imx6ull的pwm驱动文件，imx6ull的PWM驱动文件为drivers/pwm/pwm-imx.c，这里我们就不详细的去分析这个文件了。继续在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中找到向pwm1追加的内容，如下所示：

示例代码59.3.6 向pwm1节点追加的内容

1&pwm1 {

2 pinctrl-names ="default";

3 pinctrl-0=pinctrl_pwm1>;

4 status ="okay";

5};

第3行，设置pwm1所使用的IO为pinctrl_pwm1，也就是示例代码59.3.4所定义的GPIO1_IO08这个IO。

第4行，将status设置为okay。

如果背光用的路其他pwm，比如pwm2，那么就需要仿照示例代码59.3.6的内容，向pwm2节点追加相应的内容。pwm和相关的IO已经准备好了，但是Linux系统怎么知道PWM1_OUT就是控制LCD背光的呢？因此我们还需要一个节点来将LCD背光和PWM1_OUT连接起来。这个节点就是backlight，backlight节点描述可以参考Documentation/devicetree/indings/video/backlight/pwm-backlight.txt这个文档，此文档详细讲解了backlight节点该如何去创建，这里大概总结一下：

①、节点名称要为"backlight"。

②、节点的compatible属性值要为"pwm-backlight"，因此可以通过在Linux内核中搜索"pwm-backlight"来查找PWM背光控制驱动程序，这个驱动程序文件为drivers/video/backlight/pwm_bl.c，感兴趣的可以去看一下这个驱动程序。

③、pwms属性用于描述背光所使用的PWM以及PWM频率，比如本章我们要使用的pwm1，pwm频率设置为5KHz(NXP官方推荐设置)。

④、brightness-levels属性描述亮度级别，范围为0~255，0表示PWM占空比为0%，也就是亮度最低，255表示100%占空比，也就是亮度最高。至于设置几级亮度，大家可以自行填写此属性。

⑤、default-brightness-level属性为默认亮度级别。

根据上述5点设置backlight节点，这个NXP已经给我们设置好了，大家在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中找到如下内容：

示例代码59.3.7 backlight节点内容

1 backlight {

2 compatible ="pwm-backlight";

3 pwms =pwm1 05000000>;

4 brightness-levels =<048163264128255>;

5 default-brightness-level =<6>;

6 status ="okay";

7};

第3行，设置背光使用pwm1，PWM频率为5KHz。

第4行，设置背8级背光(0~7)，分别为0、4、8、16、32、64、128、255，对应占空比为0%、1.57%、3.13%、6.27%、12.55%、25.1%、50.19%、100%，如果嫌少的话可以自行添加一些其他的背光等级值。

第5行，设置默认背光等级为6，也就是50.19%的亮度。

关于背光的设备树节点信息就讲到这里，整个的LCD设备树节点内容我们就讲完了，按照这些节点内容配置自己的开发板即可。

59.4 运行测试

59.4.1 LCD屏幕基本测试

1、编译新的设备树

上一小节我们已经配置好了设备树，所以需要输入如下命令重新编译一下设备树：

makedtbs

等待编译生成新的imx6ull-alientek-emmc.dtb设备树文件，一会要使用新的设备树启动Linux内核。

2、使能Linuxlogo显示

Linux内核启动的时候可以选择显示小企鹅logo，只要这个小企鹅logo显示没问题那么我们的LCD驱动基本就工作正常了。这个logo显示是要配置的，不过Linux内核一般都会默认开启logo显示，但是奔着学习的目的，我们还是来看一下如何使能Linuxlogo显示。打开Linux内核图形化配置界面，按下路径找到对应的配置项：

-> Device Drivers

-> Graphics support

-> Bootup logo (LOGO [=y])

-> Standard black and white Linux logo

-> Standard 16-color Linux logo

-> Standard 224-color Linux logo

如图59.4.1.1所示：

图59.4.1.1 logo配置项

图59.4.1.1中这三个选项分别对应黑白、16位、24位色彩格式的logo，我们把这三个都选中，都编译进Linux内核里面。设置好以后保存退出，重新编译Linux内核，编译完成以后使用新编译出来的imx6ull-alientek-emmc.dtb和zImage镜像启动系统，如果LCD驱动工作正常的话就会在LCD屏幕左上角出现一个彩色的小企鹅logo，屏幕背景色为黑色，如图59.4.1.2所示：

图59.4.1.2 Linux启动logo显示

59.4.2 设置LCD作为终端控制台

我们一直使用SecureCRT作为Linux开发板终端，开发板通过串口和SecureCRT进行通信。现在我们已经驱动起来LCD了，所以可以设置LCD作为终端，也就是开发板使用自己的显示设备作为自己的终端，然后接上键盘就可以直接在开发板上敲命令了，将LCD设置为终端控制台的方法如下：

1、设置uboot中的bootargs

重启开发板，进入Linux命令行，重新设置bootargs参数的console内容，命令如下所示：

setenv bootargs 'console=tty1 console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.250:

/home/zuozhongkai/linux/nfs/rootfs ip=192.168.1.251:192.168.1.250:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:

off'

注意红色字体部分设置console，这里我们设置了两遍console，第一次设置console=tty1，也就是设置LCD屏幕为控制台，第二遍又设置console=ttymxc0,115200，也就是设置串口也作为控制台。相当于我们打开了两个console，一个是LCD，一个是串口，大家重启开发板就会发现LCD和串口都会显示Linux启动log信息。但是此时我们还不能使用LCD作为终端进行交互，因为我们的设置还未完成。

2、修改/etc/inittab文件

打开开发板根文件系统中的/etc/inittab文件，在里面加入下面这一行：

tty1::askfirst:-/bin/sh

添加完成以后的/etc/inittab文件内容如图59.4.2.1所示：

图59.4.2.1 修改后的/etc/inittab文件

修改完成以后保存/etc/inittab并退出，然后重启开发板，重启以后开发板LCD屏幕最后一行会显示下面一行语句：

Please press Enter to activate this console.

上述提示语句说的是：按下回车键使能当前终端，我们在第五十八章已经将I.MX6U-ALPHA开发板上的KEY按键注册为了回车键，因此按下开发板上的KEY按键即可使能LCD这个终端。当然了，大家也可以接上一个USB键盘，Linux内核默认已经使能了USB键盘驱动了，因此可以直接使用USB键盘。

至此，我们就拥有了两套终端，一个是基于串口的SecureCRT，一个就是我们开发板的LCD屏幕，但是为了方便调试，我们以后还是以SecureCRT为主。我们可以通过下面这一行命令向LCD屏幕输出"hellolinux！"

echo hello linux > /dev/tty1

59.4.3 LCD背光调节

59.3小节已经讲过了，背光设备树节点设置了8个等级的背光调节，可以设置为0~7，我们可以通过设置背光等级来实现LCD背光亮度的调节，进入如下目录：

/sys/devices/platform/backlight/backlight/backlight

此目录下的文件如图59.4.3.1所示：

图59.4.3.1 目录下的文件和子目录

图59.4.3.1中的brightness表示当前亮度等级，max_bgigntness表示最大亮度等级。当前这两个文件内容如图59.4.3.2所示：

图59.4.3.2 brightness和max_brightness文件内容

从图59.4.3.2可以看出，当前屏幕亮度等级为6，根据前面的分析可以，这个是50%亮度。屏幕最大亮度等级为7。如果我们要修改屏幕亮度，只需要向brightness写入需要设置的屏幕亮度等级即可。比如设置屏幕亮度等级为7，那么可以使用如下命令：

echo 7 > brightness

输入上述命令以后就会发现屏幕亮度增大了，如果设置brightness为0的话就会关闭LCD背光，屏幕就会熄灭。

59.4.4 LCD自动关闭解决方法

默认情况下10分钟以后LCD就会熄屏，这个并不是代码有问题，而是Linux内核设置的，就和我们用手机或者电脑一样，一段时间不操作的话屏幕就会熄灭，以节省电能。解决这个问题有多种方法，我们依次来看一下：

1、按键盘唤醒

最简单的就是按下回车键唤醒屏幕，我们在第58章将I.MX6U-ALPHA开发板上的KEY按键注册为了回车键，因此按下开发板上的KEY按键即可唤醒屏幕。如果开发板上没有按键的话可以外接USB键盘，然后按下USB键盘上的回车键唤醒屏幕。

2、关闭10分钟熄屏功能

在Linux源码中找到drivers/tty/vt/vt.c这个文件，在此文件中找到blankinterval变量，如下所示：

示例代码59.4.4.1 blankinterval变量

179staticint vesa_blank_mode;

180staticint vesa_off_interval;

181staticint blankinterval =10*60;

blankinterval变量控制着LCD关闭时间，默认是10*60，也就是10分钟。将blankinterval的值改为0即可关闭10分钟熄屏的功能，修改完成以后需要重新编译Linux内核，得到新的zImage，然后用新的zImage启动开发板。

3、编写一个APP来关闭熄屏功能

在ubuntu中新建一个名为lcd_always_on.c的文件，然后在里面输入如下所示内容：

示例代码59.4.4.2 lcd_always_on.c文件代码段

1 #include <fcntl.h>

2 #include <stdio.h>

3 #include <sys/ioctl.h>

4

5

6int main(int argc,char*argv[])

7{

8int fd;

9 fd = open("/dev/tty1", O_RDWR);

10 write(fd,"033[9;0]",8);

11 close(fd);

12return0;

13}

使用如下命令编译lcd_always_on.c这个文件：

arm-linux-gnueabihf-gcc lcd_always_on.c -o lcd_always_on

编译生成lcd_always_on以后将此可执行文件拷贝到开发板根文件系统的/usr/bin目录中，然后给予可执行权限。设置lcd_always_on这个软件为开机自启动，打开/etc/init.d/rcS，在此文件最后面加入如下内容：

示例代码59.4.4.3 lcd_always_on自启动代码

1 cd /usr/bin

2./lcd_always_on

3 cd ..

修改完成以后保存/etc/init.d/rcS文件，然后重启开发板即可。关于Linux下的LCD驱动我们就讲到这里。