linux-2.6.32在mini2440开发板上移植（6）之W35型LCD驱动移植

编者注：本移植主要步骤还是按照手册来，里面讲解了一些有用的基础知识。但书册上提供了集中屏幕的方案，我们这里主要就用一种，也就是开发板自带的W35型号。液晶驱动的源程序在src/drivers/video/目录下，主要是s3c2410fb.c这几个文件，详细的讲解可以参照《linux设备驱动开发详解》一书。对于这里的移植，一般是实现为platform形式，所以，对platform_device这个结构体，把我准确一般就可以了。移植期间遇到的一个问题，一直没搞通。移植好后，烧尽板子，发现没正常运行。尝试了整整一下午，也不行。难道把drives/video/下的哪个驱动给改了？differ一下，发现没。match-mini2440.c这个文件有啥不对的？直接把自带的没问题的内核这个文件拷贝过来，发现也还不行。怎么回事？难道改了别的什么地方？用sourceinsight跟踪了下，看了半天，也没发现问题。手册也没说啥别的啊，。。。怎么回事？？？？？是不是配置不对，把人家的编译好的没问题的内核，两个一起make menuconfig 对比下，发现与这个相关的都对应。。。晕了，后来直接把人家的.config放到我这个里面，发现可以用了。那就是配置问题了，后来，我再次打开两个终端，仔仔细细对比这两个配置，改成尽可能和人家一样的，最后还是不行。有哪位仁兄要知道是哪个关键选项没选上的话告诉我下啊，谢谢哈。至少现在能用了，这个先放下。

1 LCD 驱动基础知识
         Linux-2.6.32.2 内核已经支持S3C2440 的LCD 控制器驱动，但在此我们先介绍一下关于2440 LCD 控制器以及驱动相关的LCD 的一些基础知识。注意：在此我们只讨论TFT LCD，也就是真彩屏。LCD 驱动中最关键的就是时钟频率(Clock frequency)的设置，时钟频率设置不对，LCD的显示就会闪，或者根本没有显示。一般LCD 的Datasheet 上会写有一个推荐的频率，比如mini2440 所用的统宝3.5”LCD，见数据手册第13 页的一个表格：可以看到，这里推荐的时钟频率是6.39MHz，近似于6.4MHz，范围，是5M-6.85MHz。S3C2440 之LCD 控制器与此相关的设置为CLKVAL，通过设置它，就可以在LCD 接口的VCLK引脚上产生LCD 所需要的时钟频率，那么CLKVAL 和VCLK 有何种关系呢？在2440 手册(411页)中，有这样一段描述：
The rate of VCLK signal depends on the CLKVAL field in the LCDCON1 register. Table 15-3 defines the
relationship of VCLK and CLKVAL. The minimum value of CLKVAL is 0
接下来，手册中提供了它们的数学关系公式：

VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]
因此可以得出：
VCLK = HCLK / ((CLKVAL+1)*2)
那么HCLK 是多少呢？我们的开发板运行于400Mhz，这个可以在bootloader 的源代
码头文件中看到，可见，FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8，因此得出HCLK=100Mhz，再根据上述公式得出
CLKVAL 应为：
CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1
CLKVAL = 100000000 / (6400000 * 2) - 1 = 6.8
选择最接近的整数值7，并把它写入LCDCON1:17-8(注意：我们实际使用的数值是8)，
由此产生的VCLK 频率实测为5.63Mhz 左右，它也是在5-6.85Mhz 之间的数值。

2 新内核中的pixclock 参数
     在以前较老的Linux 内核中，对于LCD 寄存器的设置都是这样直接填写CLKVAL 的，但Linux-2.6.32.2 内核却不再使用这样简单直观的方式，而是通过一个称为“pixclock”的参进行调节，它的计算变的复杂和难以理解，我们不清楚Linux 内核中关于2440 部分的移植为何改变成这样的方式，这有可能是为了和X86 体系中的设置保持一致的风格，下面我们根据实际的代码进行一些推导和说明，但推导结果和我们的实际设置是并不一致的，会有一些误差。提示：我们实际提供的pixclock 参数并不是按照以下的方式推导计算出的，而是先确定好CLKVAL 的数值，再反复尝试、猜测得到的。在Framebuffer 驱动(linux-2.6.32.2/ drivers/video/s3c2410fb.c)中有这样一个函数：
clkdiv = DIV_ROUND_UP(s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock), 2);这里的clkdiv 就是我们上面提到的CLKVAL，而DIV_ROUND_UP 是一个宏定义，它位于include/linux/kernel.h 文件中：
#define DIV_ROUND_UP(n,d) (((n) + (d) - 1) / (d))
这其实是一个数学概念：向上取整。下面是关于“向上取整”的一段说明：对于除数为“2”的本算法而言，我们可以简单的理解为“(n/2)+0.5”所对应的整数值，此这里不可能避免的就出现了误差，也就是说n 的数值是有一定范围的，这里的n 就是“s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)”，因此上面的公式可以改写为：
clkdiv= s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)/2 + 0.5
而s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock) 这个函数在linux-2.6.32.2/
drivers/video/s3c2410fb.c 中是这样定义的：
/* s3c2410fb_calc_pixclk()
*
* calculate divisor for clk->pixclk
*/
static unsigned int s3c2410fb_calc_pixclk(struct s3c2410fb_info *fbi,
unsigned long pixclk)
{
unsigned long clk = fbi->clk_rate;
unsigned long long div;
/* pixclk is in picoseconds, our clock is in Hz
*

* Hz -> picoseconds is / 10^-12
*/
;这里计算出本函数的结果
div = (unsigned long long)clk * pixclk;
div >>= 12; /* div / 2^12 */
do_div(div, 625 * 625UL * 625); /* div / 5^12 */
dprintk("pixclk %ld, divisor is %ld\n", pixclk, (long)div);
return div;
}
因此得出：
clkdiv=clk*pixclk/(10^12)/2 + 0.5
根据实际打印结果验证，此处的clk 其实就是HCLK。
而根据static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)函数中的描述，会得出
这样一个关系：
CLKVAL=clkdiv-1
再结合从2440 芯片手册得到的公式CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1，因此可以得出大
致这样的结果(“大致”可以理解为一定的误差范围)：
Pixclk=(HCLK-VLCK)x10^12/HCLK*VCLK
以我们所用的统宝屏为例：
HCLK=100Mhz=100,000,000Hz
VLCK=6.4Mhz=6400,000Hz
因此计算出：pixclk =146250，单位是ps(picoseconds)，这和我们实际设置的数值170000
是有一定误差的。
另外， 在Linux 内核文档中， 还有另外一种计算pixclock 的方式， 见
linux/Documentation/fb/framebuffer.txt，在此我们就不再详细介绍了，感兴趣的可以自己看下，
或者到网上查下相关资料。
如果你对这些参数比较“晕”，我们建议你按照我们已经移植验证好的参数进行设置，

下面是具体的参考步骤。
3 在内核中添加各种LCD 类型的支持
打开arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c，先删除之前的LCD 设备平台代码，如
下：
/* LCD driver info */
static struct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata = {
.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |

S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
S3C2410_LCDCON5_PWREN |
S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,
.width = 240,
.height = 320,
.pixclock = 166667, /* HCLK 60 MHz, divisor 10 */
.xres = 240,
.yres = 320,
.bpp = 16,
.left_margin = 20,
.right_margin = 8,
.hsync_len = 4,
.upper_margin = 8,
.lower_margin = 7,
.vsync_len = 4,
};
static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata = {
.displays = &smdk2440_lcd_cfg,
.num_displays = 1,
.default_display = 0,
#if 0
/* currently setup by downloader */
.gpccon = 0xaa940659,
.gpccon_mask = 0xffffffff,
.gpcup = 0x0000ffff,
.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaa84aaa0,
.gpdcon_mask = 0xffffffff,
.gpdup = 0x0000faff,
.gpdup_mask = 0xffffffff,
#endif
.lpcsel = ((0xCE6) & ~7) | 1<<4,

/* LCD driver info */
;NEC 3.5”LCD 的配置和参数设置
#if defined(CONFIG_FB_S3C2410_N240320)
#define LCD_WIDTH 240
#define LCD_HEIGHT 320
#define LCD_PIXCLOCK 100000
#define LCD_RIGHT_MARGIN 36
#define LCD_LEFT_MARGIN 19
#define LCD_HSYNC_LEN 5
#define LCD_UPPER_MARGIN 1
#define LCD_LOWER_MARGIN 5
#define LCD_VSYNC_LEN 1
;夏普8”LCD 的配置和参数设置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_TFT640480)
#define LCD_WIDTH 640
#define LCD_HEIGHT 480
#define LCD_PIXCLOCK 80000
#define LCD_RIGHT_MARGIN 67
#define LCD_LEFT_MARGIN 40
#define LCD_HSYNC_LEN 31
#define LCD_UPPER_MARGIN 25
#define LCD_LOWER_MARGIN 5
#define LCD_VSYNC_LEN 1
;统宝3.5”LCD 的配置和参数设置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_T240320)
#define LCD_WIDTH 240
#define LCD_HEIGHT 320
#define LCD_PIXCLOCK 146250//170000

#define LCD_RIGHT_MARGIN 25
#define LCD_LEFT_MARGIN 0
#define LCD_HSYNC_LEN 4
#define LCD_UPPER_MARGIN 1
#define LCD_LOWER_MARGIN 4
#define LCD_VSYNC_LEN 1
;群创7”LCD 的配置和参数设置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_TFT800480)
#define LCD_WIDTH 800
#define LCD_HEIGHT 480
#define LCD_PIXCLOCK 11463//40000
#define LCD_RIGHT_MARGIN 67
#define LCD_LEFT_MARGIN 40
#define LCD_HSYNC_LEN 31
#define LCD_UPPER_MARGIN 25
#define LCD_LOWER_MARGIN 5
#define LCD_VSYNC_LEN 1
;LCD2VGA(分辨率为1024x768)模块的配置和参数设置
#elif defined(CONFIG_FB_S3C2410_VGA1024768)
#define LCD_WIDTH 1024
#define LCD_HEIGHT 768
#define LCD_PIXCLOCK 80000
#define LCD_RIGHT_MARGIN 15
#define LCD_LEFT_MARGIN 199
#define LCD_HSYNC_LEN 15
#define LCD_UPPER_MARGIN 1
#define LCD_LOWER_MARGIN 1
#define LCD_VSYNC_LEN 1
#define LCD_CON5 (S3C2410_LCDCON5_FRM565 | S3C2410_LCDCON5_HWSWP)
#endif

#if defined (LCD_WIDTH)
static struct s3c2410fb_display mini2440_lcd_cfg __initdata = {
#if !defined (LCD_CON5)
.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
S3C2410_LCDCON5_PWREN |
S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
#else
.lcdcon5 = LCD_CON5,
#endif
.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,
.width = LCD_WIDTH,
.height = LCD_HEIGHT,
.pixclock = LCD_PIXCLOCK,
.xres = LCD_WIDTH,
.yres = LCD_HEIGHT,
.bpp = 16,
.left_margin = LCD_LEFT_MARGIN + 1,
.right_margin = LCD_RIGHT_MARGIN + 1,
.hsync_len = LCD_HSYNC_LEN + 1,
.upper_margin = LCD_UPPER_MARGIN + 1,
.lower_margin = LCD_LOWER_MARGIN + 1,
.vsync_len = LCD_VSYNC_LEN + 1,
};
static struct s3c2410fb_mach_info mini2440_fb_info __initdata = {
.displays = &mini2440_lcd_cfg,
.num_displays = 1,
.default_display = 0,
.gpccon = 0xaa955699,
.gpccon_mask = 0xffc003cc,
.gpcup = 0x0000ffff,

.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaa95aaa1,
.gpdcon_mask = 0xffc0fff0,
.gpdup = 0x0000faff,
.gpdup_mask = 0xffffffff,
.lpcsel = 0xf82,
};
#endif

config FB_S3C2410_DEBUG
bool "S3C2410 lcd debug messages"
depends on FB_S3C2410
help
Turn on debugging messages. Note that you can set/unset at run time
through sysfs
choice
prompt "LCD select"
depends on FB_S3C2410
help
S3C24x0 LCD size select
config FB_S3C2410_T240320
boolean "3.5 inch 240X320 Toppoly LCD"
depends on FB_S3C2410
help
3.5 inch 240X320 Toppoly LCD
config FB_S3C2410_N240320
boolean "3.5 inch 240X320 NEC LCD"
depends on FB_S3C2410
help
3.5 inch 240x320 NEC LCD
config FB_S3C2410_TFT640480

boolean "8 inch 640X480 L80 LCD"
depends on FB_S3C2410
help
8 inch 640X480 LCD
config FB_S3C2410_TFT800480
boolean "7 inch 800x480 TFT LCD"
depends on FB_S3C2410
help
7 inch 800x480 TFT LCD
config FB_S3C2410_VGA1024768
boolean "VGA 1024x768"
depends on FB_S3C2410
help
VGA 1024x768
endchoice
config BACKLIGHT_MINI2440
tristate "Backlight support for mini2440 from FriendlyARM"
depends on MACH_MINI2440 && FB_S3C2410
help
backlight driver for MINI2440 from FriendlyARM
config FB_SM501
tristate "Silicon Motion SM501 framebuffer support"
depends on FB && MFD_SM501
select FB_CFB_FILLRECT
select FB_CFB_COPYAREA
select FB_CFB_IMAGEBLIT

这样，我们就完成了LCD 驱动的移植，如果你需要加入其他型号的LCD 驱动，也可以参照上面的方式复制即可，一般小尺寸的pixclock 参数可以参考统宝3.5”的，超过640x480分辨率的参数可以参考8”LCD 的，特别要注意你使用的LCD 的长宽也要修改。
4 配置内核并下载到开发板，现在，我们在命令行输入:make menuconfig 进入内核配置，依次按下面的子菜单项选
择：按空格或者回车键选择我们需要的LCD 型号，然后退出保存内核配置。
在命令行执行：
#make zImage
将会生成arch/arm/boot/zImage，把它烧写到开发板中，就可以看到一个小企鹅出现在屏幕上了.