1.S3C2440上LCD驱动 (FrameBuffer)实例开发讲解
其中的代码也可直接参考：drivers/video/s3c2410fb.c
以下为转载文章，文章原地址：http://blog.csdn.net/jianyun123/archive/2010/04/24/5524427.aspx
一、开发环境
- 主 机：VMWare--Fedora 9
- 开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
- 编译器：arm-linux-gcc-4.3.2
二、背景知识
1. LCD工作的硬件需求：
要使一块LCD正常的显示文字或图像，不仅需要LCD驱动器，而且还需要相应的LCD控制器。在通常情况下，生产厂商把LCD驱动器会以COF/COG的 形式与LCD玻璃基板制作在一起，而LCD控制器则是由外部的电路来实现，现在很多的MCU内部都集成了LCD控制器，如S3C2410/2440等。通 过LCD控制器就可以产生LCD驱动器所需要的控制信号来控制STN/TFT屏了。
2. S3C2440内部LCD控制器结构图：
我们根据数据手册来描述一下这个集成在S3C2440内部的LCD控制器：
a：LCD控制器由REGBANK、LCDCDMA、TIMEGEN、VIDPRCS寄存器组成；
b：REGBANK由17个可编程的寄存器组和一块256*16的调色板内存组成，它们用来配置LCD控制器的；
c：LCDCDMA是一个专用的DMA，它能自动地把在侦内存中的视频数据传送到LCD驱动器，通过使用这个DMA通道，视频数据在不需要CPU的干预的情况下显示在LCD屏上；
d：VIDPRCS接收来自LCDCDMA的数据，将数据转换为合适的数据格式，比如说4/8位单扫，4位双扫显示模式，然后通过数据端口VD[23:0]传送视频数据到LCD驱动器；
e：TIMEGEN由可编程的逻辑组成，他生成LCD驱动器需要的控制信号，比如VSYNC、HSYNC、VCLK和LEND等等，而这些控制 信号又与REGBANK寄存器组中的LCDCON1/2/3/4/5的配置密切相关，通过不同的配置，TIMEGEN就能产生这些信号的不同形态，从而支 持不同的LCD驱动器(即不同的STN/TFT屏)。
3. 常见TFT屏工作时序分析：
LCD提供的外部接口信号：
| VSYNC/VFRAME /STV：垂直同步信号(TFT)/帧同步信号(STN)/SEC TFT信号；
HSYNC/VLINE/CPV：水平同步信号(TFT)/行同步脉 冲信号(STN)/SEC TFT信号；
VCLK/LCD_HCLK：象 素时钟信号(TFT/STN)/SEC TFT信号；
VD[23:0]：LCD像素数据输出端口(TFT/STN/SEC TFT)；
VDEN/VM/TP：数 据使能信号(TFT)/LCD驱动交流偏置信号(STN)/SEC TFT 信号；
LEND/STH：行 结束信号(TFT)/SEC TFT信号；
LCD_LPCOE：SEC TFT OE信号；
LCD_LPCREV：SEC TFT REV信号；
LCD_LPCREVB：SEC TFT REVB信号。
|
所有显示器显示图像的原理都是从上到下，从左到右的。这是什么意思呢？这么说吧，一副图像可以看做是一个矩形，由很多排列整齐的点一行一行组 成，这些点称之为像素。那么这幅图在LCD上的显示原理就是：
| A：显 示指针从矩形左上角的第一行第一个点开始，一个点一个点的在LCD上显示，在上面的时序图上用时间线表示就为VCLK，我们称之为像素时钟信号；
B：当显示指针一直显示到矩形的右边就结束这一行，那么这一行的动 作在上面的时序图中就称之为1 Line；
C：接 下来显示指针又回到矩形的左边从第二行开始显示，注意，显示指针在从第一行的右边回到第二行的左边是需要一定的时间的，我们称之为行切换；
D：如此类推，显示指针就这样一行一行的显示至矩形的右下角才把一 副图显示完成。因此，这一行一行的显示在时间线上看，就是时序图上的HSYNC；
E：然 而，LCD的显示并不是对一副图像快速的显示一下，为了持续和稳定的在LCD上显示，就需要切换到另一幅图上(另一幅图可以和上一副图一样或者不一样，目 的只是为了将图像持续的显示在LCD上)。那么这一副一副的图像就称之为帧，在时序图上就表示为1 Frame，因此从时序图上可以看出1 Line只是1 Frame中的一行；
F：同样 的，在帧与帧切换之间也是需要一定的时间的，我们称之为帧切换，那么LCD整个显示的过程在时间线上看，就可表示为时序图上的VSYNC。
|
上面时序图上各时钟延时参数的含义如下：(这些参数的值，LCD产生厂商会提供相应的数据手册)
| VBPD(vertical back porch)：表示在一帧图像开始时，垂直同步信号以后的无效的行数，对应驱动中的upper_margin；
VFBD(vertical front porch)：表示在一帧图像结束后，垂直同步信号以前的无效的行数，对应驱动中的lower_margin；
VSPW(vertical sync pulse width)：表示垂直同步脉 冲的宽度，用行数计算，对应驱动中的vsync_len；
HBPD(horizontal back porch)：表示从水平同步信号开始到一行的有效数据开始之间的VCLK的个数，对应驱动中的left_margin；
HFPD(horizontal front porth)：表示一行的有效数据结束到下一个水平同步信号开始之间的VCLK的个数，对应驱动中的right_margin；
HSPW(horizontal sync pulse width)：表示水平同步信号的宽度，用VCLK计算，对应驱动中的hsync_len；
|
对于以上这些参数的值将分别保存到REGBANK寄存器组中的LCDCON1/2/3/4/5寄存器中：(对寄存器的操作请查看S3c2440数据手册LCD部分)
| LCDCON1：17 - 8位CLKVAL
6 - 5位扫描模式(对于STN屏:4位单/双扫、8位单扫)
4 - 1位色位模式(1BPP、8BPP、16BPP等)
LCDCON2：31 - 24位VBPD
23 - 14位LINEVAL
13 - 6位VFPD
5 - 0位VSPW
LCDCON3：25 - 19位HBPD
18 - 8位HOZVAL
7 - 0位HFPD
LCDCON4： 7 - 0位HSPW
LCDCON5：
|
4. 帧缓冲(FrameBuffer)：
帧缓冲是Linux为显示设备提供的一个接口，它把一些显示设备描述成一个缓冲区，允许应用程序通过FrameBuffer定义好的接口访问这些图形设备，从而不用去关心具体的硬件细节。对于帧缓冲设备而言，只要在显示缓冲区与显示点对应的区域写入颜色 值，对应的颜色就会自动的在屏幕上显示。下面来看一下在不同色位模式下缓冲区与显示点的对应关系：
三、 帧缓冲(FrameBuffer)设备驱动结构：
帧缓冲设备为标准的 字符型设备，在Linux中主设备号29，定义在/include/linux/major.h中的FB_MAJOR，次设备号定义帧缓冲的个数，最大允许有32个FrameBuffer，定义在/include/linux/fb.h中的FB_MAX，对应于文件系统下/dev/fb%d设备文件。
1. 帧缓冲设备驱动在Linux子系统中的结构如下：
我们从上面这幅图 看，帧缓冲设备在Linux中也可以看做是一个完整的子系统，大体由fbmem.c和xxxfb.c组成。向上给应用程序提供完善的设备文件操作接口(即对FrameBuffer设备进行read、write、ioctl等操作)，接口在Linux提供的fbmem.c文件中实现；向下提供了硬件操作的接口，只是这些接口Linux并没有提供实现，因为这要根据具体的LCD控制器硬件进行 设置，所以这就是我们要做的事情了(即xxxfb.c部分的实现)。
2. 帧缓冲相关的重要数据结构：
从帧缓冲设备驱动程序结构 看，该驱动主要跟fb_info结构体有关，该结构体记录了帧缓冲设备的全部信息，包括设备的设置参数、状态以及对底层硬件操作的函数指针。在Linux中，每一个帧缓冲设备都必须对应一个fb_info，fb_info在/linux/fb.h中的定义如下：(只列出重要的一些)
| struct fb_info{
int node;
int flags;
struct fb_var_screeninfo var;/*LCD可变参数结构体*/
struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定参数结构体*/
struct fb_monspecs monspecs;/*LCD显示器标准*/
struct work_struct queue; /*帧缓冲事件队列*/
struct fb_pixmap pixmap; /*图像硬件mapper* /
struct fb_pixmap sprite; /*光标硬件mapper*/
struct fb_cmap cmap; /*当前的颜色表*/
struct fb_videomode *mode; /*当前的显示模式*/
#ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT
struct backlight_device*bl_dev;/*对应的背光设备*/
struct mutex bl_curve_mutex;
u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];/*背光调整*/
#endif
#ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO
struct delayed_work deferred_work;
struct fb_deferred_io *fbdefio;
#endif
struct fb_ops *fbops;/*对底层硬件操作的函数指针*/
struct device *device;
struct device *dev; /*fb设备*/
int class_flag;
#ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
struct fb_tile_ops *tileops;/*图块Blitting* /
#endif
char __iomem *screen_base; /*虚拟基地址*/
unsignedlong screen_size; /*LCD IO映射的虚拟内存大小*/
void*pseudo_palette; /*伪16色颜色表*/
#define FBINFO_STATE_RUNNING 0
#define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1
u32 state; /*LCD的挂起或恢复状态*/
void*fbcon_par;
void*par;
};
|
其中，比较重要的成员有struct fb_var_screeninfo var、struct fb_fix_screeninfo fix和struct fb_ops*fbops， 他们也都是结构体。下面我们一个一个的来看。
fb_var_screeninfo结构体主要记录用户可以修改的控制器的参 数，比如屏幕的分辨率和每个像素的比特数等，该结构体定义如下：
| struct fb_var_screeninfo{
__u32 xres; /*可见屏幕一行有多少个像素点*/
__u32 yres; /*可见屏幕一列有多少个像素点*/
__u32 xres_virtual; /*虚拟屏幕一行有多少个像素点*/
__u32 yres_virtual; /*虚拟屏幕一列有多少个像素点*/
__u32 xoffset; /*虚拟到可见屏幕之间的行偏移*/
__u32 yoffset; /*虚拟到可见屏幕之间的列偏移*/
__u32 bits_per_pixel; /*每个像素的位数即BPP*/
__u32 grayscale; /*非0时，指的是灰度*/
struct fb_bitfield red; /*fb缓存的R位域*/
struct fb_bitfield green; /*fb缓存的G位域*/
struct fb_bitfield blue; /*fb缓存的B位域*/
struct fb_bitfield transp;/*透明度*/
__u32 nonstd; /* != 0 非标准像素格式*/
__u32 activate;
__u32 height; /*高度*/
__u32 width; /*宽度*/
__u32 accel_flags;
/*定时：除了pixclock本身外，其他的都以像素时钟为 单位*/
__u32 pixclock; /*像素时钟(皮秒)*/
__u32 left_margin; /*行切换，从同步到绘图之间的延迟*/
__u32 right_margin; /*行切换，从绘图到同步之间的延迟*/
__u32 upper_margin; /*帧切换，从同步到绘图之间的延迟*/
__u32 lower_margin; /*帧切换，从绘图到同步之间的延迟*/
__u32 hsync_len; /*水平同步的长度*/
__u32 vsync_len; /*垂直同步的长度*/
__u32 sync;
__u32 vmode;
__u32 rotate;
__u32 reserved[5]; /*保留*/
};
|
而fb_fix_screeninfo结构体又主要记录用户不可以修改的控制 器的参数，比如屏幕缓冲区的物理地址和长度等，该结构体的定义如下：
| struct fb_fix_screeninfo{
char id[16]; /*字符串形式的标示符 */
unsignedlong smem_start; /*fb缓存的开始位置 */
__u32 smem_len; /*fb缓存的长度 */
__u32 type; /*看FB_TYPE_* */
__u32 type_aux; /*分界*/
__u32 visual; /*看FB_VISUAL_* */
__u16 xpanstep; /*如果没有硬件panning就赋值为0 */
__u16 ypanstep; /*如果没有硬件panning就赋值为0 */
__u16 ywrapstep; /*如果没有硬件ywrap就赋值为0 */
__u32 line_length; /*一行的字节数 */
unsignedlong mmio_start; /*内存映射IO的开始位置*/
__u32 mmio_len; /*内存映射IO的长度*/
__u32 accel;
__u16 reserved[3]; /*保留*/
};
|
fb_ops结构体是对底层硬件操作的函数指针，该结构体中定义了对硬件的操作有:(这里只列出了常用的操作)
| struct fb_ops{
struct module *owner;
//检查可变参数并进行设置
int(*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo*var,struct fb_info*info);
//根据设置的值进行更新，使之有效
int(*fb_set_par)(struct fb_info*info);
//设置颜色寄存器
int(*fb_setcolreg)(unsigned regno,unsigned red,unsigned green,
unsigned blue,unsigned transp,struct fb_info*info);
//显示空白
int(*fb_blank)(int blank,struct fb_info *info);
//矩形填充
void(*fb_fillrect)(struct fb_info*info,conststruct fb_fillrect*rect);
//复制数据
void(*fb_copyarea)(struct fb_info*info,conststruct fb_copyarea*region);
//图形填充
void(*fb_imageblit)(struct fb_info*info,conststruct fb_image*image);
};
|
3. 帧缓冲设备作为平台设备：
在S3C2440中，LCD控 制器被集成在芯片的内部作为一个相对独立的单元，所以Linux把它看做是一个平台设备，故在内核代码/arch/arm/plat-s3c24xx /devs.c中定义有LCD相关的平台设备及资源，代码如下：
| /* LCD Controller */
//LCD控制器的资源信息
staticstruct resource s3c_lcd_resource[]={
[0]={
.start = S3C24XX_PA_LCD,//控制器IO端口开始地址
.end = S3C24XX_PA_LCD + S3C24XX_SZ_LCD -1,//控制器IO端口结束地址
.flags= IORESOURCE_MEM,//标识为LCD控制器IO端口，在驱动中引用这个就表示引用IO端口
},
[1]={
.start = IRQ_LCD,//LCD中 断
.end = IRQ_LCD,
.flags = IORESOURCE_IRQ,//标识为LCD中断
}
};
static u64 s3c_device_lcd_dmamask = 0xffffffffUL;
struct platform_device s3c_device_lcd ={
.name ="s3c2410-lcd",//作为平台 设备的LCD设备名
.id =-1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource),//资源数量
.resource = s3c_lcd_resource,//引用上面 定义的资源
.dev ={
.dma_mask =&s3c_device_lcd_dmamask,
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
}
};
EXPORT_SYMBOL(s3c_device_lcd);//导出定义的LCD平台设备，好在mach-smdk2440.c的smdk2440_devices[]中添加到平台设备列表中
|
除此之外，Linux还在/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/fb.h中为LCD平台设备定义了一个s3c2410fb_mach_info结构体，该结构体主要是记录LCD的硬件参数信息(比如该结构体的s3c2410fb_display成员结构中 就用于记录LCD的屏幕尺寸、屏幕信息、可变的屏幕参数、LCD配置寄存器等)，这样在写驱动的时候就直接使用这个结构体。下面，我们来看一下内核是如果 使用这个结构体的。在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中定义有：
| /* LCD driver info */
//LCD硬件的配置信息，注意这里我使用的LCD是NEC 3.5寸TFT屏，这些参数要根据具体的LCD屏进行设置
staticstruct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata={
//这个地方的设置是配置LCD寄存器5，这些宏定义在regs-lcd.h中， 计 算后二进制为：111111111111，然后对照数据手册上LCDCON5的各位来看，注意是从右边开始
.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565|
S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
S3C2410_LCDCON5_PWREN |
S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,//TFT类型
/* NEC 3.5'' */
.width = 240,//屏幕宽度
.height = 320,//屏幕高度
//以下一些参数在上面的时序图分析中讲到过,各参数的值请跟据具 体的LCD屏数据手册结合上面时序分析来设定
.pixclock = 100000,//像素时钟
.xres = 240,//水平可见的有效像素
.yres = 320,//垂直可见的有效像素
.bpp = 16,//色位模式
.left_margin = 19,//行 切换，从同步到绘图之间的延迟
.right_margin= 36,//行切换，从绘图到同步之间的延迟
.hsync_len = 5,//水 平同步的长度
.upper_margin= 1,//帧切换，从同步到绘图之间的延迟
.lower_margin= 5,//帧 切换，从绘图到同步之间的延迟
.vsync_len = 1,//垂直同步的长度
};
staticstruct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata={
.displays =&smdk2440_lcd_cfg,//应用上面定义的配置信息
.num_displays = 1,
.default_display = 0,
.gpccon = 0xaaaa555a,//将GPC0、GPC1配置成LEND和VCLK，将GPC8-15配置成VD0-7,其他配置成普通输出IO口
.gpccon_mask = 0xffffffff,
.gpcup = 0x0000ffff,//禁止GPIOC的上拉功能
.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaaaaaaaa,//将GPD0-15配置成VD8-23
.gpdcon_mask = 0xffffffff,
.gpdup = 0x0000ffff,//禁止GPIOD的上拉功能
.gpdup_mask = 0xffffffff,
.lpcsel = 0x0,//这个是三星TFT屏的参数，这里不 用
};
|
注意：可能有很多朋友不知道上面红色部分的参数是做什么的，其值又是怎么设置的？其实它是跟你的开发板LCD控制器密切相关的，看了下面两幅图相信 就大概知道他们是干什么用的：
上面第一幅图是开发板原理图的LCD控制器部分，第二幅图是S3c2440数据手册中IO端口C和IO端口D控制器部分。原理图中使用了GPC8-15和GPD0-15来用做LCD控制器VD0-VD23的数据端口，又分别使用GPC0、GPC1端口用做LCD控制器的LEND和VCLK信号，对于GPC2-7则是用做STN屏或者三星专业TFT屏的相关信号。然而，S3C2440的各个IO口并不是单一的功能，都是复用端口，要使用他们 首先要对他们进行配置。所以上面红色部分的参数就是把GPC和GPD的部分端口配置成LCD控制功能模式。
从以上讲述的内容来看，要使LCD控制器支持其他的LCD屏，重要的是根据LCD的数据手册修改以上这些参数的值。下面，我们再看一下在驱动中是如果引用 到s3c2410fb_mach_info结构体的(注意上面讲的是在内核中如何使用的)。在mach-smdk2440.c中有：
| //S3C2440初始化函数
staticvoid __init smdk2440_machine_init(void)
{
//调用该函数将上面定义的LCD硬件信息保存到平台数据中
s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);
s3c_i2c0_set_platdata(NULL);
platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));
smdk_machine_init();
}
|
s3c24xx_fb_set_platdata定义在plat-s3c24xx/devs.c中：
| void __init s3c24xx_fb_set_platdata(struct s3c2410fb_mach_info*pd)
{
struct s3c2410fb_mach_info *npd;
npd = kmalloc(sizeof(*npd), GFP_KERNEL);
if(npd){
memcpy(npd, pd,sizeof(*npd));
//这里就是将内核中定义的s3c2410fb_mach_info结构体数据保存到LCD平台数据中，所以在写驱 动的时候就可以直接在平台数据中获取s3c2410fb_mach_info结构体的数据(即LCD各种参数信息)进行操作
s3c_device_lcd.dev.platform_data= npd;
}else{
printk(KERN_ERR "no memory for LCD platform data/n");
}
}
|
这里再讲一个小知识：不知大家有没有留意，在平台设备驱动中，platform_data可以保存各自平台设备实例的数据，但这些数据的类型都是不同的， 为什么都可以保存？这就要看看platform_data的定义，定义在/linux/device.h中，void *platform_data是一个void类型的指针，在Linux中void可保存任何数据类型。
四、帧缓冲(FrameBuffer)设备驱动实例代码：
①、 建立驱动文件：my2440_lcd.c，依就是驱动程序的最基本结 构：FrameBuffer驱动的初始化和卸载部分及其他，如下：
#include<linux/kernel.h>
#include<linux/module.h>
#include<linux/errno.h>
#include<linux/init.h>
#include<linux/platform_device.h>
#include<linux/dma-mapping.h>
#include<linux/fb.h>
#include<linux/clk.h>
#include<linux/interrupt.h>
#include<linux/mm.h>
#include<linux/slab.h>
#include<linux/delay.h>
#include<asm/irq.h>
#include<asm/io.h>
#include<asm/div64.h>
#include<mach/regs-lcd.h>
#include<mach/regs-gpio.h>
#include<mach/fb.h>
#include<linux/pm.h>
/*FrameBuffer设备名称*/
static char driver_name[] ="my2440_lcd";
/*定义一个结构体用来维护驱动程序中各函数中用到的变量
先别看结构体要定义这些成员，到各函数使用 的地方就明白了*/
struct my2440fb_var
{
int lcd_irq_no; /*保存LCD中断号*/
struct clk *lcd_clock; /*保存从平台时钟队列中获取的LCD时钟*/
struct resource *lcd_mem;/*LCD的IO空间*/
void __iomem *lcd_base; /*LCD的IO空间映射到虚拟地址*/
struct device *dev;
struct s3c2410fb_hw regs;/*表示5个LCD配置寄存器，s3c2410fb_hw定义在mach-s3c2410/include/mach/fb.h中* /
/*定义一个数组来充当调色板。
据数据手册描述，TFT屏色位模式为8BPP时，调色板(颜色表)的长度为256， 调色板起始地址为0x4D000400*/
u32 palette_buffer[256];
u32 pseudo_pal[16];
unsignedint palette_ready;/*标识调色板是否准备好了*/
};
/*用做清空调色板(颜色表)*/
#define PALETTE_BUFF_CLEAR(0x80000000)
/*LCD平台驱动结构体，平台驱动结构体定义在platform_device.h中，该结构体成员接口函数在第②步中实现*/
staticstruct platform_driver lcd_fb_driver=
{
.probe = lcd_fb_probe, /*FrameBuffer设备探测* /
.remove = __devexit_p(lcd_fb_remove),/*FrameBuffer设备移除*/
.suspend = lcd_fb_suspend, /*FrameBuffer设备挂起*/
.resume = lcd_fb_resume, /*FrameBuffer设备恢复*/
.driver =
{
/*注意这里的名称一定要和系统中定义平台设备的地方 一致，这样才能把平台设备与 该平台设备的驱动关联起来*/
.name ="s3c2410-lcd",
.owner = THIS_MODULE,
},
};
staticint __init lcd_init(void)
{
/*在Linux中，帧缓冲设备被看做是平台设备，所以这里注 册平台设备*/
return platform_driver_register(&lcd_fb_driver);
}
staticvoid __exit lcd_exit(void)
{
/*注销平台设备*/
platform_driver_unregister(&lcd_fb_driver);
}
module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Huang Gang");
MODULE_DESCRIPTION("My2440 LCD FrameBuffer Driver"); |
②、LCD平台设备各接口函数的实现：
| /*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*/
staticint __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< 0)
{
/*判断获取中断号是否成功*/
dev_err(&pdev->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;
fbinfo->flags = FBINFO_FLAG_DEFAULT; fbinfo->pseudo_palette = & fbvar->pseudo_pal; /*初始化色调色板(颜色表)为空*/
for(i= 0; i< 256; i++)
{
fbvar->palette_buffer[i]= PALETTE_BUFF_CLEAR;
}
for(i= 0; i < mach_info->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*/
unsignedlong smem_len=(mach_info->displays[i].xres* mach_info->displays[i].yres* mach_info->displays[i].bpp)>> 3;
if(fbinfo->fix.smem_len< smem_len)
{
fbinfo->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 < 0)
{
dev_err(&pdev->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;
unsignedlong 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*/
staticvoid my2440fb_write_palette(struct my2440fb_var*fbvar)
{
unsignedint i;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
fbvar->palette_ready= 0;
for(i = 0; i < 256; i++)
{
unsignedlong ent= fbvar->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*/
staticint my2440fb_init_registers(struct fb_info*fbinfo)
{
unsignedlong 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*/
staticinlinevoid modify_gpio(void __iomem*reg,unsignedlongset,unsignedlong mask)
{
unsignedlong tmp;
tmp = readl(reg)&~mask;
writel(tmp |set, reg);
}
/*检查fb_info中的可变参数*/
staticint 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 < mach_info->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*/
staticint __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*/
staticinlinevoid 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。*/
staticint __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*/
staticvoid my2440fb_lcd_enable(struct my2440fb_var*fbvar,int enable)
{
unsignedlong 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*/
staticint 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
|
③、 帧缓冲设备驱动对底层硬件操作的函数接口实现(即：my2440fb_ops的实现)：
| /*Framebuffer底层硬件操 作各接口函数*/
staticstruct fb_ops my2440fb_ops=
{
.owner = THIS_MODULE,
.fb_check_var = my2440fb_check_var,/*第②步中已实现*/
.fb_set_par = my2440fb_set_par,/*设置fb_info中的参数，主要是LCD的显示模式*/
.fb_blank = my2440fb_blank,/*显示空白(即：LCD开关控制)*/
.fb_setcolreg = my2440fb_setcolreg,/*设置颜色表*/
/*以 下三个函数是可选的，主要是提供fb_console的支持，在内核中已经实现，这里直接调用即可*/
.fb_fillrect = cfb_fillrect,/*定义在drivers/video/cfbfillrect.c中*/
.fb_copyarea = cfb_copyarea,/*定义在drivers/video/cfbcopyarea.c中*/
.fb_imageblit = cfb_imageblit,/*定义在drivers/video/cfbimgblt.c中*/
};
/*设置fb_info中的参数，这里根据用户设置的可变参数var调整固定参数fix*/
staticint my2440fb_set_par(struct fb_info*fbinfo)
{
/*获得fb_info中的可变参数*/
struct fb_var_screeninfo *var =&fbinfo->var;
/*判断可变参数中的色位模式，根据色位模式来设置色彩模式* /
switch(var->bits_per_pixel)
{
case 32:
case 16:
case 12:/*12BPP时，设置为真彩色(分成红、绿、蓝三基色)*/
fbinfo->fix.visual= FB_VISUAL_TRUECOLOR;
break;
case 1:/*1BPP时，设置为黑白色(分黑、白两种 色，FB_VISUAL_MONO01代表 黑，FB_VISUAL_MONO10代表白)*/
fbinfo->fix.visual= FB_VISUAL_MONO01;
break;
default:/*默认设置为伪彩色，采用索引颜色显示*/
fbinfo->fix.visual= FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
break;
}
/*设置fb_info中固定参数中一行的字节数，公式：1行 字节数=(1行像素 个数*每像素位数BPP)/8 */
fbinfo->fix.line_length=(var->xres_virtual* var->bits_per_pixel)/ 8;
/*修改以上参数后，重新激活fb_info中的参数配置(即：使修改后的参数在硬件上生效)*/
my2440fb_activate_var(fbinfo);
return 0;
}
/*重新激活fb_info中的参数配置*/
staticvoid my2440fb_activate_var(struct fb_info*fbinfo)
{
/*获得结构体变 量*/
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
/*获得fb_info可变参数*/
struct fb_var_screeninfo *var =&fbinfo->var;
/*计算LCD控制寄存器1中的CLKVAL值, 根据数据手册中该寄存器的描述，计算公式如下：
* STN屏：VCLK = HCLK / (CLKVAL * 2), CLKVAL要求>= 2
* TFT屏：VCLK = HCLK / [(CLKVAL + 1) * 2], CLKVAL要求>= 0*/
int clkdiv = my2440fb_calc_pixclk(fbvar, var->pixclock)/ 2;
/*获得屏幕的类型*/
int type = fbvar->regs.lcdcon1& S3C2410_LCDCON1_TFT;
if(type == S3C2410_LCDCON1_TFT)
{
/*根据数据手册按照TFT屏的要求配置LCD控制寄 存器1-5*/
my2440fb_config_tft_lcd_regs(fbinfo,&fbvar->regs);
--clkdiv;
if(clkdiv< 0)
{
clkdiv = 0;
}
}
else
{
/*根据数据手册按照STN屏的要求配置LCD控制寄 存器1-5*/
my2440fb_config_stn_lcd_regs(fbinfo,&fbvar->regs);
if(clkdiv< 2)
{
clkdiv = 2;
}
}
/*设置计算的LCD控制寄存器1中的CLKVAL值*/
fbvar->regs.lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);
/*将各参数 值写入LCD控制寄存器1-5中*/
writel(fbvar->regs.lcdcon1&~S3C2410_LCDCON1_ENVID, regs+ S3C2410_LCDCON1);
writel(fbvar->regs.lcdcon2, regs+ S3C2410_LCDCON2);
writel(fbvar->regs.lcdcon3, regs+ S3C2410_LCDCON3);
writel(fbvar->regs.lcdcon4, regs+ S3C2410_LCDCON4);
writel(fbvar->regs.lcdcon5, regs+ S3C2410_LCDCON5);
/*配置帧缓冲起始地址寄存器1-3*/
my2440fb_set_lcdaddr(fbinfo);
fbvar->regs.lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
writel(fbvar->regs.lcdcon1, regs+ S3C2410_LCDCON1);
}
/*计算LCD控制寄存器1中的CLKVAL值*/
staticunsignedint my2440fb_calc_pixclk(struct my2440fb_var*fbvar,unsignedlong pixclk)
{
/*获得LCD的时钟*/
unsignedlong clk= clk_get_rate(fbvar->lcd_clock);
/* 像素时钟单位是皮秒，而时钟的单位是赫兹，所以计算公式为：
* Hz -> picoseconds is / 10^-12
*/
unsignedlonglongdiv=(unsignedlonglong)clk* pixclk;
div>>= 12; /* div / 2^12 */
do_div(div, 625* 625UL * 625);/* div / 5^12, do_div宏定义在asm/div64.h中*/
returndiv;
}
/*根据数据手册按照TFT屏的要求配置LCD控制寄存器1-5*/
staticvoid my2440fb_config_tft_lcd_regs(conststruct fb_info*fbinfo,struct s3c2410fb_hw*regs)
{
conststruct my2440fb_var*fbvar = fbinfo->par;
conststruct fb_var_screeninfo*var =&fbinfo->var;
/*根据色位模式设置LCD控制寄存器1和5，参考数据手册* /
switch(var->bits_per_pixel)
{
case 1:/*1BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_TFT1BPP;
break;
case 2:/*2BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_TFT2BPP;
break;
case 4:/*4BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_TFT4BPP;
break;
case 8:/*8BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_TFT8BPP;
regs->lcdcon5|= S3C2410_LCDCON5_BSWP| S3C2410_LCDCON5_FRM565;
regs->lcdcon5&=~S3C2410_LCDCON5_HWSWP;
break;
case 16:/*16BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP;
regs->lcdcon5&=~S3C2410_LCDCON5_BSWP;
regs->lcdcon5|= S3C2410_LCDCON5_HWSWP;
break;
case 32:/*32BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_TFT24BPP;
regs->lcdcon5&=~(S3C2410_LCDCON5_BSWP| S3C2410_LCDCON5_HWSWP | S3C2410_LCDCON5_BPP24BL);
break;
default:/*无效的BPP*/
dev_err(fbvar->dev,"invalid bpp %d/n", var->bits_per_pixel);
}
/*设置LCD配置寄存器2、3、4*/
regs->lcdcon2= S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(var->yres-1)|
S3C2410_LCDCON2_VBPD(var->upper_margin-1)|
S3C2410_LCDCON2_VFPD(var->lower_margin-1)|
S3C2410_LCDCON2_VSPW(var->vsync_len-1);
regs->lcdcon3= S3C2410_LCDCON3_HBPD(var->right_margin-1)|
S3C2410_LCDCON3_HFPD(var->left_margin-1)|
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(var->xres-1);
regs->lcdcon4= S3C2410_LCDCON4_HSPW(var->hsync_len-1);
}
/*根据数据手册按照STN屏的要求配置LCD控制寄存器1-5*/
staticvoid my2440fb_config_stn_lcd_regs(conststruct fb_info*fbinfo,struct s3c2410fb_hw*regs)
{
conststruct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
conststruct fb_var_screeninfo*var =&fbinfo->var;
int type = regs->lcdcon1&~S3C2410_LCDCON1_TFT;
int hs = var->xres>> 2;
unsigned wdly =(var->left_margin>> 4)-1;
unsigned wlh =(var->hsync_len>> 4)-1;
if(type != S3C2410_LCDCON1_STN4)
{
hs >>= 1;
}
/*根据色位模式设置LCD控制寄存器1，参考数据手册*/
switch(var->bits_per_pixel)
{
case 1:/*1BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_STN1BPP;
break;
case 2:/*2BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_STN2GREY;
break;
case 4:/*4BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_STN4GREY;
break;
case 8:/*8BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_STN8BPP;
hs *= 3;
break;
case 12:/*12BPP*/
regs->lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_STN12BPP;
hs *= 3;
break;
default:/*无效的BPP*/
dev_err(fbvar->dev,"invalid bpp %d/n", var->bits_per_pixel);
}
/*设置LCD配置寄存器2、3、4, 参考数据手册*/
if(wdly > 3) wdly = 3;
if(wlh > 3) wlh = 3;
regs->lcdcon2= S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(var->yres-1);
regs->lcdcon3= S3C2410_LCDCON3_WDLY(wdly)|
S3C2410_LCDCON3_LINEBLANK(var->right_margin/ 8)|
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(hs -1);
regs->lcdcon4= S3C2410_LCDCON4_WLH(wlh);
}
/*配置帧缓冲起始地址寄存器1-3，参考数据手册*/
staticvoid my2440fb_set_lcdaddr(struct fb_info*fbinfo)
{
unsignedlong saddr1, saddr2, saddr3;
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
saddr1 = fbinfo->fix.smem_start>> 1;
saddr2 = fbinfo->fix.smem_start;
saddr2 += fbinfo->fix.line_length* fbinfo->var.yres;
saddr2 >>= 1;
saddr3 = S3C2410_OFFSIZE(0)| S3C2410_PAGEWIDTH((fbinfo->fix.line_length/ 2)& 0x3ff);
writel(saddr1, regs+ S3C2410_LCDSADDR1);
writel(saddr2, regs+ S3C2410_LCDSADDR2);
writel(saddr3, regs+ S3C2410_LCDSADDR3);
}
/*显示空白，blank mode有5种模式，定义在fb.h中，是一个枚举*/
staticint my2440fb_blank(int blank_mode,struct fb_info*fbinfo)
{
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
/*根据显示空白的模式来设置LCD是开启还是停止*/
if(blank_mode== FB_BLANK_POWERDOWN)
{
my2440fb_lcd_enable(fbvar, 0);/*在第②步中定义*/
}
else
{
my2440fb_lcd_enable(fbvar, 1);/*在第②步中定义*/
}
/*根据显示空白的模式来控制临时调色板寄存器*/
if(blank_mode== FB_BLANK_UNBLANK)
{
/*临时调色板寄存器无效*/
writel(0x0, regs+ S3C2410_TPAL);
}
else
{
/*临时调色 板寄存器有效*/
writel(S3C2410_TPAL_EN, regs+ S3C2410_TPAL);
}
return 0;
}
/*设置颜色表*/
staticint my2440fb_setcolreg(unsigned regno,unsigned red,unsigned green,unsigned blue,unsigned transp,struct fb_info*fbinfo)
{
unsignedint val;
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
switch(fbinfo->fix.visual)
{
case FB_VISUAL_TRUECOLOR:
/*真彩色*/
if(regno< 16)
{
u32 *pal = fbinfo->pseudo_palette;
val = chan_to_field(red,&fbinfo->var.red);
val |= chan_to_field(green,&fbinfo->var.green);
val |= chan_to_field(blue,&fbinfo->var.blue);
pal[regno]= val;
}
break;
case FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR:
/*伪彩色*/
if(regno< 256)
{
val =(red>> 0)& 0xf800;
val |=(green>> 5)& 0x07e0;
val |=(blue>> 11)& 0x001f;
writel(val, regs+ S3C2410_TFTPAL(regno));
/*修改调色板*/
schedule_palette_update(fbvar, regno, val);
}
break;
default:
return 1;
}
return 0;
}
staticinlineunsignedint chan_to_field(unsignedint chan,struct fb_bitfield*bf)
{
chan &= 0xffff;
chan >>= 16-bf->length;
return chan << bf->offset;
}
/*修改调色 板*/
staticvoid schedule_palette_update(struct my2440fb_var *fbvar,unsignedint regno,unsignedint val)
{
unsignedlong flags;
unsignedlong irqen;
/*LCD中断挂起寄存器基地址*/
void __iomem *lcd_irq_base= fbvar->lcd_base+ S3C2410_LCDINTBASE;
/*在修改中断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);
fbvar->palette_buffer[regno]= val;
/*判断调色板是否准备就像*/
if(!fbvar->palette_ready)
{
fbvar->palette_ready= 1;
/*使能中断屏蔽寄存器*/
irqen = readl(lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDINTMSK);
irqen &=~S3C2410_LCDINT_FRSYNC;
writel(irqen, lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDINTMSK);
}
/*恢复被屏蔽的中断*/
local_irq_restore(flags);
}
|
五、从整体上再描述一 下FrameBuffer设备驱动实例代码的结构：
1、在第①部分代码中主要做的事情有：
a.将LCD设备注册到系统平台设备中；
b.定义LCD平台设备结构体lcd_fb_driver。
2、在第②部分代码中主要做的事情有：
a.获取和设置LCD平台设备的各种资源；
b.分配fb_info结构体空间；
c.初始化fb_info结构体中的各参数；
d.初始化LCD控制器；
e.检查fb_info中可变参数；
f.申请帧缓冲设备的显示缓冲区空间；
g.注册fb_info。
3、在第③部 分代码中主要做的事情有：
a.实现对fb_info相关参数进行检查的硬件接口函数；
b.实现对LCD显示模式进行设定的硬件接口函数；
c.实现对LCD显示开关(空白)的硬件接口函数等。
2. 为什么使用調色板
以下为转载文章，文章原地址：http://www.icbuy.com/info/news_show/info_id/59136.html
嵌入式Linux下S3C2410的调色板彩色显示
对于一个显示设备，数据的更新率正比于画面的像素数和色彩深度的乘积。在嵌入式Linux系统中，受处理器资源配 置和运算能力的制约，当使用大分辨率显示时(如在一些屏幕尺寸较大的终端上，往往需要640×480以上)，需要降低显示的色彩深度。否则，由于数据处理 负担过重会造成画面的抖动和不连贯。这时，调色板技术将发挥重要作用。ARM9内核的S3C2410在国内的嵌入式领域有着广泛的应用，芯片中带有LCD控制器，可支持多种分辨率、多种颜色深度的LCD显示输出。在此，将S3C2410的调色板技术，以及嵌入式Linux系统下调色板显示的实现方法进行分 析。
S3C2410调色板技术概述
1、调色板的概念
在计算机图像技术中，一个像素的颜色是由它的R，G，B分量表示的，每个分量又经过量化，一个 像素总的量化级数就是这个显示系统的颜色深度。量化级数越高，可以表示的颜色也就越多，最终的图像也就越逼真。当量化级数达到16位以上时，被称为真彩 色。但是，量化级数越高，就需要越高的数据宽度，给处理器带来的负担也就越重；量化级数在8位以下时，所能表达的颜色又太少，不能够满足用户特定的需求。
为了解决这个问题，可以采取调色板技术。所谓调色板，就是在低颜色深度的模式下，在有限的像素 值与RGB颜色之间建立对应关系的一个线性表。比如说，从所有的16位彩色中抽取一定数量的颜色，编制索引。当需要使用某种彩色时，不需要对这种颜色的RGB分量进行描述，只需要引用它的索引号，就可以使用户选取自己需要的颜色。索引号的编码长度远远小于RGB分量的编码长度，因此在彩色显示的同时，也 大大减轻了系统的负担。
以256色调色板为例，调色板中存储256种颜色的RGB值，每种颜色的RGB值是16位。用 这256种颜色编制索引时，从OOH～FFH只需要8位数据宽度，而每个索引所对应的颜色却是16位宽度的颜色信息。在一些对色彩种类要求不高的场合，如 仪表终端、信息终端等，调色板技术便巧妙地解决了数据宽度与颜色深度之间的矛盾。
2、S3C2410中的调色板
ARM9核的S3C2410芯片可通过内置的LCD控制器来实现对LCD显示的控制。以TFTLCD为例，S3C2410芯片的LCD控制器可以对TFTLCD提供1位、2位、4位、8位调色板彩色显示和16位、24位真彩色显示，并支持多 种不同的屏幕尺寸。
S3C2410的调色板其实是256个16位的存储单元，每个单元中存储有16位的颜色值。根 据16位颜色数据中，RGB分量所占位数的不同，调色板还可以采取5：6：5(R：G：B)和5：5：5：1(R：G：B：1)两种格式。当采用5：6：5(R：G：B)格式时，它的调色板如表1所示。
表1中，第一列为颜色索引，中间三列是R，G，B三个颜色分量对应的数据位，分别是5位、6位 和5位，最后一列是对应颜色条目的物理地址。当采用5：5：5：1(R：G：B：1)格式时，R，G，B三个颜色分量的数据位长度都是5位，最低位为1。
用户编程时，应首先对调色板进行初始化处理(可由操作系统提供的驱动程序来完成)，赋予256色调色板相应的颜色值；在进行图像编程时，可以将图像对象赋予所需的颜色索引值。程序运行时，由芯片的LCD控制器查找调色板，按相应的值进行输出。S3C2410芯片图像数据输出端口VD[23：O]有24位，当使用不同的色彩深度时，这24位数据可以表示一个或多个点的颜色信息。
3、调色板颜色的选择
调色板中颜色的选择可以由用户任意定义，但为了编程方便，颜色的选取应遵循一定的规律。例如在Windows编程中，系统保留了20种颜色。另外，在Web编程中，也定义了216种Web安全色，这些颜色可以尽量保留。2S3C2410调色板在嵌 入式Linux系统下的使用ARM实现图像显示时，由LCD控制器将存储系统中的视频缓冲内容以及各种控制信号传送到外部LCD驱动器，然后由LCD驱动 器实现图像数据的显示。实际应用中，常通过驱动程序由操作系统对寄存器、调色板进行配置。以Linux2.4内核为例，对调色板的配置是在驱动程序S3C2410fb.c中完成的。
在一些公司Linux源码包的S3C2410fb.c文件中，并没有对调色板进行配置，因此在8位以下的显示设置下。LCD不能正常工作。若需要使用调色板，必须对此文件进行修改。
1、驱动程序的修改
查S3C2410数据手册，调色板的物理起始地址为0x4d000400，应先将调色板的物理 地址映射到内核中的虚拟地址，然后对其进行赋值。具体步骤如下：
(1)在S3C2410.h文件中添加：
#defineMYPAL(Nb)__REG(Ox4d000400+(Nb)*4)
其作用是实现物理地址到虚拟地址的映射。
(2)在S3C24lOfb.h文件，通过下列语句定义256种颜色。
staTIcconstu_shortmy_color[256]={0x0000，0x8000，…}：
数组中的每个16位二进制数表示一种颜色，RGB分量采用的是5：6：5格式。
(3)在S3C2410fb.c文件的S3C2410fb-activate_var(…)函 数中，通过下列语句对这256个调色板进行赋值。
(4)另外，注意改变LCD控制寄存器LCDCON1的BPPMODE值，设定为需要的颜色深 度。
(5)重新编译内核，烧写内核。
2、应用程序的编写
当S3C2410用于嵌入式Linux操作系统时，其图形功能一般是依靠帧缓存(Framebuffer)实现的。屏幕上的每个点都被映射成一段线性内存空间，通过应用程序改变这段内存的值，就可以改变屏幕的颜色。当色深在16位以 上时，用户直接指定颜色的RGB分量；当色深在8位以下时，用户应当指定颜色在调色板中的索引值。
当使用MiniGUI等嵌入式图形系统时，只需要将界面元素的颜色值设为所需颜色的索引值即 可。例如：
WinElementColors[i]=142；
就是将WinElementColors[i]的颜色设置为索引号为142的调色板颜色。
结语
在笔者开发的某型指挥车仿真终端中，其显示分辨率设置为640×480。如果色深设置为16b/p，在系统使用时，画面将会出现明显的抖动、不连贯，这是由于芯片的运算负荷过重造成的。如果按本文中提到的方法对显示驱动加以修改，采用8位色 深显示，颜色的选取可以满足需要，画面的显示将明显稳定。这说明，在显示分辨率较高，色彩种类要求比较简单的嵌入式应用中，调色板技术是一个非常值得重视 的选择。
