1.S3C2440上LCD驅動 (FrameBuffer)實例開發講解
其中的代碼也可直接參考：drivers/video/s3c2410fb.c
以下為轉載文章，文章原地址：http://blog.csdn.net/jianyun123/archive/2010/04/24/5524427.aspx
S3C2440上LCD驅動 (FrameBuffer)實例開發講解
一、開發環境
- 主 機：VMWare--Fedora 9
- 開發板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
- 編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2
二、背景知識
1. LCD工作的硬件需求：
要使一塊LCD正常的顯示文字或圖像，不僅需要LCD驅動器，而且還需要相應的LCD控制器。在通常情況下，生產廠商把LCD驅動器會以COF/COG的 形式與LCD玻璃基板制作在一起，而LCD控制器則是由外部的電路來實現，現在很多的MCU內部都集成了LCD控制器，如S3C2410/2440等。通 過LCD控制器就可以產生LCD驅動器所需要的控制信號來控制STN/TFT屏了。
2. S3C2440內部LCD控制器結構圖：
我們根據數據手冊來描述一下這個集成在S3C2440內部的LCD控制器：
a：LCD控制器由REGBANK、LCDCDMA、TIMEGEN、VIDPRCS寄存器組成；
b：REGBANK由17個可編程的寄存器組和一塊256*16的調色板內存組成，它們用來配置LCD控制器的；
c：LCDCDMA是一個專用的DMA，它能自動地把在偵內存中的視頻數據傳送到LCD驅動器，通過使用這個DMA通道，視頻數據在不需要CPU的干預的情況下顯示在LCD屏上；
d：VIDPRCS接收來自LCDCDMA的數據，將數據轉換為合適的數據格式，比如說4/8位單掃，4位雙掃顯示模式，然后通過數據端口VD[23:0]傳送視頻數據到LCD驅動器；
e：TIMEGEN由可編程的邏輯組成，他生成LCD驅動器需要的控制信號，比如VSYNC、HSYNC、VCLK和LEND等等，而這些控制 信號又與REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5的配置密切相關，通過不同的配置，TIMEGEN就能產生這些信號的不同形態，從而支 持不同的LCD驅動器(即不同的STN/TFT屏)。
3. 常見TFT屏工作時序分析：
LCD提供的外部接口信號：
| VSYNC/VFRAME /STV：垂直同步信號(TFT)/幀同步信號(STN)/SEC TFT信號；
HSYNC/VLINE/CPV：水平同步信號(TFT)/行同步脈 沖信號(STN)/SEC TFT信號；
VCLK/LCD_HCLK：象 素時鍾信號(TFT/STN)/SEC TFT信號；
VD[23:0]：LCD像素數據輸出端口(TFT/STN/SEC TFT)；
VDEN/VM/TP：數 據使能信號(TFT)/LCD驅動交流偏置信號(STN)/SEC TFT 信號；
LEND/STH：行 結束信號(TFT)/SEC TFT信號；
LCD_LPCOE：SEC TFT OE信號；
LCD_LPCREV：SEC TFT REV信號；
LCD_LPCREVB：SEC TFT REVB信號。
|
所有顯示器顯示圖像的原理都是從上到下，從左到右的。這是什么意思呢？這么說吧，一副圖像可以看做是一個矩形，由很多排列整齊的點一行一行組 成，這些點稱之為像素。那么這幅圖在LCD上的顯示原理就是：
| A：顯 示指針從矩形左上角的第一行第一個點開始，一個點一個點的在LCD上顯示，在上面的時序圖上用時間線表示就為VCLK，我們稱之為像素時鍾信號；
B：當顯示指針一直顯示到矩形的右邊就結束這一行，那么這一行的動 作在上面的時序圖中就稱之為1 Line；
C：接 下來顯示指針又回到矩形的左邊從第二行開始顯示，注意，顯示指針在從第一行的右邊回到第二行的左邊是需要一定的時間的，我們稱之為行切換；
D：如此類推，顯示指針就這樣一行一行的顯示至矩形的右下角才把一 副圖顯示完成。因此，這一行一行的顯示在時間線上看，就是時序圖上的HSYNC；
E：然 而，LCD的顯示並不是對一副圖像快速的顯示一下，為了持續和穩定的在LCD上顯示，就需要切換到另一幅圖上(另一幅圖可以和上一副圖一樣或者不一樣，目 的只是為了將圖像持續的顯示在LCD上)。那么這一副一副的圖像就稱之為幀，在時序圖上就表示為1 Frame，因此從時序圖上可以看出1 Line只是1 Frame中的一行；
F：同樣 的，在幀與幀切換之間也是需要一定的時間的，我們稱之為幀切換，那么LCD整個顯示的過程在時間線上看，就可表示為時序圖上的VSYNC。
|
上面時序圖上各時鍾延時參數的含義如下：(這些參數的值，LCD產生廠商會提供相應的數據手冊)
| VBPD(vertical back porch)：表示在一幀圖像開始時，垂直同步信號以后的無效的行數，對應驅動中的upper_margin；
VFBD(vertical front porch)：表示在一幀圖像結束后，垂直同步信號以前的無效的行數，對應驅動中的lower_margin；
VSPW(vertical sync pulse width)：表示垂直同步脈 沖的寬度，用行數計算，對應驅動中的vsync_len；
HBPD(horizontal back porch)：表示從水平同步信號開始到一行的有效數據開始之間的VCLK的個數，對應驅動中的left_margin；
HFPD(horizontal front porth)：表示一行的有效數據結束到下一個水平同步信號開始之間的VCLK的個數，對應驅動中的right_margin；
HSPW(horizontal sync pulse width)：表示水平同步信號的寬度，用VCLK計算，對應驅動中的hsync_len；
|
對於以上這些參數的值將分別保存到REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5寄存器中：(對寄存器的操作請查看S3c2440數據手冊LCD部分)
| LCDCON1：17 - 8位CLKVAL
6 - 5位掃描模式(對於STN屏:4位單/雙掃、8位單掃)
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. 幀緩沖(FrameBuffer)：
幀緩沖是Linux為顯示設備提供的一個接口，它把一些顯示設備描述成一個緩沖區，允許應用程序通過FrameBuffer定義好的接口訪問這些圖形設備，從而不用去關心具體的硬件細節。對於幀緩沖設備而言，只要在顯示緩沖區與顯示點對應的區域寫入顏色 值，對應的顏色就會自動的在屏幕上顯示。下面來看一下在不同色位模式下緩沖區與顯示點的對應關系：
三、 幀緩沖(FrameBuffer)設備驅動結構：
幀緩沖設備為標准的 字符型設備，在Linux中主設備號29，定義在/include/linux/major.h中的FB_MAJOR，次設備號定義幀緩沖的個數，最大允許有32個FrameBuffer，定義在/include/linux/fb.h中的FB_MAX，對應於文件系統下/dev/fb%d設備文件。
1. 幀緩沖設備驅動在Linux子系統中的結構如下：
我們從上面這幅圖 看，幀緩沖設備在Linux中也可以看做是一個完整的子系統，大體由fbmem.c和xxxfb.c組成。向上給應用程序提供完善的設備文件操作接口(即對FrameBuffer設備進行read、write、ioctl等操作)，接口在Linux提供的fbmem.c文件中實現；向下提供了硬件操作的接口，只是這些接口Linux並沒有提供實現，因為這要根據具體的LCD控制器硬件進行 設置，所以這就是我們要做的事情了(即xxxfb.c部分的實現)。
2. 幀緩沖相關的重要數據結構：
從幀緩沖設備驅動程序結構 看，該驅動主要跟fb_info結構體有關，該結構體記錄了幀緩沖設備的全部信息，包括設備的設置參數、狀態以及對底層硬件操作的函數指針。在Linux中，每一個幀緩沖設備都必須對應一個fb_info，fb_info在/linux/fb.h中的定義如下：(只列出重要的一些)
| struct fb_info{
int node;
int flags;
struct fb_var_screeninfo var;/*LCD可變參數結構體*/
struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定參數結構體*/
struct fb_monspecs monspecs;/*LCD顯示器標准*/
struct work_struct queue; /*幀緩沖事件隊列*/
struct fb_pixmap pixmap; /*圖像硬件mapper* /
struct fb_pixmap sprite; /*光標硬件mapper*/
struct fb_cmap cmap; /*當前的顏色表*/
struct fb_videomode *mode; /*當前的顯示模式*/
#ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT
struct backlight_device*bl_dev;/*對應的背光設備*/
struct mutex bl_curve_mutex;
u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];/*背光調整*/
#endif
#ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO
struct delayed_work deferred_work;
struct fb_deferred_io *fbdefio;
#endif
struct fb_ops *fbops;/*對底層硬件操作的函數指針*/
struct device *device;
struct device *dev; /*fb設備*/
int class_flag;
#ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
struct fb_tile_ops *tileops;/*圖塊Blitting* /
#endif
char __iomem *screen_base; /*虛擬基地址*/
unsignedlong screen_size; /*LCD IO映射的虛擬內存大小*/
void*pseudo_palette; /*偽16色顏色表*/
#define FBINFO_STATE_RUNNING 0
#define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1
u32 state; /*LCD的掛起或恢復狀態*/
void*fbcon_par;
void*par;
};
|
其中，比較重要的成員有struct fb_var_screeninfo var、struct fb_fix_screeninfo fix和struct fb_ops*fbops， 他們也都是結構體。下面我們一個一個的來看。
fb_var_screeninfo結構體主要記錄用戶可以修改的控制器的參 數，比如屏幕的分辨率和每個像素的比特數等，該結構體定義如下：
| struct fb_var_screeninfo{
__u32 xres; /*可見屏幕一行有多少個像素點*/
__u32 yres; /*可見屏幕一列有多少個像素點*/
__u32 xres_virtual; /*虛擬屏幕一行有多少個像素點*/
__u32 yres_virtual; /*虛擬屏幕一列有多少個像素點*/
__u32 xoffset; /*虛擬到可見屏幕之間的行偏移*/
__u32 yoffset; /*虛擬到可見屏幕之間的列偏移*/
__u32 bits_per_pixel; /*每個像素的位數即BPP*/
__u32 grayscale; /*非0時，指的是灰度*/
struct fb_bitfield red; /*fb緩存的R位域*/
struct fb_bitfield green; /*fb緩存的G位域*/
struct fb_bitfield blue; /*fb緩存的B位域*/
struct fb_bitfield transp;/*透明度*/
__u32 nonstd; /* != 0 非標准像素格式*/
__u32 activate;
__u32 height; /*高度*/
__u32 width; /*寬度*/
__u32 accel_flags;
/*定時：除了pixclock本身外，其他的都以像素時鍾為 單位*/
__u32 pixclock; /*像素時鍾(皮秒)*/
__u32 left_margin; /*行切換，從同步到繪圖之間的延遲*/
__u32 right_margin; /*行切換，從繪圖到同步之間的延遲*/
__u32 upper_margin; /*幀切換，從同步到繪圖之間的延遲*/
__u32 lower_margin; /*幀切換，從繪圖到同步之間的延遲*/
__u32 hsync_len; /*水平同步的長度*/
__u32 vsync_len; /*垂直同步的長度*/
__u32 sync;
__u32 vmode;
__u32 rotate;
__u32 reserved[5]; /*保留*/
};
|
而fb_fix_screeninfo結構體又主要記錄用戶不可以修改的控制 器的參數，比如屏幕緩沖區的物理地址和長度等，該結構體的定義如下：
| struct fb_fix_screeninfo{
char id[16]; /*字符串形式的標示符 */
unsignedlong smem_start; /*fb緩存的開始位置 */
__u32 smem_len; /*fb緩存的長度 */
__u32 type; /*看FB_TYPE_* */
__u32 type_aux; /*分界*/
__u32 visual; /*看FB_VISUAL_* */
__u16 xpanstep; /*如果沒有硬件panning就賦值為0 */
__u16 ypanstep; /*如果沒有硬件panning就賦值為0 */
__u16 ywrapstep; /*如果沒有硬件ywrap就賦值為0 */
__u32 line_length; /*一行的字節數 */
unsignedlong mmio_start; /*內存映射IO的開始位置*/
__u32 mmio_len; /*內存映射IO的長度*/
__u32 accel;
__u16 reserved[3]; /*保留*/
};
|
fb_ops結構體是對底層硬件操作的函數指針，該結構體中定義了對硬件的操作有:(這里只列出了常用的操作)
| struct fb_ops{
struct module *owner;
//檢查可變參數並進行設置
int(*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo*var,struct fb_info*info);
//根據設置的值進行更新，使之有效
int(*fb_set_par)(struct fb_info*info);
//設置顏色寄存器
int(*fb_setcolreg)(unsigned regno,unsigned red,unsigned green,
unsigned blue,unsigned transp,struct fb_info*info);
//顯示空白
int(*fb_blank)(int blank,struct fb_info *info);
//矩形填充
void(*fb_fillrect)(struct fb_info*info,conststruct fb_fillrect*rect);
//復制數據
void(*fb_copyarea)(struct fb_info*info,conststruct fb_copyarea*region);
//圖形填充
void(*fb_imageblit)(struct fb_info*info,conststruct fb_image*image);
};
|
3. 幀緩沖設備作為平台設備：
在S3C2440中，LCD控 制器被集成在芯片的內部作為一個相對獨立的單元，所以Linux把它看做是一個平台設備，故在內核代碼/arch/arm/plat-s3c24xx /devs.c中定義有LCD相關的平台設備及資源，代碼如下：
| /* LCD Controller */
//LCD控制器的資源信息
staticstruct resource s3c_lcd_resource[]={
[0]={
.start = S3C24XX_PA_LCD,//控制器IO端口開始地址
.end = S3C24XX_PA_LCD + S3C24XX_SZ_LCD -1,//控制器IO端口結束地址
.flags= IORESOURCE_MEM,//標識為LCD控制器IO端口，在驅動中引用這個就表示引用IO端口
},
[1]={
.start = IRQ_LCD,//LCD中 斷
.end = IRQ_LCD,
.flags = IORESOURCE_IRQ,//標識為LCD中斷
}
};
static u64 s3c_device_lcd_dmamask = 0xffffffffUL;
struct platform_device s3c_device_lcd ={
.name ="s3c2410-lcd",//作為平台 設備的LCD設備名
.id =-1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource),//資源數量
.resource = s3c_lcd_resource,//引用上面 定義的資源
.dev ={
.dma_mask =&s3c_device_lcd_dmamask,
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
}
};
EXPORT_SYMBOL(s3c_device_lcd);//導出定義的LCD平台設備，好在mach-smdk2440.c的smdk2440_devices[]中添加到平台設備列表中
|
除此之外，Linux還在/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/fb.h中為LCD平台設備定義了一個s3c2410fb_mach_info結構體，該結構體主要是記錄LCD的硬件參數信息(比如該結構體的s3c2410fb_display成員結構中 就用於記錄LCD的屏幕尺寸、屏幕信息、可變的屏幕參數、LCD配置寄存器等)，這樣在寫驅動的時候就直接使用這個結構體。下面，我們來看一下內核是如果 使用這個結構體的。在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中定義有：
| /* LCD driver info */
//LCD硬件的配置信息，注意這里我使用的LCD是NEC 3.5寸TFT屏，這些參數要根據具體的LCD屏進行設置
staticstruct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata={
//這個地方的設置是配置LCD寄存器5，這些宏定義在regs-lcd.h中， 計 算后二進制為：111111111111，然后對照數據手冊上LCDCON5的各位來看，注意是從右邊開始
.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565|
S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
S3C2410_LCDCON5_PWREN |
S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,//TFT類型
/* NEC 3.5'' */
.width = 240,//屏幕寬度
.height = 320,//屏幕高度
//以下一些參數在上面的時序圖分析中講到過,各參數的值請跟據具 體的LCD屏數據手冊結合上面時序分析來設定
.pixclock = 100000,//像素時鍾
.xres = 240,//水平可見的有效像素
.yres = 320,//垂直可見的有效像素
.bpp = 16,//色位模式
.left_margin = 19,//行 切換，從同步到繪圖之間的延遲
.right_margin= 36,//行切換，從繪圖到同步之間的延遲
.hsync_len = 5,//水 平同步的長度
.upper_margin= 1,//幀切換，從同步到繪圖之間的延遲
.lower_margin= 5,//幀 切換，從繪圖到同步之間的延遲
.vsync_len = 1,//垂直同步的長度
};
staticstruct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata={
.displays =&smdk2440_lcd_cfg,//應用上面定義的配置信息
.num_displays = 1,
.default_display = 0,
.gpccon = 0xaaaa555a,//將GPC0、GPC1配置成LEND和VCLK，將GPC8-15配置成VD0-7,其他配置成普通輸出IO口
.gpccon_mask = 0xffffffff,
.gpcup = 0x0000ffff,//禁止GPIOC的上拉功能
.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaaaaaaaa,//將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,//這個是三星TFT屏的參數，這里不 用
};
|
注意：可能有很多朋友不知道上面紅色部分的參數是做什么的，其值又是怎么設置的？其實它是跟你的開發板LCD控制器密切相關的，看了下面兩幅圖相信 就大概知道他們是干什么用的：
上面第一幅圖是開發板原理圖的LCD控制器部分，第二幅圖是S3c2440數據手冊中IO端口C和IO端口D控制器部分。原理圖中使用了GPC8-15和GPD0-15來用做LCD控制器VD0-VD23的數據端口，又分別使用GPC0、GPC1端口用做LCD控制器的LEND和VCLK信號，對於GPC2-7則是用做STN屏或者三星專業TFT屏的相關信號。然而，S3C2440的各個IO口並不是單一的功能，都是復用端口，要使用他們 首先要對他們進行配置。所以上面紅色部分的參數就是把GPC和GPD的部分端口配置成LCD控制功能模式。
從以上講述的內容來看，要使LCD控制器支持其他的LCD屏，重要的是根據LCD的數據手冊修改以上這些參數的值。下面，我們再看一下在驅動中是如果引用 到s3c2410fb_mach_info結構體的(注意上面講的是在內核中如何使用的)。在mach-smdk2440.c中有：
| //S3C2440初始化函數
staticvoid __init smdk2440_machine_init(void)
{
//調用該函數將上面定義的LCD硬件信息保存到平台數據中
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定義在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));
//這里就是將內核中定義的s3c2410fb_mach_info結構體數據保存到LCD平台數據中，所以在寫驅 動的時候就可以直接在平台數據中獲取s3c2410fb_mach_info結構體的數據(即LCD各種參數信息)進行操作
s3c_device_lcd.dev.platform_data= npd;
}else{
printk(KERN_ERR "no memory for LCD platform data/n");
}
}
|
這里再講一個小知識：不知大家有沒有留意，在平台設備驅動中，platform_data可以保存各自平台設備實例的數據，但這些數據的類型都是不同的， 為什么都可以保存？這就要看看platform_data的定義，定義在/linux/device.h中，void *platform_data是一個void類型的指針，在Linux中void可保存任何數據類型。
四、幀緩沖(FrameBuffer)設備驅動實例代碼：
①、 建立驅動文件：my2440_lcd.c，依就是驅動程序的最基本結 構：FrameBuffer驅動的初始化和卸載部分及其他，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設備名稱*/
static char driver_name[] ="my2440_lcd";
/*定義一個結構體用來維護驅動程序中各函數中用到的變量
先別看結構體要定義這些成員，到各函數使用 的地方就明白了*/
struct my2440fb_var
{
int lcd_irq_no; /*保存LCD中斷號*/
struct clk *lcd_clock; /*保存從平台時鍾隊列中獲取的LCD時鍾*/
struct resource *lcd_mem;/*LCD的IO空間*/
void __iomem *lcd_base; /*LCD的IO空間映射到虛擬地址*/
struct device *dev;
struct s3c2410fb_hw regs;/*表示5個LCD配置寄存器，s3c2410fb_hw定義在mach-s3c2410/include/mach/fb.h中* /
/*定義一個數組來充當調色板。
據數據手冊描述，TFT屏色位模式為8BPP時，調色板(顏色表)的長度為256， 調色板起始地址為0x4D000400*/
u32 palette_buffer[256];
u32 pseudo_pal[16];
unsignedint palette_ready;/*標識調色板是否准備好了*/
};
/*用做清空調色板(顏色表)*/
#define PALETTE_BUFF_CLEAR(0x80000000)
/*LCD平台驅動結構體，平台驅動結構體定義在platform_device.h中，該結構體成員接口函數在第②步中實現*/
staticstruct platform_driver lcd_fb_driver=
{
.probe = lcd_fb_probe, /*FrameBuffer設備探測* /
.remove = __devexit_p(lcd_fb_remove),/*FrameBuffer設備移除*/
.suspend = lcd_fb_suspend, /*FrameBuffer設備掛起*/
.resume = lcd_fb_resume, /*FrameBuffer設備恢復*/
.driver =
{
/*注意這里的名稱一定要和系統中定義平台設備的地方 一致，這樣才能把平台設備與 該平台設備的驅動關聯起來*/
.name ="s3c2410-lcd",
.owner = THIS_MODULE,
},
};
staticint __init lcd_init(void)
{
/*在Linux中，幀緩沖設備被看做是平台設備，所以這里注 冊平台設備*/
return platform_driver_register(&lcd_fb_driver);
}
staticvoid __exit lcd_exit(void)
{
/*注銷平台設備*/
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平台設備各接口函數的實現：
| /*LCD FrameBuffer設備探測的實現，注意這里使用一個__devinit宏，到lcd_fb_remove接口函數實現的地方講解*/
staticint __devinit lcd_fb_probe(struct platform_device*pdev)
{
int i;
int ret;
struct resource *res; /*用來保存從LCD平台設備中獲 取的LCD資源*/
struct fb_info *fbinfo;/*FrameBuffer驅動所對應的fb_info結構體*/
struct s3c2410fb_mach_info *mach_info; /*保存從內核 中獲取的平台設備數據*/
struct my2440fb_var *fbvar; /*上面定義的驅動程序全局變量結構體*/
struct s3c2410fb_display *display; /*LCD屏的配置信息結構體，該結構體定義在mach-s3c2410 /include/mach/fb.h中*/
/*獲取LCD硬件相關信息數據，在前面講過內核使用s3c24xx_fb_set_platdata函數將LCD的硬件相關信息保存到
了LCD平台數據中，所以這里我們就從平台數據中取出來在驅動中使用*/
mach_info = pdev->dev.platform_data;
if(mach_info==NULL)
{
/*判斷獲取數據是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"no platform data for lcd/n");
return-EINVAL;
}
/*獲得在內核中定義的FrameBuffer平台設備的LCD配置信息結構體數據*/
display = mach_info->displays+ mach_info->default_display;
/*給fb_info分配空間，大小為my2440fb_var結構的內存，framebuffer_alloc定義在fb.h中在fbsysfs.c中 實現*/
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);/*重新將LCD平台設備數據設置為fbinfo，好在后面的一些函數 中來使用*/
/*這里的用途其實就是將fb_info的成員par(注意是一個void類型的指針)指向這里的私有變量結構體fbvar，
目的是到其他接口函數中再取出fb_info的成員par，從而能繼續使用這里的私有變量*/
fbvar = fbinfo->par;
fbvar->dev=&pdev->dev;
/*在系統定義的LCD平台設備資源中獲取LCD中斷號,platform_get_irq定義在platform_device.h中*/
fbvar->lcd_irq_no= platform_get_irq(pdev, 0);
if(fbvar->lcd_irq_no< 0)
{
/*判斷獲取中斷號是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"no lcd irq for platform/n");
return-ENOENT;
}
/*獲取LCD平台設備所使用的IO端口資源，注意這個IORESOURCE_MEM標志和LCD平台設備定義中的一致*/
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
if(res ==NULL)
{
/*判斷獲取資源是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"failed to get memory region resource/n");
return-ENOENT;
}
/*申請LCD IO端口所占用的IO空間(注意理解IO空間和內存空間的區別),request_mem_region定義在ioport.h中*/
fbvar->lcd_mem= request_mem_region(res->start, res->end-res->start+ 1, pdev->name);
if(fbvar->lcd_mem==NULL)
{
/*判斷申請IO空間是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"failed to reserve memory region/n");
return-ENOENT;
}
/*將LCD的IO端口占用的這段IO空間映射 到內存的虛擬地址，ioremap定義在io.h中
注意：IO空間要映射后才能使用，以后對虛擬地址的操作就是對IO空間的操作*/
fbvar->lcd_base= ioremap(res->start, res->end-res->start+ 1);
if(fbvar->lcd_base==NULL)
{
/*判斷映射虛擬地址是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"ioremap() of registers failed/n");
ret =-EINVAL;
goto err_nomem;
}
/*從平台時鍾隊列中獲取LCD的時鍾，這里為什 么要取得這個時鍾，從LCD屏的時序圖上看，各種控制信號的延遲
都跟LCD的時鍾有關。系統的一些時鍾定義在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/
fbvar->lcd_clock= clk_get(NULL,"lcd");
if(!fbvar->lcd_clock)
{
/*判斷獲取時鍾是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"failed to find lcd clock source/n");
ret =-ENOENT;
goto err_nomap;
}
/*時鍾獲取后要使能后才可以使用，clk_enable定義 在arch/arm /plat-s3c/clock.c中*/
clk_enable(fbvar->lcd_clock);
/*申請LCD中斷服務，上面獲取的中斷號lcd_fb_irq，使用快速中斷方式:IRQF_DISABLED
中斷服務程序為:lcd_fb_irq，將LCD平台設備pdev做參數傳遞過去了*/
ret = request_irq(fbvar->lcd_irq_no, lcd_fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, fbvar);
if(ret)
{
/*判斷申請中斷服務是否成功*/
dev_err(&pdev->dev,"IRQ%d error %d/n", fbvar->lcd_irq_no, ret);
ret =-EBUSY;
goto err_noclk;
}
/*好了，以上是對要使用的資源進行了獲取和設置。下面就開始初始化填充fb_info結構體*/
/*首先初始化fb_info中代表LCD固定參數的結構體fb_fix_screeninfo*/
/*像素值與顯示內存的映射關系有5種，定義在fb.h中。現在采用FB_TYPE_PACKED_PIXELS方式，在該方式下，
像素值與內存直接對應，比如在顯示內存某單元寫入一 個"1"時，該單元對應的像素值也將是"1"，這使得應用層
把顯示內存映射到用戶空間變得非常方便。Linux中當LCD為TFT屏時， 顯示驅動管理顯示內存就是基於這種方式*/
strcpy(fbinfo->fix.id,driver_name);/*字符串形式的標識符*/
fbinfo->fix.type= FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
fbinfo->fix.type_aux= 0;/*以下這些根據fb_fix_screeninfo定義中的描述，當 沒有硬件是都設為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可變參數的結構體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;
/*指定對底層硬件操作的函數指針, 因內容較多故其定義在第③步中再講*/
fbinfo->fbops = &my2440fb_ops;
fbinfo->flags = FBINFO_FLAG_DEFAULT; fbinfo->pseudo_palette = & fbvar->pseudo_pal; /*初始化色調色板(顏色表)為空*/
for(i= 0; i< 256; i++)
{
fbvar->palette_buffer[i]= PALETTE_BUFF_CLEAR;
}
for(i= 0; i < mach_info->num_displays; i++)/*fb緩存的長度*/
{
/*計算FrameBuffer緩存的最大大小，這里 右移3位(即除以8)是因為 色位模式BPP是以位為單位*/
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控制器之前要延遲一段時間*/
msleep(1);
/*初始化完fb_info后，開始對LCD各寄存器進行初始 化，其定義在后面講 到*/
my2440fb_init_registers(fbinfo);
/*初始化完寄存器后，開始檢查fb_info中的可變參數， 其定義在后面講到*/
my2440fb_check_var(fbinfo);
/*申請幀緩沖設備fb_info的顯示緩沖區空間，其定義在 后面講到*/
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，注冊這個幀緩沖設備fb_info到系統中, register_framebuffer定義在fb.h中在fbmem.c中實現*/
ret = register_framebuffer(fbinfo);
if(ret < 0)
{
dev_err(&pdev->dev,"failed to register framebuffer device: %d/n", ret);
goto err_video_nomem;
}
/*對設備文件系統的支持(對設備文件系統的理解 請參閱：嵌入式Linux之我行——設備文件系統剖析與使用)
創建frambuffer設備文件，device_create_file定義在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;
/*以下是上面錯誤處理的跳轉點*/
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中斷服務程序*/
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中斷掛起寄存器基地址*/
lcd_irq_base = fbvar->lcd_base+ S3C2410_LCDINTBASE;
/*讀取LCD中斷掛起寄存器的值*/
lcdirq = readl(lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDINTPND);
/*判斷是否為中斷掛起狀態*/
if(lcdirq & S3C2410_LCDINT_FRSYNC)
{
/*填充調色板*/
if(fbvar->palette_ready)
{
my2440fb_write_palette(fbvar);
}
/*設置幀已插入中斷請求*/
writel(S3C2410_LCDINT_FRSYNC, lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDINTPND);
writel(S3C2410_LCDINT_FRSYNC, lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDSRCPND);
}
return IRQ_HANDLED;
}
/*填充調色板*/
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 存器進行初始化*/
staticint my2440fb_init_registers(struct fb_info*fbinfo)
{
unsignedlong flags;
void __iomem *tpal;
void __iomem *lpcsel;
/*從lcd_fb_probe探測函數設置的私有變量結構體 中再獲得LCD相關 信息的數據*/
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
struct s3c2410fb_mach_info *mach_info = fbvar->dev->platform_data;
/*獲得臨時調色板寄存器基地 址，S3C2410_TPAL宏定義在mach-s3c2410/include/mach/regs-lcd.h中。
注意對於lpcsel這是一個針對三星TFT屏的一個專用寄存器，如果用的不是三星的TFT屏應該不用管它。*/
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斷，將中斷狀態保存到flags中*/
local_irq_save(flags);
/*這里就是在上一篇章中講到的把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);
/*恢復被屏 蔽的中斷*/
local_irq_restore(flags);
writel(0x00, tpal);/*臨時調色板寄存器使能禁止*/
writel(mach_info->lpcsel, lpcsel);/*在上一篇中講到過，它是三星TFT屏的一個寄存器，這里可以不管* /
return 0;
}
/*該函數實現修改GPIO端口的值，注意第三個參數mask的作用是 將要設置的 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);
}
/*檢查fb_info中的可變參數*/
staticint my2440fb_check_var(struct fb_info*fbinfo)
{
unsigned i;
/*從lcd_fb_probe探測函數設置的平台數據中再獲 得LCD相關信息的 數據*/
struct fb_var_screeninfo *var =&fbinfo->var;/*fb_info中的可變參 數*/
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;/*在lcd_fb_probe探測函數中設置的私有結構體數據*/
struct s3c2410fb_mach_info *mach_info = fbvar->dev->platform_data;/*LCD的配置結構體數據，這個配置結構體的賦值在上一篇章的"3. 幀緩沖設備作為平台設備"中*/
struct s3c2410fb_display *display =NULL;
struct s3c2410fb_display *default_display = mach_info->displays+ mach_info->default_display;
int type = default_display->type;/*LCD的類型，看上一篇章 的"3. 幀緩沖設備作為平台設備"中的type賦值是TFT類型*/
/*驗證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類型)和配置LCD配置寄存器5*/
fbvar->regs.lcdcon1= display->type;
fbvar->regs.lcdcon5= display->lcdcon5;
/* 設置屏幕的虛擬解析像素和高度寬度 */
var->xres_virtual= display->xres;
var->yres_virtual= display->yres;
var->height= display->height;
var->width = display->width;
/* 設置時鍾像素，行、幀切換值，水平同步、垂直同步長度值 */
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;
/*設置透明 度*/
var->transp.offset= 0;
var->transp.length= 0;
/*根據色位模式(BPP)來設置可變參數中R、G、B的顏色位域。對於這些參數值 的設置請參考CPU數據
手冊中"顯示緩沖區與顯示點對應關系圖"，例如在上一篇章中我就畫出了8BPP和16BPP時的對應關系圖*/
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;
}
/*申請幀緩沖設備fb_info的顯示緩沖區空間*/
staticint __init my2440fb_map_video_memory(struct fb_info*fbinfo)
{
dma_addr_t map_dma;/*用於保存DMA緩沖區總線地 址*/
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;/*獲得在lcd_fb_probe探測函數中設置的私有結構體數據* /
unsigned map_size = PAGE_ALIGN(fbinfo->fix.smem_len);/*獲得FrameBuffer緩存的大小, PAGE_ALIGN定義在mm.h中*/
/*將分配的一個寫合並DMA緩存區設置為LCD屏幕的虛擬地址(對於DMA請參考DMA相關知識)
dma_alloc_writecombine定義在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)
{
/*設置這片DMA緩存區的內容為空*/
memset(fbinfo->screen_base, 0x00, map_size);
/*將DMA緩沖區總線地址設成fb_info不可變 參數中framebuffer緩存的開始位置*/
fbinfo->fix.smem_start= map_dma;
}
return fbinfo->screen_base? 0 :-ENOMEM;
}
/*釋放幀緩沖 設備fb_info的顯示緩沖區空間*/
staticinlinevoid my2440fb_unmap_video_memory(struct fb_info*fbinfo)
{
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
unsigned map_size = PAGE_ALIGN(fbinfo->fix.smem_len);
/*跟申請DMA的地方想對應*/
dma_free_writecombine(fbvar->dev, map_size, fbinfo->screen_base, fbinfo->fix.smem_start);
}
/*LCD FrameBuffer設備移除的實現，注意這里使用一個__devexit宏，和lcd_fb_probe接口函數相對應。
在Linux內 核中，使用了大量不同的宏來標記具有不同作用的函數和數據結構，這些宏在include/linux/init.h
頭文件中定義，編譯器通 過這些宏可以把代碼優化放到合適的內存位置，以減少內存占用和提高內核效率。
__devinit、__devexit就是這些宏之一，在probe()和remove()函數中應該使用__devinit和__devexit宏。
又當remove()函數使用了__devexit宏時，則在驅動結構體中一定要使用__devexit_p宏來引用remove()，
所以在第①步中就用__devexit_p來引用lcd_fb_remove接口函數。*/
staticint __devexit lcd_fb_remove(struct platform_device*pdev)
{
struct fb_info *fbinfo= platform_get_drvdata(pdev);
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
/*從系統中注銷幀緩沖設備*/
unregister_framebuffer(fbinfo);
/*停止LCD控制器的工作*/
my2440fb_lcd_enable(fbvar, 0);
/*延遲一段時間，因為停止LCD控制器需要一點時間 */
msleep(1);
/*釋放幀緩沖設備fb_info的顯示緩沖區空間*/
my2440fb_unmap_video_memory(fbinfo);
/*將LCD平台數據清空和釋放fb_info空間資源*/
platform_set_drvdata(pdev,NULL);
framebuffer_release(fbinfo);
/*釋放中斷資源*/
free_irq(fbvar->lcd_irq_no, fbvar);
/*釋放時鍾資源*/
if(fbvar->lcd_clock)
{
clk_disable(fbvar->lcd_clock);
clk_put(fbvar->lcd_clock);
fbvar->lcd_clock=NULL;
}
/*釋放LCD IO空間映射的虛擬內存空間*/
iounmap(fbvar->lcd_base);
/*釋放申請 的LCD IO端口所占用的IO空間*/
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斷，將中斷狀態保存到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);
/*恢復被屏蔽的中斷*/
local_irq_restore(flags);
}
/*對LCD FrameBuffer平台設備驅動電源管理的支持,CONFIG_PM這個宏定義在內核中*/
#ifdef CONFIG_PM
/*當配置內核時選上電源管理，則平台設備的驅動就支持掛起和恢復功能*/
staticint lcd_fb_suspend(struct platform_device*pdev, pm_message_t state)
{
/*掛起LCD設備，注意這里掛起LCD時並沒有保存LCD控制器的各種狀態，所 以在恢復后LCD不會繼續顯示掛起前的內容
若要繼續顯示掛起前的內容，則要在這里保存LCD控制器的各種狀態，這里就不講這個了，以后講到電源管理再講*/
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);
/*停止時鍾*/
clk_disable(fbvar->lcd_clock);
return 0;
}
static int lcd_fb_resume(struct platform_device*pdev)
{
/*恢復掛起的LCD設備*/
struct fb_info *fbinfo= platform_get_drvdata(pdev);
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
/*開啟時鍾*/
clk_enable(fbvar->lcd_clock);
/*初始化LCD控制器之前要延遲一段時間*/
msleep(1);
/*恢復時重新初始化LCD各寄存器*/
my2440fb_init_registers(fbinfo);
/*重新激活fb_info中所有的參數配置，該函數定義在第③步中再講*/
my2440fb_activate_var(fbinfo);
/*正與掛起時講到的那樣，因為沒保存掛起時LCD控制器的各種狀態，
所以恢復后就讓LCD顯示空白，該函數定義也在第③步中再講*/
my2440fb_blank(FB_BLANK_UNBLANK, fbinfo);
return 0;
}
#else
/*如果配置內核時沒選 上電源管理,則平台設備的驅動就不支持掛起和恢復功能,這兩個函數也就無需實現了*/
#define lcd_fb_suspend NULL
#define lcd_fb_resume NULL
#endif
|
③、 幀緩沖設備驅動對底層硬件操作的函數接口實現(即：my2440fb_ops的實現)：
| /*Framebuffer底層硬件操 作各接口函數*/
staticstruct fb_ops my2440fb_ops=
{
.owner = THIS_MODULE,
.fb_check_var = my2440fb_check_var,/*第②步中已實現*/
.fb_set_par = my2440fb_set_par,/*設置fb_info中的參數，主要是LCD的顯示模式*/
.fb_blank = my2440fb_blank,/*顯示空白(即：LCD開關控制)*/
.fb_setcolreg = my2440fb_setcolreg,/*設置顏色表*/
/*以 下三個函數是可選的，主要是提供fb_console的支持，在內核中已經實現，這里直接調用即可*/
.fb_fillrect = cfb_fillrect,/*定義在drivers/video/cfbfillrect.c中*/
.fb_copyarea = cfb_copyarea,/*定義在drivers/video/cfbcopyarea.c中*/
.fb_imageblit = cfb_imageblit,/*定義在drivers/video/cfbimgblt.c中*/
};
/*設置fb_info中的參數，這里根據用戶設置的可變參數var調整固定參數fix*/
staticint my2440fb_set_par(struct fb_info*fbinfo)
{
/*獲得fb_info中的可變參數*/
struct fb_var_screeninfo *var =&fbinfo->var;
/*判斷可變參數中的色位模式，根據色位模式來設置色彩模式* /
switch(var->bits_per_pixel)
{
case 32:
case 16:
case 12:/*12BPP時，設置為真彩色(分成紅、綠、藍三基色)*/
fbinfo->fix.visual= FB_VISUAL_TRUECOLOR;
break;
case 1:/*1BPP時，設置為黑白色(分黑、白兩種 色，FB_VISUAL_MONO01代表 黑，FB_VISUAL_MONO10代表白)*/
fbinfo->fix.visual= FB_VISUAL_MONO01;
break;
default:/*默認設置為偽彩色，采用索引顏色顯示*/
fbinfo->fix.visual= FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
break;
}
/*設置fb_info中固定參數中一行的字節數，公式：1行 字節數=(1行像素 個數*每像素位數BPP)/8 */
fbinfo->fix.line_length=(var->xres_virtual* var->bits_per_pixel)/ 8;
/*修改以上參數后，重新激活fb_info中的參數配置(即：使修改后的參數在硬件上生效)*/
my2440fb_activate_var(fbinfo);
return 0;
}
/*重新激活fb_info中的參數配置*/
staticvoid my2440fb_activate_var(struct fb_info*fbinfo)
{
/*獲得結構體變 量*/
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
/*獲得fb_info可變參數*/
struct fb_var_screeninfo *var =&fbinfo->var;
/*計算LCD控制寄存器1中的CLKVAL值, 根據數據手冊中該寄存器的描述，計算公式如下：
* 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;
/*獲得屏幕的類型*/
int type = fbvar->regs.lcdcon1& S3C2410_LCDCON1_TFT;
if(type == S3C2410_LCDCON1_TFT)
{
/*根據數據手冊按照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
{
/*根據數據手冊按照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;
}
}
/*設置計算的LCD控制寄存器1中的CLKVAL值*/
fbvar->regs.lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);
/*將各參數 值寫入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);
/*配置幀緩沖起始地址寄存器1-3*/
my2440fb_set_lcdaddr(fbinfo);
fbvar->regs.lcdcon1|= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
writel(fbvar->regs.lcdcon1, regs+ S3C2410_LCDCON1);
}
/*計算LCD控制寄存器1中的CLKVAL值*/
staticunsignedint my2440fb_calc_pixclk(struct my2440fb_var*fbvar,unsignedlong pixclk)
{
/*獲得LCD的時鍾*/
unsignedlong clk= clk_get_rate(fbvar->lcd_clock);
/* 像素時鍾單位是皮秒，而時鍾的單位是赫茲，所以計算公式為：
* 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宏定義在asm/div64.h中*/
returndiv;
}
/*根據數據手冊按照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;
/*根據色位模式設置LCD控制寄存器1和5，參考數據手冊* /
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:/*無效的BPP*/
dev_err(fbvar->dev,"invalid bpp %d/n", var->bits_per_pixel);
}
/*設置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);
}
/*根據數據手冊按照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;
}
/*根據色位模式設置LCD控制寄存器1，參考數據手冊*/
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:/*無效的BPP*/
dev_err(fbvar->dev,"invalid bpp %d/n", var->bits_per_pixel);
}
/*設置LCD配置寄存器2、3、4, 參考數據手冊*/
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);
}
/*配置幀緩沖起始地址寄存器1-3，參考數據手冊*/
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);
}
/*顯示空白，blank mode有5種模式，定義在fb.h中，是一個枚舉*/
staticint my2440fb_blank(int blank_mode,struct fb_info*fbinfo)
{
struct my2440fb_var *fbvar = fbinfo->par;
void __iomem *regs= fbvar->lcd_base;
/*根據顯示空白的模式來設置LCD是開啟還是停止*/
if(blank_mode== FB_BLANK_POWERDOWN)
{
my2440fb_lcd_enable(fbvar, 0);/*在第②步中定義*/
}
else
{
my2440fb_lcd_enable(fbvar, 1);/*在第②步中定義*/
}
/*根據顯示空白的模式來控制臨時調色板寄存器*/
if(blank_mode== FB_BLANK_UNBLANK)
{
/*臨時調色板寄存器無效*/
writel(0x0, regs+ S3C2410_TPAL);
}
else
{
/*臨時調色 板寄存器有效*/
writel(S3C2410_TPAL_EN, regs+ S3C2410_TPAL);
}
return 0;
}
/*設置顏色表*/
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:
/*偽彩色*/
if(regno< 256)
{
val =(red>> 0)& 0xf800;
val |=(green>> 5)& 0x07e0;
val |=(blue>> 11)& 0x001f;
writel(val, regs+ S3C2410_TFTPAL(regno));
/*修改調色板*/
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;
}
/*修改調色 板*/
staticvoid schedule_palette_update(struct my2440fb_var *fbvar,unsignedint regno,unsignedint val)
{
unsignedlong flags;
unsignedlong irqen;
/*LCD中斷掛起寄存器基地址*/
void __iomem *lcd_irq_base= fbvar->lcd_base+ S3C2410_LCDINTBASE;
/*在修改中斷寄存器值之前先屏蔽中斷，將中斷狀態保存到flags中*/
local_irq_save(flags);
fbvar->palette_buffer[regno]= val;
/*判斷調色板是否准備就像*/
if(!fbvar->palette_ready)
{
fbvar->palette_ready= 1;
/*使能中斷屏蔽寄存器*/
irqen = readl(lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDINTMSK);
irqen &=~S3C2410_LCDINT_FRSYNC;
writel(irqen, lcd_irq_base+ S3C24XX_LCDINTMSK);
}
/*恢復被屏蔽的中斷*/
local_irq_restore(flags);
}
|
五、從整體上再描述一 下FrameBuffer設備驅動實例代碼的結構：
1、在第①部分代碼中主要做的事情有：
a.將LCD設備注冊到系統平台設備中；
b.定義LCD平台設備結構體lcd_fb_driver。
2、在第②部分代碼中主要做的事情有：
a.獲取和設置LCD平台設備的各種資源；
b.分配fb_info結構體空間；
c.初始化fb_info結構體中的各參數；
d.初始化LCD控制器；
e.檢查fb_info中可變參數；
f.申請幀緩沖設備的顯示緩沖區空間；
g.注冊fb_info。
3、在第③部 分代碼中主要做的事情有：
a.實現對fb_info相關參數進行檢查的硬件接口函數；
b.實現對LCD顯示模式進行設定的硬件接口函數；
c.實現對LCD顯示開關(空白)的硬件接口函數等。
2. 為什么使用調色板
以下為轉載文章，文章原地址：http://www.icbuy.com/info/news_show/info_id/59136.html
嵌入式Linux下S3C2410的調色板彩色顯示
對於一個顯示設備，數據的更新率正比於畫面的像素數和色彩深度的乘積。在嵌入式Linux系統中，受處理器資源配 置和運算能力的制約，當使用大分辨率顯示時(如在一些屏幕尺寸較大的終端上，往往需要640×480以上)，需要降低顯示的色彩深度。否則，由於數據處理 負擔過重會造成畫面的抖動和不連貫。這時，調色板技術將發揮重要作用。ARM9內核的S3C2410在國內的嵌入式領域有着廣泛的應用，芯片中帶有LCD控制器，可支持多種分辨率、多種顏色深度的LCD顯示輸出。在此，將S3C2410的調色板技術，以及嵌入式Linux系統下調色板顯示的實現方法進行分 析。
S3C2410調色板技術概述
1、調色板的概念
在計算機圖像技術中，一個像素的顏色是由它的R，G，B分量表示的，每個分量又經過量化，一個 像素總的量化級數就是這個顯示系統的顏色深度。量化級數越高，可以表示的顏色也就越多，最終的圖像也就越逼真。當量化級數達到16位以上時，被稱為真彩 色。但是，量化級數越高，就需要越高的數據寬度，給處理器帶來的負擔也就越重；量化級數在8位以下時，所能表達的顏色又太少，不能夠滿足用戶特定的需求。
為了解決這個問題，可以采取調色板技術。所謂調色板，就是在低顏色深度的模式下，在有限的像素 值與RGB顏色之間建立對應關系的一個線性表。比如說，從所有的16位彩色中抽取一定數量的顏色，編制索引。當需要使用某種彩色時，不需要對這種顏色的RGB分量進行描述，只需要引用它的索引號，就可以使用戶選取自己需要的顏色。索引號的編碼長度遠遠小於RGB分量的編碼長度，因此在彩色顯示的同時，也 大大減輕了系統的負擔。
以256色調色板為例，調色板中存儲256種顏色的RGB值，每種顏色的RGB值是16位。用 這256種顏色編制索引時，從OOH～FFH只需要8位數據寬度，而每個索引所對應的顏色卻是16位寬度的顏色信息。在一些對色彩種類要求不高的場合，如 儀表終端、信息終端等，調色板技術便巧妙地解決了數據寬度與顏色深度之間的矛盾。
2、S3C2410中的調色板
ARM9核的S3C2410芯片可通過內置的LCD控制器來實現對LCD顯示的控制。以TFTLCD為例，S3C2410芯片的LCD控制器可以對TFTLCD提供1位、2位、4位、8位調色板彩色顯示和16位、24位真彩色顯示，並支持多 種不同的屏幕尺寸。
S3C2410的調色板其實是256個16位的存儲單元，每個單元中存儲有16位的顏色值。根 據16位顏色數據中，RGB分量所占位數的不同，調色板還可以采取5：6：5(R：G：B)和5：5：5：1(R：G：B：1)兩種格式。當采用5：6：5(R：G：B)格式時，它的調色板如表1所示。
表1中，第一列為顏色索引，中間三列是R，G，B三個顏色分量對應的數據位，分別是5位、6位 和5位，最后一列是對應顏色條目的物理地址。當采用5：5：5：1(R：G：B：1)格式時，R，G，B三個顏色分量的數據位長度都是5位，最低位為1。
用戶編程時，應首先對調色板進行初始化處理(可由操作系統提供的驅動程序來完成)，賦予256色調色板相應的顏色值；在進行圖像編程時，可以將圖像對象賦予所需的顏色索引值。程序運行時，由芯片的LCD控制器查找調色板，按相應的值進行輸出。S3C2410芯片圖像數據輸出端口VD[23：O]有24位，當使用不同的色彩深度時，這24位數據可以表示一個或多個點的顏色信息。
3、調色板顏色的選擇
調色板中顏色的選擇可以由用戶任意定義，但為了編程方便，顏色的選取應遵循一定的規律。例如在Windows編程中，系統保留了20種顏色。另外，在Web編程中，也定義了216種Web安全色，這些顏色可以盡量保留。2S3C2410調色板在嵌 入式Linux系統下的使用ARM實現圖像顯示時，由LCD控制器將存儲系統中的視頻緩沖內容以及各種控制信號傳送到外部LCD驅動器，然后由LCD驅動 器實現圖像數據的顯示。實際應用中，常通過驅動程序由操作系統對寄存器、調色板進行配置。以Linux2.4內核為例，對調色板的配置是在驅動程序S3C2410fb.c中完成的。
在一些公司Linux源碼包的S3C2410fb.c文件中，並沒有對調色板進行配置，因此在8位以下的顯示設置下。LCD不能正常工作。若需要使用調色板，必須對此文件進行修改。
1、驅動程序的修改
查S3C2410數據手冊，調色板的物理起始地址為0x4d000400，應先將調色板的物理 地址映射到內核中的虛擬地址，然后對其進行賦值。具體步驟如下：
(1)在S3C2410.h文件中添加：
#defineMYPAL(Nb)__REG(Ox4d000400+(Nb)*4)
其作用是實現物理地址到虛擬地址的映射。
(2)在S3C24lOfb.h文件，通過下列語句定義256種顏色。
staTIcconstu_shortmy_color[256]={0x0000，0x8000，…}：
數組中的每個16位二進制數表示一種顏色，RGB分量采用的是5：6：5格式。
(3)在S3C2410fb.c文件的S3C2410fb-activate_var(…)函 數中，通過下列語句對這256個調色板進行賦值。
(4)另外，注意改變LCD控制寄存器LCDCON1的BPPMODE值，設定為需要的顏色深 度。
(5)重新編譯內核，燒寫內核。
2、應用程序的編寫
當S3C2410用於嵌入式Linux操作系統時，其圖形功能一般是依靠幀緩存(Framebuffer)實現的。屏幕上的每個點都被映射成一段線性內存空間，通過應用程序改變這段內存的值，就可以改變屏幕的顏色。當色深在16位以 上時，用戶直接指定顏色的RGB分量；當色深在8位以下時，用戶應當指定顏色在調色板中的索引值。
當使用MiniGUI等嵌入式圖形系統時，只需要將界面元素的顏色值設為所需顏色的索引值即 可。例如：
WinElementColors[i]=142；
就是將WinElementColors[i]的顏色設置為索引號為142的調色板顏色。
結語
在筆者開發的某型指揮車仿真終端中，其顯示分辨率設置為640×480。如果色深設置為16b/p，在系統使用時，畫面將會出現明顯的抖動、不連貫，這是由於芯片的運算負荷過重造成的。如果按本文中提到的方法對顯示驅動加以修改，采用8位色 深顯示，顏色的選取可以滿足需要，畫面的顯示將明顯穩定。這說明，在顯示分辨率較高，色彩種類要求比較簡單的嵌入式應用中，調色板技術是一個非常值得重視 的選擇。
