2021年10月19日 | S3C2440 (4.3寸)LCD驱动程序之层次分析（十六）

在上一节LCD层次分析时，得出写个LCD驱动入口函数，需要以下4步：

1）分配一个fb_info结构体：framebuffer_alloc（）；

2）设置fb_info；

3）设置硬件相关的操作；

4）使能LCD，并注册fb_info：register_framebuffer（）；

本节需要用到的函数：

函数dma_alloc_writecombine（）：（分配显存）

void * dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp);//分配DMA缓存区给现存

//返回值为：申请到的DMA缓冲区的虚拟地址，若为NULL，表示分配失败，则需要使用dma_free_writecombine()释放内存，避免内存泄漏

//参数如下：

//*dev：指针，这里填0，表示这个申请的缓冲区里没有内容

//size：分配的地址大小（字节单位）

//*handle：申请到的物理起始地址

//gfp:分配出来的内存参数，标志定义在，常用标志如下：

//GFP_ATOMIC 用来从中断处理和进程上下文之外的其它代码中分配内存.从不睡眠

//GFP_KERNEL 内核内存的正常分配，可能睡眠

//GFP_USER 用来为用户空间页来分配内存；它可能睡眠

分配一段DMA缓存区，分配出来的内存会禁止cache缓存（因为DMA传输不需要CPU）

它和dm_alloc_coherent（）函数相似，不过dma_alloc_writecombine（）函数是分配出来的内存会禁止cache缓存以及禁止写入缓冲区

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函数dma_free_writecombine（）:（释放显存）

void dma_free_writecombine(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t handle);

//cpu_addr：虚拟地址

//handle：物理地址

释放DMA缓冲区，dev和size参数和上面的函数一样

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函数frambuffer_alloc（）：（申请fb_info结构体）

struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev)//申请一个fb_info结构体

//size：额外的内存(里面放私有数据private)

//*dev：指针，这里填写NULL,表示这个申请的结构体没有内容

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函数register_frambuffer（）和函数frambuffer_release（）：

int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)

//向内核中注册fb_info结构体，若内存不够，注册失败会返回负数

void framebuffer_release(struct fb_info *info)

//注销内核中fb_info结构体

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本节需要用到的结构体：

fb_info结构体如下：

struct fb_info {

int node;

int flags;

struct fb_var_screeninfo var; //可变的参数

struct fb_fix_screeninfo fix; //固定的参数

… …

struct fb_ops *fbops; //操作函数

… …

char __iomem *screen_base; //显存虚拟起始地址

unsigned long screen_size; //显存虚拟地址长度

void *pseudo_palette; /* Fake palette of 16 colors */ 

//假的16色调色板，里面存放了16色的数据，可以通过8bpp数据来找到调色板里面的16色颜色索引值，模拟出16色颜色来，节省内存，不需要的话就指向一个不用的数组即可

};

其中操作函数fb_info->fbops结构体写法如下：

static struct fb_ops s3c_lcdfb_ops = {

.owner = THIS_MODULE,

//可以参考driversvideoAtmel_lcdfb.c

.fb_setcolreg = s3c_lcdfb_setcolreg, //设置调色板fb_info->pseudo_palette,自己构造该函数

//下面三个函数是对显存的操作

.fb_fillrect = cfb_fillrect, //填充一个矩形,用/driver/video/cfbfillrect.c里的函数即可

.fb_copyarea = cfb_copyarea, //拷贝一个区域,用/driver/video/cfbcopyarea.c里的函数即可

.fb_imageblit = cfb_imageblit, //图形填充,用/driver/video/imageblit.c里的函数即可

};

固定的参数fb_info->fix 结构体如下：

struct fb_fix_screeninfo {

char id[16]; //id名字

unsigned long smem_start; //framebuffer物理起始地址

__u32 smem_len; //framebuffer长度，字节为单位

__u32 type; //lcd类型，默认值为0即可

__u32 type_aux; //附加类型，为0

__u32 visual; //画面设备，常见参数如下

// FB_VISUAL_MONO01 0 单色,0：白色，1：黑色

// FB_VISUAL_MONO10 1 单色,1：黑色，1：白色

// FB_VISUAL_TRUECOLOR 2 真彩（TFT:真彩）

// FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR 3 伪彩

// FB_VISUAL_DIRECTCOLOR 4 直彩

__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panning就赋值为0 */

__u32 line_length; /* 一行的字节数，例：(RGB565)240*320,那么这里就等于240*16/8 */

/* 以下成员都可以不需要 */

unsigned long mmio_start; /*内存映射IO的起始地址，用于应用层直接访问寄存器，可以不需要 */

__u32 mmio_len; /* 内存映射IO的长度，可以不需要 */

__u32 accel; /* Indicate to driver which */

/*  specific chip/card we have */

__u16 reserved[3]; /* Reserved for future compatibility */

};

可变的参数fb_info->var结构体如下：

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，若可见和虚拟的分频率一样，就直接设为0 */

__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,比如：RGB565,则填入16 */

__u32 grayscale; /* 非0时，指的是灰度，真彩直接填0即可 */

struct fb_bitfield red; //fb缓存的R位域,fb_bitfield结构体成员如下:

// __u32 offset; 区域偏移值，比如RGB565中的R，就在第11位

// __u32 length; 区域长度，比如RGB565的R，共有5位

// __u32 msb_right; msb_right==0,表示数据左边最大，msb_right!=0,表示数据右边最大

};

struct fb_bitfield green; /* fb缓存的G位域 */

struct fb_bitfield blue; /* fb缓存的B位域 */

/* 以下参数都可以不填，默认为0 */

struct fb_bitfield transp; /* 透明度，不需要填0即可 */

__u32 nonstd; /* !=0表示非标准像素格式 */

__u32 activate; /* 设为0即可 */

__u32 height; /* 外设高度(单位mm),一般不需要填 */

__u32 width; /* 外设宽度(单位mm),一般不需要填 */

__u32 accel_flags; /* 过时的参数，不需要填 */

/* 除了pixclock本身外，其它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; /* see FB_SYNC_* */

__u32 vmode; /* see FB_VMODE_* */

__u32 rotate; /* angle we rotate counter clockwise */

__u32 reserved[5]; /* 保留 */

};

1、写驱动程序：

（写驱动可以参考自带的LCD平台驱动drivers/video/s3c2410fb.c）

（LCD控制寄存器设置：参考之前的LCD裸机驱动:(硬件设置)https://blog.csdn.net/xiaodingqq/article/details/80724190）

1.1 步骤如下：

在驱动init入口函数中：

（1）分配一个fb_info结构体

（2）设置fb_info

    （2.1）设置固定的参数fb_info->fix

    （2.2）设置可变的参数fb_info->var

    （2.3）设置操作函数fb_info->fbops

    （2.4）设置fb_info其它的成员

（3）设置硬件相关的操作

    （3.1）配置LCD引脚

    （3.2）根据LCD手册设置LCD控制器

    （3.3）分配显存（framebuffer），把地址告诉LCD控制器和fb_info

（4）开启LCD，并注册fb_info：register_framebuffer()

    （4.1）直接在init函数中开启LCD（后面讲到电源管理，再来优化）

                控制LCDCON5允许PWREN信号，

                然后控制LCDCON1输出PWREN信号，

                输出GPB0高电平来开背光，

    （4.2）注册fb_info

在驱动exit出口函数中：

（1）卸载内核中的fb_info

（2）控制LCDCON1关闭PWREN信号，关背光灯，iounmap注销地址

（3）释放DMA缓存地址dma_free_writecombine()

（4）释放注册的fb_inifo

1.2具体的代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

static int s3c_lcdfb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red, //设置调色板

     unsigned int green, unsigned int blue,

     unsigned int transp, struct fb_info *info);

struct lcd_regs {

unsigned long lcdcon1;

unsigned long lcdcon2;

unsigned long lcdcon3;

unsigned long lcdcon4;

unsigned long lcdcon5;

unsigned long lcdsaddr1;

unsigned long lcdsaddr2;

unsigned long lcdsaddr3;

unsigned long redlut;

unsigned long greenlut;

unsigned long bluelut;

unsigned long reserved[9]; //保留9个

unsigned long dithmode;

unsigned long tpal;

unsigned long lcdintpnd;

unsigned long lcdsrcpnd;

unsigned long lcdintmsk;

unsigned long lpcsel;

};

static struct fb_ops s3c_lcdfb_ops = {

.owner = THIS_MODULE,

.fb_setcolreg = s3c_lcdfb_setcolreg, //设置调色板

//下面三个函数是对显存的操作

.fb_fillrect = cfb_fillrect, //填充一个矩形

.fb_copyarea = cfb_copyarea, //拷贝一个区域

.fb_imageblit = cfb_imageblit, //图形填充

};

static struct fb_info *s3c_lcd;

static volatile unsigned long *gpbcon;

static volatile unsigned long *gpbdat;

static volatile unsigned long *gpccon;

static volatile unsigned long *gpdcon;

static volatile unsigned long *gpgcon;

static volatile struct lcd_regs* lcd_regs;

static u32 pseudo_palette[16]; //假的调色板,调色板数组，被fb_info->pseudo_palette调用

/* from pxafb.c */

static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan, struct fb_bitfield *bf)

{

chan &= 0xffff;

chan >>= 16 - bf->length;

return chan << bf->offset;

}

static int s3c_lcdfb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red, //设置调色板

     unsigned int green, unsigned int blue,

     unsigned int transp, struct fb_info *info)

{

unsigned int val;

if (regno > 16) //regno哪一个调色板

return 1;

/* 用read,green,blue三原色构造出val */

val = chan_to_field(red,   &info->var.red);

val |= chan_to_field(green, &info->var.green);

val |= chan_to_field(blue,  &info->var.blue);

//((u32 *)(info->pseudo_palette))[regno] = val;

pseudo_palette[regno] = val; //放到调色板数组中

return 0;

}

static int lcd_init(void)

{

/* 1. 分配一个fb_info */

//第一个参数大小:size表示分配额外的空间(里面放私有数据private)

s3c_lcd = framebuffer_alloc(0, NULL); //不分配额外的空间

/* 2.  设置 */

/* 2.1 设备固定的参数fix */

strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");//名字id

s3c_lcd->fix.smem_len    = 480*272*16/8; //显存的长度(需要看LCD手册)分辨率resolution:480*272,RGB(Bit):565,一个像素16位

s3c_lcd->fix.type        = FB_TYPE_PACKED_PIXELS; //在fb.h,使用默认值(值为0)

s3c_lcd->fix.visual      = FB_VISUAL_TRUECOLOR; /* visual视觉的 TFTLCD：真彩色 */

s3c_lcd->fix.line_length = 480*2; //一行480个像素,一个像素16位(2个字节)

/* 2.2 设置可变的参数var */

s3c_lcd->var.xres           = 480; //x方向的分辨率

s3c_lcd->var.yres           = 272; //y方向的分辨率

s3c_lcd->var.xres_virtual   = 480; //电脑桌面点击右键，设置分辨率(虚拟分辨率)

s3c_lcd->var.yres_virtual   = 272; //虚拟分辨率

s3c_lcd->var.bits_per_pixel = 16; //每个像素用多少位

/* RGB:565 */

s3c_lcd->var.red.offset     = 11; //红色的偏移值从bit11开始

s3c_lcd->var.red.length     = 5; //红色的长度为5位

s3c_lcd->var.green.offset   = 5; //绿色的偏移值从bit5开始

s3c_lcd->var.green.length   = 6; //绿色的长度为6位

s3c_lcd->var.blue.offset    = 0; //蓝色的偏移值从bit0开始

s3c_lcd->var.blue.length    = 5; //蓝色的长度为5位

s3c_lcd->var.activate       = FB_ACTIVATE_NOW; //使用默认值

/* 2.3 设置操作函数fbops       */