s3c2440 LCD ——驱动程序
2015-09-25 10:39
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mini2440驱动分析之LCD
mini2440集成了lcd控制器的接口，板子上接的lcd硬件是统宝240*320，TFT型lcd。lcd驱动对应的文件为s3c2410fb.c。要读懂这个驱动必须了解linux platform子系统的知识。因为这个驱动是以platform驱动的形式注册到内核。而且还需要frambuffer驱动的知识，因为这个驱动还是frambuffer接口的。lcd驱动在模块初始化的时候，调用platform注册函数将自己注册到内核，利用linux设备模型核心的机制调用platform_bus总线的match函数找到相应的设备，然后由linux设备模型核心调用s3c2410fb.c中的s3c2410fb_probe
，进行硬件相关初始化，并初始化frambuffer结构。然后注册到frambuffer核心。lcd的功能实现通过frambuffer核心来完成。s3c2410fb.c的功能实现都是配合frambuffer核心的。下面详细分析lcd驱动的实现。
程序基本结构
1.模块初始化-->向platform核心注册自己
2.实现linux设备模型必须的probe函数-->向frambuffer核心注册自己（最重要）
resume函数-->系统在由挂起恢复的时候调用
suspand-->系统在挂起的时候调用
remove--> 驱动程序注销自己的时候调用
3.frambuffer驱动模型fb_ops各函数的实现-->实现fb驱动的ioctl命令需要的函数
4.其他函数-->由2.3.中的函数调用，帮助其实现功能。
一. 相关数据结构
1. struct fb_info 结构
[cpp]
view plaincopy
struct fb_info {
int node;
int flags;
struct mutex lock; /* Lock for open/release/ioctl funcs */
struct mutex mm_lock; /* Lock for fb_mmap and smem_* fields */
struct fb_var_screeninfo var; /* Current var */
struct fb_fix_screeninfo fix; /* Current fix */
struct fb_monspecs monspecs; /* Current Monitor specs */
struct work_struct queue; /* Framebuffer event queue */
struct fb_pixmap pixmap; /* Image hardware mapper */
struct fb_pixmap sprite; /* Cursor hardware mapper */
struct fb_cmap cmap; /* Current cmap */
struct list_head modelist; /* mode list */
struct fb_videomode *mode; /* current mode */
#ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT
/* assigned backlight device */
/* set before framebuffer registration,
remove after unregister */
struct backlight_device *bl_dev;
/* Backlight level curve */
struct mutex bl_curve_mutex;
u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];
#endif
#ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO
struct delayed_work deferred_work;
struct fb_deferred_io *fbdefio;
#endif
struct fb_ops *fbops;
struct device *device; /* This is the parent */
struct device *dev; /* This is this fb device */
int class_flag; /* private sysfs flags */
#ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
struct fb_tile_ops *tileops; /* Tile Blitting */
#endif
char __iomem *screen_base; /* Virtual address */
unsigned long screen_size; /* Amount of ioremapped VRAM or 0 */
void *pseudo_palette; /* Fake palette of 16 colors */
#define FBINFO_STATE_RUNNING 0
#define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1
u32 state; /* Hardware state i.e suspend */
void *fbcon_par; /* fbcon use-only private area */
/* From here on everything is device dependent */
void *par;
/* we need the PCI or similiar aperture base/size not
smem_start/size as smem_start may just be an object
allocated inside the aperture so may not actually overlap */
resource_size_t aperture_base;
resource_size_t aperture_size;
};
这个结构是frambuffer驱动的基本数据结构，里面包含了帧缓存设备的所有信息，每一个注册成frambuffer接口的设备都应该声明并初始化这样一个结构。register_framebuffer 函数的参数就是这样一个结构，fb_info在mini2440lcd驱动中是在s3c24xxfb_probe函数中分配并初始化的。其中struct fb_var_screeninfo结构包含了lcd显示中可以改变的信息，结构如下：
[cpp]
view plaincopy
struct fb_var_screeninfo {
__
19957
u32 xres; /* 视口水平分辨率 */
__u32 yres;
__u32 xres_virtual; /* 虚拟屏幕水平分辨率 */
__u32 yres_virtual;
__u32 xoffset; /* 视口与虚拟屏幕水平分辨率偏移 */
__u32 yoffset;
__u32 bits_per_pixel; /* 像素的位数 */
__u32 grayscale; /* 灰度标志，如果为1代表是灰度 */
struct fb_bitfield red; /* 如果是真彩色，这个是颜色位，如果不是那么只有结构的大小重要，其他表示的信息无关紧要 */
struct fb_bitfield green;
struct fb_bitfield blue;
struct fb_bitfield transp; /* 透明度 */
__u32 nonstd; /* 非标准颜色表示标志位 */
__u32 activate; /* 参照 FB_ACTIVATE_* */
__u32 height; /* 在内存地址空间的长度 */
__u32 width; /* 在内存地址空间的宽度 */
__u32 accel_flags; /* (不用了) 参照 fb_info.flags */
/* 时序: 以下所有的值单位都是pixclock, 当然除了pixclock */
__u32 pixclock; /* 每秒像素值 */
__u32 left_margin; /* 从sync信号到显示真正的像素的时钟个数 */
__u32 right_margin; /* 从真正显示像素到sync信号的时钟个数 */
__u32 upper_margin; /* 上面两个是针对列像素的，这个针对行的 */
__u32 lower_margin;
__u32 hsync_len; /* 水平sync信号的长度 */
__u32 vsync_len; /* 垂直sync信号的长度 */
__u32 sync; /* 参照 FB_SYNC_* */
__u32 vmode; /* 参照 FB_VMODE_* */
__u32 rotate; /* angle we rotate counter clockwise */
__u32 reserved[5]; /* 保留 */
};
fb_fix_screeninfo包含了lcd显示中不可改变的信息，结构如下：
[cpp]
view plaincopy
struct fb_fix_screeninfo {
char id[16]; /* 身份表示符，例如 "TT Builtin" */
unsigned long smem_start; /* frame buffer内存的开始地址 */
/* (物理地址) */
__u32 smem_len; /* frame buffer内存地址的长度 */
__u32 type; /* 参照 FB_TYPE_* */
__u32 type_aux; /* Interleave for interleaved Planes */
__u32 visual; /* 参照 FB_VISUAL_* */
__u16 xpanstep; /* zero if no hardware panning */
__u16 ypanstep; /* zero if no hardware panning */
__u16 ywrapstep; /* zero if no hardware ywrap */
__u32 line_length; /* 每行的长度，单位字节 */
unsigned long mmio_start; /* I/O 内存的开始地址 */
/* (物理地址) */
__u32 mmio_len; /* I/O内存的长度 */
__u32 accel; /* 对驱动程序的标示：是哪个设备*/
__u16 reserved[3]; /* 保留 */
};
其中倒数第三个成员par是设备自定义数据结构。在mini2440lcd驱动中为s3c2410fb_info，结构如下：
[cpp]
view plaincopy
struct s3c2410fb_info {
struct device *dev;
struct clk *clk;
struct resource *mem; //io内存物理地址也就是寄存器的地址
void __iomem *io; //用ioremap映射的io虚拟地址
void __iomem *irq_base; //中断控制器寄存器对应的虚拟地址
enum s3c_drv_type drv_type;
struct s3c2410fb_hw regs;
unsigned long clk_rate;
unsigned int palette_ready;
#ifdef CONFIG_CPU_FREQ
struct notifier_block freq_transition;
#endif
/* keep these registers in case we need to re-write palette */
u32 palette_buffer[256];
u32 pseudo_pal[16];
};
这个结构是和硬件相关的，包括寄存器的物理地址，虚拟地址和调色板的一些信息。这个结构也是在s3c24xxfb_probe中分配并初始化。
2. static struct fb_ops 结构
在mini2440lcd驱动中，fb_ops的初始化代码如下：
[cpp]
view plaincopy
static struct fb_ops s3c2410fb_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.fb_check_var = s3c2410fb_check_var,
.fb_set_par = s3c2410fb_set_par,
.fb_blank = s3c2410fb_blank,
.fb_setcolreg = s3c2410fb_setcolreg,
.fb_fillrect = cfb_fillrect,
.fb_copyarea = cfb_copyarea,
.fb_imageblit = cfb_imageblit,
};
这些函数是驱动程序必须实现的，他们实现的功能对应frambuffer核心的Ioctl系统调用，当应用程序调用ioctl系统调用的时候，他们会被直接或间接的调用。其中：
s3c2410fb_check_var 和s3c2410fb_set_par会由fb_set_var调用，对应Ioctl的FBIOPUT_VSCREENINFO命令
s3c2410fb_blank ，对应ioctl的FBIOBLANK命令，其他几个函数也是类似。
3. struct s3c2410fb_mach_info 结构
[cpp]
view plaincopy
struct s3c2410fb_mach_info {
struct s3c2410fb_display *displays; /* attached diplays info */
unsigned num_displays; /* number of defined displays */
unsigned default_display;
/* GPIOs */
unsigned long gpcup;
unsigned long gpcup_mask;
unsigned long gpccon;
unsigned long gpccon_mask;
unsigned long gpdup;
unsigned long gpdup_mask;
unsigned long gpdcon;
unsigned long gpdcon_mask;
/* lpc3600 control register */
unsigned long lpcsel;
};
这个结构包括一个s3c2410fb_display结构体，其他的域是GPIO寄存器的信息。mini2440lcd驱动中定义并初始化了这样一个结构体：
[cpp]
view plaincopy
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,
};
这里初始化了结构中的所有成员，s3c2410fb_display结构初始化成mini2440_lcd_cfg，这个结构的初始化是在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c这个文件中。这里设置了s3c2440 lcd控制器对应的GPIO寄存器的初始值，在s3c2410fb_init_registers函数中将这些值写到相应的寄存器中。
4. s3c2410fb_display 结构
[cpp]
view plaincopy
struct s3c2410fb_display {
/* LCD type */
unsigned type;
/* Screen size */
unsigned short width;
unsigned short height;
/* Screen info */
unsigned short xres;
unsigned short yres;
unsigned short bpp;
unsigned pixclock; /* pixclock in picoseconds */
unsigned short left_margin; /* value in pixels (TFT) or HCLKs (STN) */
unsigned short right_margin; /* value in pixels (TFT) or HCLKs (STN) */
unsigned short hsync_len; /* value in pixels (TFT) or HCLKs (STN) */
unsigned short upper_margin; /* value in lines (TFT) or 0 (STN) */
unsigned short lower_margin; /* value in lines (TFT) or 0 (STN) */
unsigned short vsync_len; /* value in lines (TFT) or 0 (STN) */
/* lcd configuration registers */
unsigned long lcdcon5;
};
这个结构体非常重要，他包括了一个lcd显示的所有必须的配置信息。程序就是用这个结构体初始化fb_info结构中的fb_var_screeninfo相关成员的。最后这些值都会写进lcd控制器的相应寄存器中。如上分析，这个结构在mini2440lcd驱动中被初始化成了mini2440_lcd_cfg，他定义在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c，如下所示：
[cpp]
view plaincopy
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,
};
二. 模块初始化
1.s3c2410fb.c是内核的一个模块，在模块初始化函数中只是简单的调用了platform_driver_register把自己注册成为platform驱动。初始化函数如下：
[cpp]
view plaincopy
int __init s3c2410fb_init(void)
{
int ret = platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
if (ret == 0)
ret = platform_driver_register(&s3c2412fb_driver);
return ret;
}
platform_driver_register是platform类型驱动的注册函数，他传入一个platform_driver结构体。mini2440lcd驱动初始化了这样一个结构体。如下：
[cpp]
view plaincopy
static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {
.probe = s3c2410fb_probe,
.remove = s3c2410fb_remove,
.suspend = s3c2410fb_suspend,
.resume = s3c2410fb_resume,
.driver = {
.name = "s3c2410-lcd",
.owner = THIS_MODULE,
},
};
可以看出这里初始化了相应的函数，以及设备名称和拥有模块。其中 name="s3c2410-lcd"这个很重要，他是platform核心寻找相应platform设备的的依据。初始化的各个函数都需要lcd驱动程序编写。
三. linux设备模型相关函数
1. 对应上面的platform_driver初始化用的函数：
s3c2410fb_probe
s3c2410fb_remove
s3c2410fb_suspend,
s3c2410fb_resume,
其中s3c2410fb_probe函数是调用platform_driver_register时，由platform_bus的match函数找到合适的lcd设备成功后调用的函数，完成初始化工作。下面重点分析这个函数。
2. s3c2410fb_probe 函数分析
这个函数只有一条语句就是调用s3c24xxfb_probe，下面是s3c24xxfb_probe函数，这个是lcd驱动最关键的函数。
[cpp]
view plaincopy
static int __init s3c24xxfb_probe(struct platform_device *pdev,
enum s3c_drv_type drv_type)
{
struct s3c2410fb_info *info;
struct s3c2410fb_display *display;
struct fb_info *fbinfo;
struct s3c2410fb_mach_info *mach_info;
struct resource *res;
int ret;
int irq;
int i;
int size;
u32 lcdcon1;
mach_info = pdev->dev.platform_data;
//在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c的mini2440_machine_init函数中，调用s3c24xx_fb_set_platdata(&mini2440_fb_info)
//将mini2440_fb_info赋值给pdev->dev.paltform_data,所以这里得到的是mini2440_fb_info
if (mach_info == NULL) {
dev_err(&pdev->dev,
"no platform data for lcd, cannot attach\n");
return -EINVAL;
}
if (mach_info->default_display >= mach_info->num_displays) {
dev_err(&pdev->dev, "default is %d but only %d displays\n",
mach_info->default_display, mach_info->num_displays);
return -EINVAL;
}
display = mach_info->displays + mach_info->default_display;
//mach_info->displays = 0,mach_info->default_display = mini2440_lcd_cfg
//所以display = mini2440_lcd_cfg
irq = platform_get_irq(pdev, 0);
//pdev是platfoem_device结构，这个函数是从platform_device占用的资源里取出irq号
if (irq < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "no irq for device\n");
return -ENOENT;
}
fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev);
//framebuffer_alloc所做的事就是分配一个fb_info结构体，因为这个结构体最后有个通用指针*par,这个是设备自定义结构，在这里是s3c24fb_info
//所以分配内存的时候在fb_info结构的大小基础上必须加上s3c2410fb_info结构的大小，这样才是这里的fb_info真正的大小
if (!fbinfo)
return -ENOMEM;
platform_set_drvdata(pdev, fbinfo);
info = fbinfo->par; //将info(s3c2410fb_info结构)指向新分配的fbinfo的par位置
info->dev = &pdev->dev;
info->drv_type = drv_type;
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
//得到lcd控制器io内存的物理地址
if (res == NULL) {
dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory registers\n");
ret = -ENXIO;
goto dealloc_fb;
}
size = (res->end - res->start) + 1;
info->mem = request_mem_region(res->start, size, pdev->name);
//向内核请求所用的io内存，这里主要防止其他模块竞争，如果其他模块占用这块内存,函数就会返回NULL
if (info->mem == NULL) {
dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory region\n");
ret = -ENOENT;
goto dealloc_fb;
}
info->io = ioremap(res->start, size);
//将物理内存映射成虚拟地址，以供内核使用
if (info->io == NULL) {
dev_err(&pdev->dev, "ioremap() of registers failed\n");
ret = -ENXIO;
goto release_mem;
}
info->irq_base = info->io + ((drv_type == DRV_S3C2412) ? S3C2412_LCDINTBASE : S3C2410_LCDINTBASE);
// irq_base是lcd中断控制器寄存器对应的虚拟地址
dprintk("devinit\n");
strcpy(fbinfo->fix.id, driver_name);
/* Stop the video */
lcdcon1 = readl(info->io + S3C2410_LCDCON1);
writel(lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID, info->io + S3C2410_LCDCON1);
fbinfo->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
fbinfo->fix.type_aux = 0;
fbinfo->fix.xpanstep = 0;
fbinfo->fix.ypanstep = 0;
fbinfo->fix.ywrapstep = 0;
fbinfo->fix.accel = FB_ACCEL_NONE;
//以上初始化fb_fix_screeninfo结构
fbinfo->var.nonstd = 0;
fbinfo->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;
fbinfo->var.accel_flags = 0;
fbinfo->var.vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED;
//以上初始化fb_var_screeninfo结构
fbinfo->fbops = &s3c2410fb_ops;
// 这里将我们实现的函数与frambuffer核心的操作联系上
fbinfo->flags = FBINFO_FLAG_DEFAULT;
fbinfo->pseudo_palette = &info->pseudo_pal;
for (i = 0; i < 256; i++)
info->palette_buffer[i] = PALETTE_BUFF_CLEAR;
ret = request_irq(irq, s3c2410fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, info);
//注册中断处理函数，一般的lcd操作基本不需要中断
if (ret) {
dev_err(&pdev->dev, "cannot get irq %d - err %d\n", irq, ret);
ret = -EBUSY;
goto release_regs;
}
info->clk = clk_get(NULL, "lcd");
if (!info->clk || IS_ERR(info->clk)) {
printk(KERN_ERR "failed to get lcd clock source\n");
ret = -ENOENT;
goto release_irq;
}
clk_enable(info->clk);
//以上操作使能lcd时钟
dprintk("got and enabled clock\n");
msleep(1);
info->clk_rate = clk_get_rate(info->clk);
/* find maximum required memory size for display */
for (i = 0; i < mach_info->num_displays; i++) {
unsigned long smem_len = mach_info->displays[i].xres; // = 240
smem_len *= mach_info->displays[i].yres; // = 320
smem_len *= mach_info->displays[i].bpp; // = 16
smem_len >>= 3; //将位的个数转换成字节个数
if (fbinfo->fix.smem_len < smem_len)
fbinfo->fix.smem_len = smem_len;
}
/* Initialize video memory */
ret = s3c2410fb_map_video_memory(fbinfo);
//这个函数主要功能就是分配一块内存，大小为上面计算的smem_len，并且将分配的内存的物理地址赋值给fbinfo->fix.smem_start
//将虚拟地址赋值给fbinfo->screen_base
if (ret) {
printk(KERN_ERR "Failed to allocate video RAM: %d\n", ret);
ret = -ENOMEM;
goto release_clock;
}
dprintk("got video memory\n");
fbinfo->var.xres = display->xres;
fbinfo->var.yres = display->yres;
fbinfo->var.bits_per_pixel = display->bpp;
//这三个初始化很重要，对于下面的s3c2410fb_check_var尤其重要
s3c2410fb_init_registers(fbinfo);
//初始化lcd控制器的GPIO接口控制寄存器
s3c2410fb_check_var(&fbinfo->var, fbinfo);
//这个函数根据fbinfo->var的xres，yres和bits_per_pixel选择相应的s3c2410fb_display结构，并将这个结构的各个域的值赋值给
//fbinfo->var的相应成员。因为mini2440lcd驱动只有一个s3c2410fb_display结构就是mini2440_lcd_cfg，所以赋值的就是mini2440_lcd_cfg
ret = s3c2410fb_cpufreq_register(info);
if (ret < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "Failed to register cpufreq\n");
goto free_video_memory;
}
ret = register_framebuffer(fbinfo);
//将fbinfo结构注册到frambuffer核心
if (ret < 0) {
printk(KERN_ERR "Failed to register framebuffer device: %d\n",
ret);
goto free_cpufreq;
}
/* create device files */
ret = device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_debug);
if (ret) {
printk(KERN_ERR "failed to add debug attribute\n");
}
printk(KERN_INFO "fb%d: %s frame buffer device\n",
fbinfo->node, fbinfo->fix.id);
return 0;
free_cpufreq:
s3c2410fb_cpufreq_deregister(info);
free_video_memory:
s3c2410fb_unmap_video_memory(fbinfo);
release_clock:
clk_disable(info->clk);
clk_put(info->clk);
release_irq:
free_irq(irq, info);
release_regs:
iounmap(info->io);
release_mem:
release_resource(info->mem);
kfree(info->mem);
dealloc_fb:
platform_set_drvdata(pdev, NULL);
framebuffer_release(fbinfo);
return ret;
}
从上面分析可以看出，这个函数主要做了下面几件事：
（1） 从platform_device中获得s3c2410fb_mach_info结构体赋值给mach_info。这就得到了lcd控制器的所有初始配置。
（2） 从mach_info中获得s3c2410fb_display结构体赋值给display。这样就得到了显示相关的初始配置。
（3） 分配一个fb_info结构体fbinfo和一个s3c2410fb_info结构体info,并且将info指向fbinfo->par
（4） 由pdev中所用的资源初始化info结构，主要初始化io内存，并映射虚拟地址。
（5） 关闭lcd显示
（6） 初始化fbinfo->fix，fbinfo->var 的部分域（不依赖配置信息的部分）
（7） 初始化fbinfo->fbops为s3c2410fb_ops
（8） 注册中断处理程序s3c2410fb_irq
（9） 使能lcd时钟
（10）为lcd设备分配显存，显存开始地址赋值给fbinfo->screen_base
（11）初始化lcd控制器的io接口控制寄存器
（12）用display中的值初始化fbinfo->var中相应的值（与显示配置相关的部分）
（13）将fbinfo结构注册到frambuffer核心
四. frambuffer驱动模型fb_ops各函数的实现
由s3c2410fb_ops结构可以看出，mini2440lcd驱动主要实现了下面几个函数：
s3c2410fb_check_var
s3c2410fb_set_par
s3c2410fb_blank
s3c2410fb_setcolreg
cfb_fillrect
cfb_copyarea
cfb_imageblit
其中最重要的是s3c2410fb_set_par，这个函数根据fbinfo的值初始化了底层的lcd控制器，重点分析这个函数。他由fb_set_var调用，对应则frambufer核心ioctl中的FBIOPUT_VSCREENINFO命令。其他的函数也是为了完成lcd的相关功能而编写的，与具体实现的功能有关。s3c2410fb_set_par函数定义如下:
[cpp]
view plaincopy
static int s3c2410fb_set_par(struct fb_info *info)
{
struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
switch (var->bits_per_pixel) {
case 32:
case 16:
case 12:
info->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
break;
case 1:
info->fix.visual = FB_VISUAL_MONO01;
break;
default:
info->fix.visual = FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
break;
}
info->fix.line_length = (var->xres_virtual * var->bits_per_pixel) / 8;
/* activate this new configuration */
s3c2410fb_activate_var(info);
return 0;
}
可以看出，这个函数除了根据fbinfo的像素位来赋值fix.visual外，主要是调用了s3c2410fb_activate_var函数：
[cpp]
view plaincopy
static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)
{
struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
void __iomem *regs = fbi->io;
int type = fbi->regs.lcdcon1 & S3C2410_LCDCON1_TFT;
struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
int clkdiv;
clkdiv = DIV_ROUND_UP(s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock), 2);
dprintk("%s: var->xres = %d\n", __func__, var->xres);
dprintk("%s: var->yres = %d\n", __func__, var->yres);
dprintk("%s: var->bpp = %d\n", __func__, var->bits_per_pixel);
if (type == S3C2410_LCDCON1_TFT) {
//判断lcd型号，我们的lcd是TFT型lcd，所以下面语句执行
s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs(info, &fbi->regs);
//这个函数主要的功能就是将info中的lcd配置相关的值赋值给s3c2410fb_info结构的regs成员
//这个regs是一个s3c2410fb_hw结构，这个结构就是定义了5个lcd控制寄存器lcdcon1~5
--clkdiv;
if (clkdiv < 0)
clkdiv = 0;
} else {
//如果是STN型的lcd，那么执行下面的函数。因为s3c2440的lcd控制器由有几个专门用于控制STN型lcd的寄存器，所以要单独设置
s3c2410fb_calculate_stn_lcd_regs(info, &fbi->regs);
if (clkdiv < 2)
clkdiv = 2;
}
fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);
/* write new registers */
dprintk("new register set:\n");
dprintk("lcdcon[1] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon1);
dprintk("lcdcon[2] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon2);
dprintk("lcdcon[3] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon3);
dprintk("lcdcon[4] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon4);
dprintk("lcdcon[5] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon5);
writel(fbi->regs.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID,
regs + S3C2410_LCDCON1);
writel(fbi->regs.lcdcon2, regs + S3C2410_LCDCON2);
writel(fbi->regs.lcdcon3, regs + S3C2410_LCDCON3);
writel(fbi->regs.lcdcon4, regs + S3C2410_LCDCON4);
writel(fbi->regs.lcdcon5, regs + S3C2410_LCDCON5);
//将配置值写入五个寄存器
/* set lcd address pointers */
s3c2410fb_set_lcdaddr(info);
//设置显存地址寄存器，设置为我们分配的那块内存，设置之后，lcd控制器就会在这块内存取数据送往lcd显示
fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
//打开视频显示，这样lcd就可以正确显示了
writel(fbi->regs.lcdcon1, regs + S3C2410_LCDCON1);
}
五. 总结
mini2440lcd驱动分别涉及到了platform和frambuffer核心，利用这两个核心实现其功能。刚开始分析这个驱动的时候，总是感觉很乱没有重点。我想这个主要是和自己对frambuffer和lcd显示还不熟悉的原因。看了几天过后才逐渐有点眉目。最让人迷惑的就是如何设置lcd控制器的寄存器问题。我以前认为这个应该在probe函数中设置，一般来说这个函数检测设备状态，初始化设备，然后设备就绪，应用程序就可以操作了。但是在s3c2410fb_probe中只是设置了相关的GPIO接口寄存器，根本没有设置lcd控制寄存器。后来发现是在s3c2410fb_set_par函数中设置的。这个函数对应用户空间ioctl的FBIOPUT_VSCREENINFO。也就是说应用程序必须调用ioctl（fd，FBIOPUT_VSCREENINFO，struct
fb_var_screeninfo *var）才能设置正确的lcd状态，但是这个命令有一个参数是fb_var_screeninfo结构，也就意味这应用程序必须填充这样一个结构，才可以调用ioctl。这样一来内核初始化的默认配置信息就没用了。唯一的办法是先调用ioctl（fd，FBIOGET_VSCREENINFO，struct fb_var_screeninfo *var）获得这个结构，然后修改之后在调用ioctl（fd，FBIOPUT_VSCREENINFO，struct fb_var_screeninfo
*var）将修改的值写入。我在MiniGUI的源码中验证了这个推论，在MiniGUI的fbcon图形引擎中的FB_SetVideoMode函数中，有如下的调用
[cpp]
view plaincopy
if ( ioctl(console_fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo) < 0 ) {
GAL_SetError("NEWGAL>FBCON: Couldn't get console pixel format\n");
FB_VideoQuit(this);
return(-1);
}
然后就是设置finfo中需要改变的值，最后有下面的代码来设置lcd控制寄存器器
[cpp]
view plaincopy
if ( ioctl(console_fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vinfo) < 0 ) {
vinfo.yres_virtual = height;
if ( ioctl(console_fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vinfo) < 0 ) {
GAL_SetError("NEWGAL>FBCON: Couldn't set console screen info");
return(NULL);
}
}
关于lcd驱动还有好多知识要学，比如mmap操作。mmap是一般lcd应用程序运行的模式，他将显存映射到用户空间，提高系统的性能。
mini2440集成了lcd控制器的接口，板子上接的lcd硬件是统宝240*320，TFT型lcd。lcd驱动对应的文件为s3c2410fb.c。要读懂这个驱动必须了解linux platform子系统的知识。因为这个驱动是以platform驱动的形式注册到内核。而且还需要frambuffer驱动的知识，因为这个驱动还是frambuffer接口的。lcd驱动在模块初始化的时候，调用platform注册函数将自己注册到内核，利用linux设备模型核心的机制调用platform_bus总线的match函数找到相应的设备，然后由linux设备模型核心调用s3c2410fb.c中的s3c2410fb_probe
，进行硬件相关初始化，并初始化frambuffer结构。然后注册到frambuffer核心。lcd的功能实现通过frambuffer核心来完成。s3c2410fb.c的功能实现都是配合frambuffer核心的。下面详细分析lcd驱动的实现。
程序基本结构
1.模块初始化-->向platform核心注册自己
2.实现linux设备模型必须的probe函数-->向frambuffer核心注册自己（最重要）
resume函数-->系统在由挂起恢复的时候调用
suspand-->系统在挂起的时候调用
remove--> 驱动程序注销自己的时候调用
3.frambuffer驱动模型fb_ops各函数的实现-->实现fb驱动的ioctl命令需要的函数
4.其他函数-->由2.3.中的函数调用，帮助其实现功能。
一. 相关数据结构
1. struct fb_info 结构
[cpp]
view plaincopy
struct fb_info {
int node;
int flags;
struct mutex lock; /* Lock for open/release/ioctl funcs */
struct mutex mm_lock; /* Lock for fb_mmap and smem_* fields */
struct fb_var_screeninfo var; /* Current var */
struct fb_fix_screeninfo fix; /* Current fix */
struct fb_monspecs monspecs; /* Current Monitor specs */
struct work_struct queue; /* Framebuffer event queue */
struct fb_pixmap pixmap; /* Image hardware mapper */
struct fb_pixmap sprite; /* Cursor hardware mapper */
struct fb_cmap cmap; /* Current cmap */
struct list_head modelist; /* mode list */
struct fb_videomode *mode; /* current mode */
#ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT
/* assigned backlight device */
/* set before framebuffer registration,
remove after unregister */
struct backlight_device *bl_dev;
/* Backlight level curve */
struct mutex bl_curve_mutex;
u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];
#endif
#ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO
struct delayed_work deferred_work;
struct fb_deferred_io *fbdefio;
#endif
struct fb_ops *fbops;
struct device *device; /* This is the parent */
struct device *dev; /* This is this fb device */
int class_flag; /* private sysfs flags */
#ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
struct fb_tile_ops *tileops; /* Tile Blitting */
#endif
char __iomem *screen_base; /* Virtual address */
unsigned long screen_size; /* Amount of ioremapped VRAM or 0 */
void *pseudo_palette; /* Fake palette of 16 colors */
#define FBINFO_STATE_RUNNING 0
#define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1
u32 state; /* Hardware state i.e suspend */
void *fbcon_par; /* fbcon use-only private area */
/* From here on everything is device dependent */
void *par;
/* we need the PCI or similiar aperture base/size not
smem_start/size as smem_start may just be an object
allocated inside the aperture so may not actually overlap */
resource_size_t aperture_base;
resource_size_t aperture_size;
};
这个结构是frambuffer驱动的基本数据结构，里面包含了帧缓存设备的所有信息，每一个注册成frambuffer接口的设备都应该声明并初始化这样一个结构。register_framebuffer 函数的参数就是这样一个结构，fb_info在mini2440lcd驱动中是在s3c24xxfb_probe函数中分配并初始化的。其中struct fb_var_screeninfo结构包含了lcd显示中可以改变的信息，结构如下：
[cpp]
view plaincopy
struct fb_var_screeninfo {
__
19957
u32 xres; /* 视口水平分辨率 */
__u32 yres;
__u32 xres_virtual; /* 虚拟屏幕水平分辨率 */
__u32 yres_virtual;
__u32 xoffset; /* 视口与虚拟屏幕水平分辨率偏移 */
__u32 yoffset;
__u32 bits_per_pixel; /* 像素的位数 */
__u32 grayscale; /* 灰度标志，如果为1代表是灰度 */
struct fb_bitfield red; /* 如果是真彩色，这个是颜色位，如果不是那么只有结构的大小重要，其他表示的信息无关紧要 */
struct fb_bitfield green;
struct fb_bitfield blue;
struct fb_bitfield transp; /* 透明度 */
__u32 nonstd; /* 非标准颜色表示标志位 */
__u32 activate; /* 参照 FB_ACTIVATE_* */
__u32 height; /* 在内存地址空间的长度 */
__u32 width; /* 在内存地址空间的宽度 */
__u32 accel_flags; /* (不用了) 参照 fb_info.flags */
/* 时序: 以下所有的值单位都是pixclock, 当然除了pixclock */
__u32 pixclock; /* 每秒像素值 */
__u32 left_margin; /* 从sync信号到显示真正的像素的时钟个数 */
__u32 right_margin; /* 从真正显示像素到sync信号的时钟个数 */
__u32 upper_margin; /* 上面两个是针对列像素的，这个针对行的 */
__u32 lower_margin;
__u32 hsync_len; /* 水平sync信号的长度 */
__u32 vsync_len; /* 垂直sync信号的长度 */
__u32 sync; /* 参照 FB_SYNC_* */
__u32 vmode; /* 参照 FB_VMODE_* */
__u32 rotate; /* angle we rotate counter clockwise */
__u32 reserved[5]; /* 保留 */
};
fb_fix_screeninfo包含了lcd显示中不可改变的信息，结构如下：
[cpp]
view plaincopy
struct fb_fix_screeninfo {
char id[16]; /* 身份表示符，例如 "TT Builtin" */
unsigned long smem_start; /* frame buffer内存的开始地址 */
/* (物理地址) */
__u32 smem_len; /* frame buffer内存地址的长度 */
__u32 type; /* 参照 FB_TYPE_* */
__u32 type_aux; /* Interleave for interleaved Planes */
__u32 visual; /* 参照 FB_VISUAL_* */
__u16 xpanstep; /* zero if no hardware panning */
__u16 ypanstep; /* zero if no hardware panning */
__u16 ywrapstep; /* zero if no hardware ywrap */
__u32 line_length; /* 每行的长度，单位字节 */
unsigned long mmio_start; /* I/O 内存的开始地址 */
/* (物理地址) */
__u32 mmio_len; /* I/O内存的长度 */
__u32 accel; /* 对驱动程序的标示：是哪个设备*/
__u16 reserved[3]; /* 保留 */
};
其中倒数第三个成员par是设备自定义数据结构。在mini2440lcd驱动中为s3c2410fb_info，结构如下：
[cpp]
view plaincopy
struct s3c2410fb_info {
struct device *dev;
struct clk *clk;
struct resource *mem; //io内存物理地址也就是寄存器的地址
void __iomem *io; //用ioremap映射的io虚拟地址
void __iomem *irq_base; //中断控制器寄存器对应的虚拟地址
enum s3c_drv_type drv_type;
struct s3c2410fb_hw regs;
unsigned long clk_rate;
unsigned int palette_ready;
#ifdef CONFIG_CPU_FREQ
struct notifier_block freq_transition;
#endif
/* keep these registers in case we need to re-write palette */
u32 palette_buffer[256];
u32 pseudo_pal[16];
};
这个结构是和硬件相关的，包括寄存器的物理地址，虚拟地址和调色板的一些信息。这个结构也是在s3c24xxfb_probe中分配并初始化。
2. static struct fb_ops 结构
在mini2440lcd驱动中，fb_ops的初始化代码如下：
[cpp]
view plaincopy
static struct fb_ops s3c2410fb_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.fb_check_var = s3c2410fb_check_var,
.fb_set_par = s3c2410fb_set_par,
.fb_blank = s3c2410fb_blank,
.fb_setcolreg = s3c2410fb_setcolreg,
.fb_fillrect = cfb_fillrect,
.fb_copyarea = cfb_copyarea,
.fb_imageblit = cfb_imageblit,
};
这些函数是驱动程序必须实现的，他们实现的功能对应frambuffer核心的Ioctl系统调用，当应用程序调用ioctl系统调用的时候，他们会被直接或间接的调用。其中：
s3c2410fb_check_var 和s3c2410fb_set_par会由fb_set_var调用，对应Ioctl的FBIOPUT_VSCREENINFO命令
s3c2410fb_blank ，对应ioctl的FBIOBLANK命令，其他几个函数也是类似。
3. struct s3c2410fb_mach_info 结构
[cpp]
view plaincopy
struct s3c2410fb_mach_info {
struct s3c2410fb_display *displays; /* attached diplays info */
unsigned num_displays; /* number of defined displays */
unsigned default_display;
/* GPIOs */
unsigned long gpcup;
unsigned long gpcup_mask;
unsigned long gpccon;
unsigned long gpccon_mask;
unsigned long gpdup;
unsigned long gpdup_mask;
unsigned long gpdcon;
unsigned long gpdcon_mask;
/* lpc3600 control register */
unsigned long lpcsel;
};
这个结构包括一个s3c2410fb_display结构体，其他的域是GPIO寄存器的信息。mini2440lcd驱动中定义并初始化了这样一个结构体：
[cpp]
view plaincopy
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,
};
这里初始化了结构中的所有成员，s3c2410fb_display结构初始化成mini2440_lcd_cfg，这个结构的初始化是在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c这个文件中。这里设置了s3c2440 lcd控制器对应的GPIO寄存器的初始值，在s3c2410fb_init_registers函数中将这些值写到相应的寄存器中。
4. s3c2410fb_display 结构
[cpp]
view plaincopy
struct s3c2410fb_display {
/* LCD type */
unsigned type;
/* Screen size */
unsigned short width;
unsigned short height;
/* Screen info */
unsigned short xres;
unsigned short yres;
unsigned short bpp;
unsigned pixclock; /* pixclock in picoseconds */
unsigned short left_margin; /* value in pixels (TFT) or HCLKs (STN) */
unsigned short right_margin; /* value in pixels (TFT) or HCLKs (STN) */
unsigned short hsync_len; /* value in pixels (TFT) or HCLKs (STN) */
unsigned short upper_margin; /* value in lines (TFT) or 0 (STN) */
unsigned short lower_margin; /* value in lines (TFT) or 0 (STN) */
unsigned short vsync_len; /* value in lines (TFT) or 0 (STN) */
/* lcd configuration registers */
unsigned long lcdcon5;
};
这个结构体非常重要，他包括了一个lcd显示的所有必须的配置信息。程序就是用这个结构体初始化fb_info结构中的fb_var_screeninfo相关成员的。最后这些值都会写进lcd控制器的相应寄存器中。如上分析，这个结构在mini2440lcd驱动中被初始化成了mini2440_lcd_cfg，他定义在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c，如下所示：
[cpp]
view plaincopy
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,
};
二. 模块初始化
1.s3c2410fb.c是内核的一个模块，在模块初始化函数中只是简单的调用了platform_driver_register把自己注册成为platform驱动。初始化函数如下：
[cpp]
view plaincopy
int __init s3c2410fb_init(void)
{
int ret = platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
if (ret == 0)
ret = platform_driver_register(&s3c2412fb_driver);
return ret;
}
platform_driver_register是platform类型驱动的注册函数，他传入一个platform_driver结构体。mini2440lcd驱动初始化了这样一个结构体。如下：
[cpp]
view plaincopy
static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {
.probe = s3c2410fb_probe,
.remove = s3c2410fb_remove,
.suspend = s3c2410fb_suspend,
.resume = s3c2410fb_resume,
.driver = {
.name = "s3c2410-lcd",
.owner = THIS_MODULE,
},
};
可以看出这里初始化了相应的函数，以及设备名称和拥有模块。其中 name="s3c2410-lcd"这个很重要，他是platform核心寻找相应platform设备的的依据。初始化的各个函数都需要lcd驱动程序编写。
三. linux设备模型相关函数
1. 对应上面的platform_driver初始化用的函数：
s3c2410fb_probe
s3c2410fb_remove
s3c2410fb_suspend,
s3c2410fb_resume,
其中s3c2410fb_probe函数是调用platform_driver_register时，由platform_bus的match函数找到合适的lcd设备成功后调用的函数，完成初始化工作。下面重点分析这个函数。
2. s3c2410fb_probe 函数分析
这个函数只有一条语句就是调用s3c24xxfb_probe，下面是s3c24xxfb_probe函数，这个是lcd驱动最关键的函数。
[cpp]
view plaincopy
static int __init s3c24xxfb_probe(struct platform_device *pdev,
enum s3c_drv_type drv_type)
{
struct s3c2410fb_info *info;
struct s3c2410fb_display *display;
struct fb_info *fbinfo;
struct s3c2410fb_mach_info *mach_info;
struct resource *res;
int ret;
int irq;
int i;
int size;
u32 lcdcon1;
mach_info = pdev->dev.platform_data;
//在/arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c的mini2440_machine_init函数中，调用s3c24xx_fb_set_platdata(&mini2440_fb_info)
//将mini2440_fb_info赋值给pdev->dev.paltform_data,所以这里得到的是mini2440_fb_info
if (mach_info == NULL) {
dev_err(&pdev->dev,
"no platform data for lcd, cannot attach\n");
return -EINVAL;
}
if (mach_info->default_display >= mach_info->num_displays) {
dev_err(&pdev->dev, "default is %d but only %d displays\n",
mach_info->default_display, mach_info->num_displays);
return -EINVAL;
}
display = mach_info->displays + mach_info->default_display;
//mach_info->displays = 0,mach_info->default_display = mini2440_lcd_cfg
//所以display = mini2440_lcd_cfg
irq = platform_get_irq(pdev, 0);
//pdev是platfoem_device结构，这个函数是从platform_device占用的资源里取出irq号
if (irq < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "no irq for device\n");
return -ENOENT;
}
fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev);
//framebuffer_alloc所做的事就是分配一个fb_info结构体，因为这个结构体最后有个通用指针*par,这个是设备自定义结构，在这里是s3c24fb_info
//所以分配内存的时候在fb_info结构的大小基础上必须加上s3c2410fb_info结构的大小，这样才是这里的fb_info真正的大小
if (!fbinfo)
return -ENOMEM;
platform_set_drvdata(pdev, fbinfo);
info = fbinfo->par; //将info(s3c2410fb_info结构)指向新分配的fbinfo的par位置
info->dev = &pdev->dev;
info->drv_type = drv_type;
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
//得到lcd控制器io内存的物理地址
if (res == NULL) {
dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory registers\n");
ret = -ENXIO;
goto dealloc_fb;
}
size = (res->end - res->start) + 1;
info->mem = request_mem_region(res->start, size, pdev->name);
//向内核请求所用的io内存，这里主要防止其他模块竞争，如果其他模块占用这块内存,函数就会返回NULL
if (info->mem == NULL) {
dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory region\n");
ret = -ENOENT;
goto dealloc_fb;
}
info->io = ioremap(res->start, size);
//将物理内存映射成虚拟地址，以供内核使用
if (info->io == NULL) {
dev_err(&pdev->dev, "ioremap() of registers failed\n");
ret = -ENXIO;
goto release_mem;
}
info->irq_base = info->io + ((drv_type == DRV_S3C2412) ? S3C2412_LCDINTBASE : S3C2410_LCDINTBASE);
// irq_base是lcd中断控制器寄存器对应的虚拟地址
dprintk("devinit\n");
strcpy(fbinfo->fix.id, driver_name);
/* Stop the video */
lcdcon1 = readl(info->io + S3C2410_LCDCON1);
writel(lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID, info->io + S3C2410_LCDCON1);
fbinfo->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
fbinfo->fix.type_aux = 0;
fbinfo->fix.xpanstep = 0;
fbinfo->fix.ypanstep = 0;
fbinfo->fix.ywrapstep = 0;
fbinfo->fix.accel = FB_ACCEL_NONE;
//以上初始化fb_fix_screeninfo结构
fbinfo->var.nonstd = 0;
fbinfo->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;
fbinfo->var.accel_flags = 0;
fbinfo->var.vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED;
//以上初始化fb_var_screeninfo结构
fbinfo->fbops = &s3c2410fb_ops;
// 这里将我们实现的函数与frambuffer核心的操作联系上
fbinfo->flags = FBINFO_FLAG_DEFAULT;
fbinfo->pseudo_palette = &info->pseudo_pal;
for (i = 0; i < 256; i++)
info->palette_buffer[i] = PALETTE_BUFF_CLEAR;
ret = request_irq(irq, s3c2410fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, info);
//注册中断处理函数，一般的lcd操作基本不需要中断
if (ret) {
dev_err(&pdev->dev, "cannot get irq %d - err %d\n", irq, ret);
ret = -EBUSY;
goto release_regs;
}
info->clk = clk_get(NULL, "lcd");
if (!info->clk || IS_ERR(info->clk)) {
printk(KERN_ERR "failed to get lcd clock source\n");
ret = -ENOENT;
goto release_irq;
}
clk_enable(info->clk);
//以上操作使能lcd时钟
dprintk("got and enabled clock\n");
msleep(1);
info->clk_rate = clk_get_rate(info->clk);
/* find maximum required memory size for display */
for (i = 0; i < mach_info->num_displays; i++) {
unsigned long smem_len = mach_info->displays[i].xres; // = 240
smem_len *= mach_info->displays[i].yres; // = 320
smem_len *= mach_info->displays[i].bpp; // = 16
smem_len >>= 3; //将位的个数转换成字节个数
if (fbinfo->fix.smem_len < smem_len)
fbinfo->fix.smem_len = smem_len;
}
/* Initialize video memory */
ret = s3c2410fb_map_video_memory(fbinfo);
//这个函数主要功能就是分配一块内存，大小为上面计算的smem_len，并且将分配的内存的物理地址赋值给fbinfo->fix.smem_start
//将虚拟地址赋值给fbinfo->screen_base
if (ret) {
printk(KERN_ERR "Failed to allocate video RAM: %d\n", ret);
ret = -ENOMEM;
goto release_clock;
}
dprintk("got video memory\n");
fbinfo->var.xres = display->xres;
fbinfo->var.yres = display->yres;
fbinfo->var.bits_per_pixel = display->bpp;
//这三个初始化很重要，对于下面的s3c2410fb_check_var尤其重要
s3c2410fb_init_registers(fbinfo);
//初始化lcd控制器的GPIO接口控制寄存器
s3c2410fb_check_var(&fbinfo->var, fbinfo);
//这个函数根据fbinfo->var的xres，yres和bits_per_pixel选择相应的s3c2410fb_display结构，并将这个结构的各个域的值赋值给
//fbinfo->var的相应成员。因为mini2440lcd驱动只有一个s3c2410fb_display结构就是mini2440_lcd_cfg，所以赋值的就是mini2440_lcd_cfg
ret = s3c2410fb_cpufreq_register(info);
if (ret < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "Failed to register cpufreq\n");
goto free_video_memory;
}
ret = register_framebuffer(fbinfo);
//将fbinfo结构注册到frambuffer核心
if (ret < 0) {
printk(KERN_ERR "Failed to register framebuffer device: %d\n",
ret);
goto free_cpufreq;
}
/* create device files */
ret = device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_debug);
if (ret) {
printk(KERN_ERR "failed to add debug attribute\n");
}
printk(KERN_INFO "fb%d: %s frame buffer device\n",
fbinfo->node, fbinfo->fix.id);
return 0;
free_cpufreq:
s3c2410fb_cpufreq_deregister(info);
free_video_memory:
s3c2410fb_unmap_video_memory(fbinfo);
release_clock:
clk_disable(info->clk);
clk_put(info->clk);
release_irq:
free_irq(irq, info);
release_regs:
iounmap(info->io);
release_mem:
release_resource(info->mem);
kfree(info->mem);
dealloc_fb:
platform_set_drvdata(pdev, NULL);
framebuffer_release(fbinfo);
return ret;
}
从上面分析可以看出，这个函数主要做了下面几件事：
（1） 从platform_device中获得s3c2410fb_mach_info结构体赋值给mach_info。这就得到了lcd控制器的所有初始配置。
（2） 从mach_info中获得s3c2410fb_display结构体赋值给display。这样就得到了显示相关的初始配置。
（3） 分配一个fb_info结构体fbinfo和一个s3c2410fb_info结构体info,并且将info指向fbinfo->par
（4） 由pdev中所用的资源初始化info结构，主要初始化io内存，并映射虚拟地址。
（5） 关闭lcd显示
（6） 初始化fbinfo->fix，fbinfo->var 的部分域（不依赖配置信息的部分）
（7） 初始化fbinfo->fbops为s3c2410fb_ops
（8） 注册中断处理程序s3c2410fb_irq
（9） 使能lcd时钟
（10）为lcd设备分配显存，显存开始地址赋值给fbinfo->screen_base
（11）初始化lcd控制器的io接口控制寄存器
（12）用display中的值初始化fbinfo->var中相应的值（与显示配置相关的部分）
（13）将fbinfo结构注册到frambuffer核心
四. frambuffer驱动模型fb_ops各函数的实现
由s3c2410fb_ops结构可以看出，mini2440lcd驱动主要实现了下面几个函数：
s3c2410fb_check_var
s3c2410fb_set_par
s3c2410fb_blank
s3c2410fb_setcolreg
cfb_fillrect
cfb_copyarea
cfb_imageblit
其中最重要的是s3c2410fb_set_par，这个函数根据fbinfo的值初始化了底层的lcd控制器，重点分析这个函数。他由fb_set_var调用，对应则frambufer核心ioctl中的FBIOPUT_VSCREENINFO命令。其他的函数也是为了完成lcd的相关功能而编写的，与具体实现的功能有关。s3c2410fb_set_par函数定义如下:
[cpp]
view plaincopy
static int s3c2410fb_set_par(struct fb_info *info)
{
struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
switch (var->bits_per_pixel) {
case 32:
case 16:
case 12:
info->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
break;
case 1:
info->fix.visual = FB_VISUAL_MONO01;
break;
default:
info->fix.visual = FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
break;
}
info->fix.line_length = (var->xres_virtual * var->bits_per_pixel) / 8;
/* activate this new configuration */
s3c2410fb_activate_var(info);
return 0;
}
可以看出，这个函数除了根据fbinfo的像素位来赋值fix.visual外，主要是调用了s3c2410fb_activate_var函数：
[cpp]
view plaincopy
static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)
{
struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
void __iomem *regs = fbi->io;
int type = fbi->regs.lcdcon1 & S3C2410_LCDCON1_TFT;
struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
int clkdiv;
clkdiv = DIV_ROUND_UP(s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock), 2);
dprintk("%s: var->xres = %d\n", __func__, var->xres);
dprintk("%s: var->yres = %d\n", __func__, var->yres);
dprintk("%s: var->bpp = %d\n", __func__, var->bits_per_pixel);
if (type == S3C2410_LCDCON1_TFT) {
//判断lcd型号，我们的lcd是TFT型lcd，所以下面语句执行
s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs(info, &fbi->regs);
//这个函数主要的功能就是将info中的lcd配置相关的值赋值给s3c2410fb_info结构的regs成员
//这个regs是一个s3c2410fb_hw结构，这个结构就是定义了5个lcd控制寄存器lcdcon1~5
--clkdiv;
if (clkdiv < 0)
clkdiv = 0;
} else {
//如果是STN型的lcd，那么执行下面的函数。因为s3c2440的lcd控制器由有几个专门用于控制STN型lcd的寄存器，所以要单独设置
s3c2410fb_calculate_stn_lcd_regs(info, &fbi->regs);
if (clkdiv < 2)
clkdiv = 2;
}
fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);
/* write new registers */
dprintk("new register set:\n");
dprintk("lcdcon[1] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon1);
dprintk("lcdcon[2] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon2);
dprintk("lcdcon[3] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon3);
dprintk("lcdcon[4] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon4);
dprintk("lcdcon[5] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon5);
writel(fbi->regs.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID,
regs + S3C2410_LCDCON1);
writel(fbi->regs.lcdcon2, regs + S3C2410_LCDCON2);
writel(fbi->regs.lcdcon3, regs + S3C2410_LCDCON3);
writel(fbi->regs.lcdcon4, regs + S3C2410_LCDCON4);
writel(fbi->regs.lcdcon5, regs + S3C2410_LCDCON5);
//将配置值写入五个寄存器
/* set lcd address pointers */
s3c2410fb_set_lcdaddr(info);
//设置显存地址寄存器，设置为我们分配的那块内存，设置之后，lcd控制器就会在这块内存取数据送往lcd显示
fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
//打开视频显示，这样lcd就可以正确显示了
writel(fbi->regs.lcdcon1, regs + S3C2410_LCDCON1);
}
五. 总结
mini2440lcd驱动分别涉及到了platform和frambuffer核心，利用这两个核心实现其功能。刚开始分析这个驱动的时候，总是感觉很乱没有重点。我想这个主要是和自己对frambuffer和lcd显示还不熟悉的原因。看了几天过后才逐渐有点眉目。最让人迷惑的就是如何设置lcd控制器的寄存器问题。我以前认为这个应该在probe函数中设置，一般来说这个函数检测设备状态，初始化设备，然后设备就绪，应用程序就可以操作了。但是在s3c2410fb_probe中只是设置了相关的GPIO接口寄存器，根本没有设置lcd控制寄存器。后来发现是在s3c2410fb_set_par函数中设置的。这个函数对应用户空间ioctl的FBIOPUT_VSCREENINFO。也就是说应用程序必须调用ioctl（fd，FBIOPUT_VSCREENINFO，struct
fb_var_screeninfo *var）才能设置正确的lcd状态，但是这个命令有一个参数是fb_var_screeninfo结构，也就意味这应用程序必须填充这样一个结构，才可以调用ioctl。这样一来内核初始化的默认配置信息就没用了。唯一的办法是先调用ioctl（fd，FBIOGET_VSCREENINFO，struct fb_var_screeninfo *var）获得这个结构，然后修改之后在调用ioctl（fd，FBIOPUT_VSCREENINFO，struct fb_var_screeninfo
*var）将修改的值写入。我在MiniGUI的源码中验证了这个推论，在MiniGUI的fbcon图形引擎中的FB_SetVideoMode函数中，有如下的调用
[cpp]
view plaincopy
if ( ioctl(console_fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo) < 0 ) {
GAL_SetError("NEWGAL>FBCON: Couldn't get console pixel format\n");
FB_VideoQuit(this);
return(-1);
}
然后就是设置finfo中需要改变的值，最后有下面的代码来设置lcd控制寄存器器
[cpp]
view plaincopy
if ( ioctl(console_fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vinfo) < 0 ) {
vinfo.yres_virtual = height;
if ( ioctl(console_fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vinfo) < 0 ) {
GAL_SetError("NEWGAL>FBCON: Couldn't set console screen info");
return(NULL);
}
}
关于lcd驱动还有好多知识要学，比如mmap操作。mmap是一般lcd应用程序运行的模式，他将显存映射到用户空间，提高系统的性能。
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