S3C2440上LCD驅(qū)動（FramBuffer）實例開發(fā)詳解（一）
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2. 幀緩沖相關(guān)的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201608/295508.htm從幀緩沖設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)看，該驅(qū)動主要跟fb_info結(jié)構(gòu)體有關(guān)，該結(jié)構(gòu)體記錄了幀緩沖設(shè)備的全部信息，包括設(shè)備的設(shè)置參數(shù)、狀態(tài)以及對底層硬件操作的函數(shù)指針。在Linux中，每一個幀緩沖設(shè)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(shù)結(jié)構(gòu)體*/
struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定參數(shù)結(jié)構(gòu)體*/
struct fb_monspecs monspecs;/*LCD顯示器標準*/
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
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;
struct device *dev;/*fb設(shè)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*/
unsigned long screen_size;/*LCD IO映射的虛擬內(nèi)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(tài)*/
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(jié)構(gòu)體。下面我們一個一個的來看。
fb_var_screeninfo結(jié)構(gòu)體主要記錄用戶可以修改的控制器的參數(shù)，比如屏幕的分辨率和每個像素的比特數(shù)等，該結(jié)構(gòu)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(shù)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 非標準像素格式*/
__u32 activate;
__u32 height;/*高度*/
__u32 width;/*寬度*/
__u32 accel_flags;
/*定時：除了pixclock本身外，其他的都以像素時鐘為單位*/
__u32 pixclock;/*像素時鐘(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(jié)構(gòu)體又主要記錄用戶不可以修改的控制器的參數(shù)，比如屏幕緩沖區(qū)的物理地址和長度等，該結(jié)構(gòu)體的定義如下：
struct fb_fix_screeninfo {
char id[16];/*字符串形式的標示符 */
unsigned long 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(jié)數(shù) */
unsigned long mmio_start;/*內(nèi)存映射IO的開始位置*/
__u32 mmio_len;/*內(nèi)存映射IO的長度*/
__u32 accel;
__u16 reserved[3];/*保留*/
};
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(jié)構(gòu)體。下面我們一個一個的來看。
fb_var_screeninfo結(jié)構(gòu)體主要記錄用戶可以修改的控制器的參數(shù)，比如屏幕的分辨率和每個像素的比特數(shù)等，該結(jié)構(gòu)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(shù)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 非標準像素格式*/
__u32 activate;
__u32 height;/*高度*/
__u32 width;/*寬度*/
__u32 accel_flags;
/*定時：除了pixclock本身外，其他的都以像素時鐘為單位*/
__u32 pixclock;/*像素時鐘(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(jié)構(gòu)體又主要記錄用戶不可以修改的控制器的參數(shù)，比如屏幕緩沖區(qū)的物理地址和長度等，該結(jié)構(gòu)體的定義如下：
struct fb_fix_screeninfo {
char id[16];/*字符串形式的標示符 */
unsigned long 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(jié)數(shù) */
unsigned long mmio_start;/*內(nèi)存映射IO的開始位置*/
__u32 mmio_len;/*內(nèi)存映射IO的長度*/
__u32 accel;
__u16 reserved[3];/*保留*/
};
fb_ops結(jié)構(gòu)體是對底層硬件操作的函數(shù)指針，該結(jié)構(gòu)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(shù)并進行設(shè)置
int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info);
//根據(jù)設(shè)置的值進行更新，使之有效
int (*fb_set_par)(struct fb_info *info);
//設(shè)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, const struct fb_fillrect *rect);
//復制數(shù)據(jù)
void (*fb_copyarea) (struct fb_info *info, const struct fb_copyarea *region);
//圖形填充
void (*fb_imageblit) (struct fb_info *info, const struct fb_image *image);
};
3. 幀緩沖設(shè)備作為平臺設(shè)備：
在S3C2440中，LCD控制器被集成在芯片的內(nèi)部作為一個相對獨立的單元，所以Linux把它看做是一個平臺設(shè)備，故在內(nèi)核代碼/arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c中定義有LCD相關(guān)的平臺設(shè)備及資源，代碼如下：
/* LCD Controller */
//LCD控制器的資源信息
static struct resource s3c_lcd_resource[] = {
[0] = {
.start = S3C24XX_PA_LCD
}
};
static u64 s3c_device_lcd_dmamask = 0xffffffffUL;
struct platform_device s3c_device_lcd = {
.name = "s3c2410-lcd"
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource)
.dev = {
.dma_mask = &s3c_device_lcd_dmamask,
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
}
};
EXPORT_SYMBOL(s3c_device_lcd)
除此之外，Linux還在/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/fb.h中為LCD平臺設(shè)備定義了一個s3c2410fb_mach_info結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體主要是記錄LCD的硬件參數(shù)信息(比如該結(jié)構(gòu)體的s3c2410fb_display成員結(jié)構(gòu)中就用于記錄LCD的屏幕尺寸、屏幕信息、可變的屏幕參數(shù)、LCD配置寄存器等)，這樣在寫驅(qū)動的時候就直接使用這個結(jié)構(gòu)體。下面，我們來看一下內(nèi)核是如果使用這個結(jié)構(gòu)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(shù)要根據(jù)具體的LCD屏進行設(shè)置
static struct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata = {
//這個地方的設(shè)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(shù)據(jù)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
//以下一些參數(shù)在上面的時序圖分析中講到過,各參數(shù)的值請跟據(jù)具體的LCD屏數(shù)據(jù)手冊結(jié)合上面時序分析來設(shè)定
};
static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata = {
.displays = &smdk2440_lcd_cfg
.num_displays = 1,
.default_display = 0,
.gpccon = 0xaaaa555a
.gpccon_mask = 0xffffffff,
.gpcup = 0x0000ffff
.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon = 0xaaaaaaaa
.gpdcon_mask = 0xffffffff,
.gpdup = 0x0000ffff
.gpdup_mask = 0xffffffff,
.lpcsel = 0x0
};
注意：可能有很多朋友不知道上面紅色部分的參數(shù)是做什么的，其值又是怎么設(shè)置的?其實它是跟你的開發(fā)板LCD控制器密切相關(guān)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(fā)板原理圖的LCD控制器部分，第二幅圖是S3c2440數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)端口，又分別使用GPC0、GPC1端口用做LCD控制器的LEND和VCLK信號，對于GPC2-7則是用做STN屏或者三星專業(yè)TFT屏的相關(guān)信號。然而，S3C2440的各個IO口并不是單一的功能，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(shù)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(nèi)容來看，要使LCD控制器支持其他的LCD屏，重要的是根據(jù)LCD的數(shù)據(jù)手冊修改以上這些參數(shù)的值。下面，我們再看一下在驅(qū)動中是如果引用到s3c2410fb_mach_info結(jié)構(gòu)體的(注意上面講的是在內(nèi)核中如何使用的)。在mach-smdk2440.c中有：
//S3C2440初始化函數(shù)
static void __init smdk2440_machine_init(void)
{
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(nèi)核中定義的s3c2410fb_mach_info結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)保存到LCD平臺數(shù)據(jù)中，所以在寫驅(qū)動的時候就可以直接在平臺數(shù)據(jù)中獲取s3c2410fb_mach_info結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)(即LCD各種參數(shù)信息)進行操作
s3c_device_lcd.dev.platform_data = npd;
} else {
printk(KERN_ERR "no memory for LCD platform datan");
}
}
這里再講一個小知識：不知大家有沒有留意，在平臺設(shè)備驅(qū)動中，platform_data可以保存各自平臺設(shè)備實例的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)類型。
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