linux lcd设备驱动剖析四

在“linux lcd设备驱动剖析二”文章中，我们详细分析了s3c24xxfb_probe函数。

文章链接：http://blog.csdn.net/lwj103862095/article/details/18189765

s3c2410fb.c中s3c24xxfb_probe是非常重要的函数之一，但仅仅分析probe函数，貌似感觉有点不够过瘾，貌似缺少分析了一个非常重要的成员。在probe函数中有一句：fbinfo->fbops   =
&s3c2410fb_ops;

[cpp] view
plain?

1. static struct fb_ops s3c2410fb_ops = {
2. .owner          = THIS_MODULE,
3. .fb_check_var   = s3c2410fb_check_var,      //设置可变参数
4. .fb_set_par     = s3c2410fb_set_par,        //设置固定参数及lcdcon寄存器
5. .fb_blank       = s3c2410fb_blank,          //设置是否使能LCD控制器
6. .fb_setcolreg   = s3c2410fb_setcolreg,      //设置RGB颜色，实现伪颜色表
7. .fb_fillrect    = cfb_fillrect,             //画一个矩形
8. .fb_copyarea    = cfb_copyarea,             //Copy data from area to another
9. .fb_imageblit   = cfb_imageblit,            //Draws a image to the display
10. };

一、s3c2410fb_check_var函数主要根据tq2440_lcd_cfg实例来设置fb_info结构体的可变参数

fb_var_screeninfo结构体各个成员，如xres、yres、bits_per_pixel、height、width 等等，具体分析如下：

[cpp] view
plain?

1. /* 此函数的主要功能是设置可变参数var  */
2. static int s3c2410fb_check_var(struct fb_var_screeninfo *var,
3. struct fb_info *info)
4. {
5. struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
6. /* platform_data就是tq2440_fb_info结构体实例 */
7. struct s3c2410fb_mach_info *mach_info = fbi->dev->platform_data;
8. struct s3c2410fb_display *display = NULL;
9. /* 在tq2440_fb_info实例里，displays = tq2440_lcd_cfg，default_display = 0 */
10. struct s3c2410fb_display *default_display = mach_info->displays +
11. mach_info->default_display;
12. /* 在tq2440_fb_info实例里,type = S3C2410_LCDCON1_TFT */
13. int type = default_display->type;
14. unsigned i;
15. dprintk("check_var(var=%p, info=%p)\n", var, info);
16. /* validate x/y resolution */
17. /* choose default mode if possible */
18. /* 如果参数都等于tq2440_fb_info实例里的参数
19. * 那么赋值给display，此时display指向tq2440_fb_info实例
20. */
21. if (var->yres == default_display->yres &&
22. var->xres == default_display->xres &&
23. var->bits_per_pixel == default_display->bpp)
24. display = default_display;
25. /* 否则从tq2440_fb_info结构体实例中循环匹配,num_displays = 1 */
26. else
27. for (i = 0; i < mach_info->num_displays; i++)
28. if (type == mach_info->displays[i].type &&
29. var->yres == mach_info->displays[i].yres &&
30. var->xres == mach_info->displays[i].xres &&
31. var->bits_per_pixel == mach_info->displays[i].bpp) {
32. display = mach_info->displays + i;
33. break;
34. }
35. /* 如果匹配不成功，display = NULL 则错误 */
36. if (!display) {
37. dprintk("wrong resolution or depth %dx%d at %d bpp\n",
38. var->xres, var->yres, var->bits_per_pixel);
39. return -EINVAL;
40. }
41. /* it is always the size as the display */
42. /* 找到匹配的display后，将实例中的可变参数赋值 */
43. var->xres_virtual    = display->xres;
44. var->yres_virtual    = display->yres;
45. var->height      = display->height;
46. var->width           = display->width;
47. /* copy lcd settings */
48. var->pixclock        = display->pixclock;
49. var->left_margin     = display->left_margin;
50. var->right_margin    = display->right_margin;
51. var->upper_margin    = display->upper_margin;
52. var->lower_margin    = display->lower_margin;
53. var->vsync_len       = display->vsync_len;
54. var->hsync_len       = display->hsync_len;
55. fbi->regs.lcdcon5    = display->lcdcon5;
56. /* set display type */
57. fbi->regs.lcdcon1    = display->type;
58. var->transp.offset   = 0;
59. var->transp.length   = 0;
60. /* set r/g/b positions */
61. switch (var->bits_per_pixel) {
62. case 1:
63. case 2:
64. case 4:
65. var->red.offset      = 0;
66. var->red.length      = var->bits_per_pixel;
67. var->green           = var->red;
68. var->blue            = var->red;
69. break;
70. ......
71. /* TQ2440的LCD就是采用这种模式 */
72. case 32:
73. /* 24 bpp 888 and 8 dummy */
74. var->red.length      = 8;
75. var->red.offset      = 16;
76. var->green.length    = 8;
77. var->green.offset    = 8;
78. var->blue.length = 8;
79. var->blue.offset = 0;
80. break;
81. }
82. return 0;
83. }

tq2440_lcd_cfg实例在arch/arm/mach-s3c2440/mach-tq2440.c中定义

[cpp] view
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1. /* LCD driver info */
2. /* tq2440_lcd_cfg在tq2440_fb_info中被设置 */
3. static struct s3c2410fb_display tq2440_lcd_cfg __initdata = {
4. .lcdcon5    = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
5. S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
6. S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
7. S3C2410_LCDCON5_PWREN |
8. S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
9. .type       = S3C2410_LCDCON1_TFT,
10. ......
11. /* TQ(LCD W4.3)的配置,config_EmbedSky_W43:CONFIG_FB_S3C24X0_TFT480272=y */
12. #elif defined(CONFIG_FB_S3C24X0_TFT480272)
13. .width        = 480,
14. .height       = 272,
15. .pixclock     = 40000, /* HCLK 100 MHz, divisor 1 */
16. /* VCLK=HCLK/[(CLKVAL+1)x2]，HCLK = 100MHz
17. * 根据LCD手册"WXCAT43-TG6#001_V1.0.pdf"的第22页可得,VCLK = 10MHz
18. * 即10 = 100/[(CLKVAL+1)x2]，可得CLKVAL = 4
19. */
20. .setclkval    = 0x4,
21. .xres         = 480,
22. .yres         = 272,
23. .bpp          = 16,
24. /* 为什么是这样?参考linux/Documentation/fb/framebuffer.txt */
25. .left_margin  = 19,   /* 左边沿  : for HFPD*/
26. .right_margin = 10,   /* 右边沿  : for HBPD*/
27. .hsync_len    = 30,   /* 水平同步: for HSPW*/
28. .upper_margin = 4,    /* 上边沿  : for VFPD*/
29. .lower_margin = 2,    /* 下边沿  : for VBPD*/
30. .vsync_len    = 8,    /* 垂直同步: for VSPW*/
31. ......
32. };

二、s3c2410fb_set_par函数先根据var->bits_per_pixel来选择fix.visual，这里bits_per_pixel = 32，

故fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR，然后计算一行的字节数，最后调用s3c2410fb_activate_var

函数来激活LCD控制器，即设置各个lcdcon寄存器。

[cpp] view
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1. static int s3c2410fb_set_par(struct fb_info *info)
2. {
3. /* 获得刚被s3c2410fb_check_var函数设置过的var */
4. struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
5. switch (var->bits_per_pixel) {
6. case 32:
7. case 16:
8. case 12:
9. info->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR;      /* 真彩色 */
10. break;
11. case 1:
12. info->fix.visual = FB_VISUAL_MONO01;
13. break;
14. default:
15. info->fix.visual = FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
16. break;
17. }
18. /* 一行的字节数 = x*bpp/8 = 480*32/8 = 480*4 */
19. info->fix.line_length = (var->xres_virtual * var->bits_per_pixel) / 8;
20. /* activate this new configuration */
21. s3c2410fb_activate_var(info);
22. return 0;
23. }

s3c2410fb_activate_var函数先调用s3c2410fb_calc_pixclk函数来计算LCD时钟频率，然后调用s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs函数来设置lcdcon1~lcdcon5，然后调用writel函数将前面s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs函数设置好的lcdconx写入对应寄存器，接着调用s3c2410fb_set_lcdaddr函数来设置LCDSADDR1、LCDSADDR2、LCDSADDR3寄存器，也就是将之前在probe函数通过s3c2410fb_map_video_memory-->dma_alloc_writecombine函数分配好的“显存”告诉LCD控制器，最后使能LCD控制器。

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1. static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)
2. {
3. /* 在framebuffer_alloc函数里info->par指向了额外多申请
4. * 内存空间的首地址,即info->par指向s3c2410fb_info结构体
5. */
6. struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
7. void __iomem *regs = fbi->io;        /* IO基地址 */
8. /* 设置显示模式为: TFT LCD panel */
9. int type = fbi->regs.lcdcon1 & S3C2410_LCDCON1_TFT;
10. /* 通过probe函数后platform_data指向tq2440_fb_info结构体实例 */
11. struct s3c2410fb_mach_info *mach_info = fbi->dev->platform_data;
12. struct s3c2410fb_display *default_display = mach_info->displays +
13. mach_info->default_display;
14. struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
15. /* 计算LCD时钟频率, 在mach_tq2440.c里 pixclock = 40000 */
16. int clkdiv = s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock) / 2;
17. dprintk("%s: var->xres  = %d\n", __func__, var->xres);
18. dprintk("%s: var->yres  = %d\n", __func__, var->yres);
19. dprintk("%s: var->bpp   = %d\n", __func__, var->bits_per_pixel);
20. if (type == S3C2410_LCDCON1_TFT) {
21. s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs(info, &fbi->regs);
22. --clkdiv;
23. if (clkdiv < 0)
24. clkdiv = 0;
25. } else {
26. s3c2410fb_calculate_stn_lcd_regs(info, &fbi->regs);
27. if (clkdiv < 2)
28. clkdiv = 2;
29. }
30. //  fbi->regs.lcdcon1 |=  S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(clkdiv);
31. fbi->regs.lcdcon1 |=  S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(default_display->setclkval);
32. /* write new registers */
33. dprintk("new register set:\n");
34. dprintk("lcdcon[1] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon1);
35. dprintk("lcdcon[2] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon2);
36. dprintk("lcdcon[3] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon3);
37. dprintk("lcdcon[4] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon4);
38. dprintk("lcdcon[5] = 0x%08lx\n", fbi->regs.lcdcon5);
39. /* 禁止视频输出,禁止LCD控制信号 */
40. writel(fbi->regs.lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID,
41. regs + S3C2410_LCDCON1);
42. /* 将前面s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs函数设置好的lcdconx写入对应寄存器 */
43. writel(fbi->regs.lcdcon2, regs + S3C2410_LCDCON2);
44. writel(fbi->regs.lcdcon3, regs + S3C2410_LCDCON3);
45. writel(fbi->regs.lcdcon4, regs + S3C2410_LCDCON4);
46. writel(fbi->regs.lcdcon5, regs + S3C2410_LCDCON5);
47. /* set lcd address pointers */
48. s3c2410fb_set_lcdaddr(info);
49. /* 最后使能LCD控制器，即使能视频输出 */
50. fbi->regs.lcdcon1 |= S3C2410_LCDCON1_ENVID,
51. writel(fbi->regs.lcdcon1, regs + S3C2410_LCDCON1);
52. }

s3c2410fb_calculate_tft_lcd_regs函数比较简单这里就不分析了，这里只分析s3c2410fb_set_lcdaddr函数

[cpp] view
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1. static void s3c2410fb_set_lcdaddr(struct fb_info *info)
2. {
3. unsigned long saddr1, saddr2, saddr3;
4. struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
5. void __iomem *regs = fbi->io;
6. /* LCDSADDR1 = 帧缓冲区起始地址再右移1位 */
7. saddr1  = info->fix.smem_start >> 1;
8. /* LCDSADDR2 = 帧缓冲区结束地址再右移1位 */
9. saddr2  = info->fix.smem_start;
10. saddr2 += info->fix.line_length * info->var.yres;  /* 帧缓冲区大小 */
11. saddr2 >>= 1;
12. /* LCDSADDR3 = 一行的长度，单位为2字节 */
13. saddr3 = S3C2410_OFFSIZE(0) |
14. S3C2410_PAGEWIDTH((info->fix.line_length / 2) & 0x3ff);
15. dprintk("LCDSADDR1 = 0x%08lx\n", saddr1);
16. dprintk("LCDSADDR2 = 0x%08lx\n", saddr2);
17. dprintk("LCDSADDR3 = 0x%08lx\n", saddr3);
18. writel(saddr1, regs + S3C2410_LCDSADDR1);
19. writel(saddr2, regs + S3C2410_LCDSADDR2);
20. writel(saddr3, regs + S3C2410_LCDSADDR3);
21. }

三、s3c2410fb_setcolreg函数主要通过red,green,blue三原色构造出val，然后再将val写入pseudo_palette假调色板中。

[cpp] view
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1. static int s3c2410fb_setcolreg(unsigned regno,
2. unsigned red, unsigned green, unsigned blue,
3. unsigned transp, struct fb_info *info)
4. {
5. struct s3c2410fb_info *fbi = info->par;
6. void __iomem *regs = fbi->io;
7. unsigned int val;
8. /* TQ2440的LCD是FB_VISUAL_TRUECOLOR，即TFT */
9. switch (info->fix.visual) {
10. case FB_VISUAL_TRUECOLOR:
11. /* true-colour, use pseudo-palette */
12. if (regno < 16) {
13. u32 *pal = info->pseudo_palette;
14. /* 用red,green,blue三原色构造出val */
15. val  = chan_to_field(red,   &info->var.red);
16. val |= chan_to_field(green, &info->var.green);
17. val |= chan_to_field(blue,  &info->var.blue);
18. pal[regno] = val;
19. }
20. break;
21. ......
22. default:
23. return 1;   /* unknown type */
24. }
25. return 0;
26. }

chan_to_field 函数如下，将具体的RGB数据代入就比较容易理解这个函数了，相应的var.red、var.green、var.blue在s3c2410fb_check_var函数的最后面有设置。

[cpp] view
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1. static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan,
2. struct fb_bitfield *bf)
3. {
4. chan &= 0xffff;
5. chan >>= 16 - bf->length;
6. return chan << bf->offset;
7. }

s3c2410fb_check_var函数设置rgb的部分代码，这里省略了大部分源码，为的是方便参考。

[cpp] view
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1. static int s3c2410fb_check_var(struct fb_var_screeninfo *var,
2. struct fb_info *info)
3. {
4. .......
5. /* set r/g/b positions */
6. switch (var->bits_per_pixel) {
7. .......
8. /* TQ2440的LCD就是采用这种模式 */
9. case 32:
10. /* 24 bpp 888 and 8 dummy */
11. var->red.length      = 8;
12. var->red.offset      = 16;
13. var->green.length    = 8;
14. var->green.offset    = 8;
15. var->blue.length = 8;
16. var->blue.offset = 0;
17. break;
18. }
19. return 0;
20. }

而cfb_fillrect、cfb_copyarea、cfb_imageblit是通用的函数，不用驱动工程师去理会，只需要在加载lcd驱动时，将其对应的模块加载，而要加载模块，必须在编译内核后，再执行make modules，这样就可以得到相应的cfb*.ko了。

到这里s3c2410fb.c内核自带的lcd驱动基本剖析完毕，这里总结一下难点：

一、内核自带的lcd驱动是以平台驱动设备模型来编写的，难点不在框架，框架其实很简单，

1、分配一个fb_info结构体；

2、设置 fb_info结构体；

3、注册；

4、硬件相关的设置

二、好啦，难点就是如何设置fb_info结构体，而fb_info结构体成员那么多，是不每个成员都要一一设置呢？当然不是，

主要设置fb_info结构体的固定参数 fb_fix_screeninfo结构体和可变参数fb_var_screeninfo结构体，还有就是硬件相关

的设置，比如lcd时序参数的设置，也就是要设置lcdcon1~lcdcon5，lcdaddr1~lcdaddr3各个寄存器。