Linux学习: LCD驱动

一、LCD驱动框架：

1.分配一个fb_info结构体：s3c_lcd = framebuffer_alloc(0,NULL);

2.设置fb_info（s3c_lcd）: ID、固定参数、可变参数、设置操作函数 及 其他设置

3.注册：register_framebuffer(s3c_lcd);

4.硬件相关的操作：   ①分配引脚用于LCD

　　　　　　　　　　②根据LCD手册设置控制器参数

　　　　　　　　　　③分配显存并将地址告诉LCD控制器

显存分配：在嵌入式系统中一般没有专门的显存，而仅仅是从RAM(SDRAM)空间中分配一段显示缓冲区，LCD也可说是一个frame buffer 设备

　　　　　　lcdc.palette_virt = dma_alloc_writecombine(lcdc.fbdev->dev,MAX_PALETTE_SIZE, &lcdc.palette_phys, GFP_KERNEL);

 硬件时序：
　　　　　　VCLK:每来一个时钟就向下移动一个像素。
　　　　　　VD0~VD23：数据宽度，但是我们只用了16位。
　　　　　　VLINE:(HYSNC，行同步型号，水平方向的，从上一行的行尾调到下一行的行首)，
　　　　　　VSYNC:(垂直同步信号，从最后一行行尾跳转到第一行的行首)
　　　　　　VDEN:有效才打印颜色

调色板：存储256种颜色的RGB值，每种颜色的RGB值是16位。用这256种颜色编制索引，从OOH～FFH只需 要8位数据宽度，而每个索引所对应的颜色却是16位宽度的颜色信息，通过调色板的转换可以减少显存的开销。

二、LCD驱动代码：

　　lcd_4.3.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/fb.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>

#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/div64.h>

#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/arch/regs-lcd.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/arch/fb.h>

static int s3c_lcdfb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red,
                 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[];
    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
    .fb_fillrect    = cfb_fillrect,
    .fb_copyarea    = cfb_copyarea,
    .fb_imageblit    = cfb_imageblit,
};

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[];

/* from pxafb.c */
static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan, struct fb_bitfield *bf)
{
    chan &= 0xffff;
    chan >>=  - bf->length;
    return chan << bf->offset;
}

static int s3c_lcdfb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red,
                 unsigned int green, unsigned int blue,
                 unsigned int transp, struct fb_info *info)
{
    unsigned int val;

    if (regno > )
        return ;

    /* 用red,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;
    return ;
}

static int lcd_init(void)
{
    /* 1. 分配一个fb_info */
    s3c_lcd = framebuffer_alloc(, NULL);

    /* 2. 设置 */
    /* 2.1 设置固定的参数 */
    strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");
    s3c_lcd->fix.smem_len = **/;
    s3c_lcd->fix.type     = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
    s3c_lcd->fix.visual   = FB_VISUAL_TRUECOLOR; /* TFT */
    s3c_lcd->fix.line_length = *;

    /* 2.2 设置可变的参数 */
    s3c_lcd->var.xres           = ;
    s3c_lcd->var.yres           = ;
    s3c_lcd->var.xres_virtual   = ;
    s3c_lcd->var.yres_virtual   = ;
    s3c_lcd->var.bits_per_pixel = ;

    /* RGB:565 */
    s3c_lcd->var.red.offset     = ;
    s3c_lcd->var.red.length     = ;

    s3c_lcd->var.green.offset   = ;
    s3c_lcd->var.green.length   = ;

    s3c_lcd->var.blue.offset    = ;
    s3c_lcd->var.blue.length    = ;

    s3c_lcd->var.activate       = FB_ACTIVATE_NOW;

    /* 2.3 设置操作函数 */
    s3c_lcd->fbops              = &s3c_lcdfb_ops;

    /* 2.4 其他的设置 */
    s3c_lcd->pseudo_palette = pseudo_palette;
    //s3c_lcd->screen_base  = ;  /* 显存的虚拟地址 */
    s3c_lcd->screen_size   = **/;

    /* 3. 硬件相关的操作 */
    /* 3.1 配置GPIO用于LCD */
    gpbcon = ioremap(0x56000010, );
    gpbdat = gpbcon+;
    gpccon = ioremap(0x56000020, );
    gpdcon = ioremap(0x56000030, );
    gpgcon = ioremap(0x56000060, );

    *gpccon  = 0xaaaaaaaa;   /* GPIO管脚用于VD[7:0],LCDVF[2:0],VM,VFRAME,VLINE,VCLK,LEND */
    *gpdcon  = 0xaaaaaaaa;   /* GPIO管脚用于VD[23:8] */

    *gpbcon &= ~();  /* GPB0设置为输出引脚 */
    *gpbcon |= ;
    *gpbdat &= ~;     /* 输出低电平，默认关闭背光 */

    *gpgcon |= (<<); /* GPG4用作LCD_PWREN */

    /* 3.2 根据LCD手册设置LCD控制器, 比如VCLK的频率等 */
    lcd_regs = ioremap(0x4D000000, sizeof(struct lcd_regs));

    /* bit[17:8]: VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2], LCD手册P14
     *            10MHz(100ns) = 100MHz / [(CLKVAL+1) x 2]
     *            CLKVAL = 4
     * bit[6:5]: 0b11, TFT LCD
     * bit[4:1]: 0b1100, 16 bpp for TFT
     * bit[0]  : 0 = Disable the video output and the LCD control signal.
     */
    lcd_regs->lcdcon1  = (<<) | (<<) | (0x0c<<);

#if 1
    /* 垂直方向的时间参数
     * bit[31:24]: VBPD, VSYNC之后再过多长时间才能发出第1行数据
     *             LCD手册 T0-T2-T1=4
     *             VBPD=3
     * bit[23:14]: 多少行, 320, 所以LINEVAL=320-1=319
     * bit[13:6] : VFPD, 发出最后一行数据之后，再过多长时间才发出VSYNC
     *             LCD手册T2-T5=322-320=2, 所以VFPD=2-1=1
     * bit[5:0]  : VSPW, VSYNC信号的脉冲宽度, LCD手册T1=1, 所以VSPW=1-1=0
     */
    lcd_regs->lcdcon2  = (<<) | (<<) | (<<) | ();

    /* 水平方向的时间参数
     * bit[25:19]: HBPD, VSYNC之后再过多长时间才能发出第1行数据
     *             LCD手册 T6-T7-T8=17
     *             HBPD=16
     * bit[18:8]: 多少列, 240, 所以HOZVAL=240-1=239
     * bit[7:0] : HFPD, 发出最后一行里最后一个象素数据之后，再过多长时间才发出HSYNC
     *             LCD手册T8-T11=251-240=11, 所以HFPD=11-1=10
     */
    lcd_regs->lcdcon3 = (<<) | (<<) | ();

    /* 水平方向的同步信号
     * bit[7:0]    : HSPW, HSYNC信号的脉冲宽度, LCD手册T7=5, 所以HSPW=5-1=4
     */
    lcd_regs->lcdcon4 = ;

#else
lcd_regs->lcdcon2 =    S3C2410_LCDCON2_VBPD() | \
        S3C2410_LCDCON2_LINEVAL() | \
        S3C2410_LCDCON2_VFPD() | \
        S3C2410_LCDCON2_VSPW();

lcd_regs->lcdcon3 =    S3C2410_LCDCON3_HBPD() | \
        S3C2410_LCDCON3_HOZVAL() | \
        S3C2410_LCDCON3_HFPD();

lcd_regs->lcdcon4 =    S3C2410_LCDCON4_MVAL() | \
        S3C2410_LCDCON4_HSPW();

#endif
    /* 信号的极性
     * bit[11]: 1=565 format
     * bit[10]: 0 = The video data is fetched at VCLK falling edge
     * bit[9] : 1 = HSYNC信号要反转,即低电平有效
     * bit[8] : 1 = VSYNC信号要反转,即低电平有效
     * bit[6] : 0 = VDEN不用反转
     * bit[3] : 0 = PWREN输出0
     * bit[1] : 0 = BSWP
     * bit[0] : 1 = HWSWP 2440手册P413
     */
    lcd_regs->lcdcon5 = (<<) | (<<) | (<<) | (<<) | (<<);

    /* 3.3 分配显存(framebuffer), 并把地址告诉LCD控制器 */
    s3c_lcd->screen_base = dma_alloc_writecombine(NULL, s3c_lcd->fix.smem_len, &s3c_lcd->fix.smem_start, GFP_KERNEL);

    lcd_regs->lcdsaddr1  = (s3c_lcd->fix.smem_start >> ) & ~(<<);
    lcd_regs->lcdsaddr2  = ((s3c_lcd->fix.smem_start + s3c_lcd->fix.smem_len) >> ) & 0x1fffff;
    lcd_regs->lcdsaddr3  = (*/);  /* 一行的长度(单位: 2字节) */    

    //s3c_lcd->fix.smem_start = xxx;  /* 分配到的显存物理地址 */
    /* 启动LCD */
    lcd_regs->lcdcon1 |= (<<); /* 使能LCD控制器 */
    lcd_regs->lcdcon5 |= (<<); /* 使能LCD本身 */
    *gpbdat |= ;     /* 输出高电平, 使能背光 */        

    /* 4. 注册 */
    register_framebuffer(s3c_lcd);

    return ;
}

static void lcd_exit(void)
{
    unregister_framebuffer(s3c_lcd);
    lcd_regs->lcdcon1 &= ~(<<); /* 关闭LCD本身 */
    *gpbdat &= ~;     /* 关闭背光 */
    dma_free_writecombine(NULL, s3c_lcd->fix.smem_len, s3c_lcd->screen_base, s3c_lcd->fix.smem_start);
    iounmap(lcd_regs);
    iounmap(gpbcon);
    iounmap(gpccon);
    iounmap(gpdcon);
    iounmap(gpgcon);
    framebuffer_release(s3c_lcd);
}

module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 

clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order

obj-m    += lcd_4.3.o

三、测试驱动；

方法1：修改内核自带的lcd驱动代码  /drivers/video/s3c2410fb.c 以支持单板的LCD ;

方法2：配置内核lcd驱动编译为模块：

　　make menuconfig

　　Device Drivers  --->

　　　　Graphics support  --->

　　　　　　<*> Support for frame buffer devices  --->

　　　　　　　　 <M>   S3C2410 LCD framebuffer support

　　

　　make modules  ---> 生成 .ko

　　make uImage    ---> 生成去掉lcd驱动的内核镜像

用U-boot下载烧录新内核：
　　tftp 0x30000000 uImage
　　nand erase.part kernel
　　nand write.i 0x30000000 kernel $filesize
　　reset

或者 用nfs 网络挂载启动新内核：  nfs 32000000 192.168.1.123:/work/nfs_root/uImage_new; bootm 32000000

新内核启动后可以发现 /dev/fb0 节点已经不存在，
加载移植好的lcd驱动模块： insmod /mnt/nfs_root/3.4.83_driver/lcd_4.3.ko
然后 /dev/fb0 重新生成。

-end-