S3C2440上LCD驅動(dòng)（FramBuffer）實(shí)例開(kāi)發(fā)詳解（一）

　　2. 幀緩沖相關(guān)的重要數據結構：

　　從幀緩沖設備驅動(dòng)程序結構看，該驅動(dòng)主要跟fb_info結構體有關(guān)，該結構體記錄了幀緩沖設備的全部信息，包括設備的設置參數、狀態(tài)以及對底層硬件操作的函數指針。在Linux中，每一個(gè)幀緩沖設備都必須對應一個(gè)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可變參數結構體*/

　　struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定參數結構體*/

　　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，他們也都是結構體。下面我們一個(gè)一個(gè)的來(lái)看。

　　fb_var_screeninfo結構體主要記錄用戶(hù)可以修改的控制器的參數，比如屏幕的分辨率和每個(gè)像素的比特數等，該結構體定義如下：

　　struct fb_var_screeninfo {

　　__u32 xres;/*可見(jiàn)屏幕一行有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 yres;/*可見(jiàn)屏幕一列有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 xres_virtual;/*虛擬屏幕一行有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 yres_virtual;/*虛擬屏幕一列有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 xoffset;/*虛擬到可見(jiàn)屏幕之間的行偏移*/

　　__u32 yoffset;/*虛擬到可見(jiàn)屏幕之間的列偏移*/

　　__u32 bits_per_pixel;/*每個(gè)像素的位數即BPP*/

　　__u32 grayscale;/*非0時(shí)，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(shí)：除了pixclock本身外，其他的都以像素時(shí)鐘為單位*/

　　__u32 pixclock;/*像素時(shí)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(cháng)度*/

　　__u32 vsync_len;/*垂直同步的長(cháng)度*/

　　__u32 sync;

　　__u32 vmode;

　　__u32 rotate;

　　__u32 reserved[5];/*保留*/

　　};

　　而fb_fix_screeninfo結構體又主要記錄用戶(hù)不可以修改的控制器的參數，比如屏幕緩沖區的物理地址和長(cháng)度等，該結構體的定義如下：

　　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(kāi)始位置 */

　　__u32 smem_len;/*fb緩存的長(cháng)度 */

　　__u32 type;/*看FB_TYPE_* */

　　__u32 type_aux;/*分界*/

　　__u32 visual;/*看FB_VISUAL_* */

　　__u16 xpanstep;/*如果沒(méi)有硬件panning就賦值為0 */

　　__u16 ypanstep;/*如果沒(méi)有硬件panning就賦值為0 */

　　__u16 ywrapstep;/*如果沒(méi)有硬件ywrap就賦值為0 */

　　__u32 line_length;/*一行的字節數 */

　　unsigned long mmio_start;/*內存映射IO的開(kāi)始位置*/

　　__u32 mmio_len;/*內存映射IO的長(cháng)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，他們也都是結構體。下面我們一個(gè)一個(gè)的來(lái)看。

　　fb_var_screeninfo結構體主要記錄用戶(hù)可以修改的控制器的參數，比如屏幕的分辨率和每個(gè)像素的比特數等，該結構體定義如下：

　　struct fb_var_screeninfo {

　　__u32 xres;/*可見(jiàn)屏幕一行有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 yres;/*可見(jiàn)屏幕一列有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 xres_virtual;/*虛擬屏幕一行有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 yres_virtual;/*虛擬屏幕一列有多少個(gè)像素點(diǎn)*/

　　__u32 xoffset;/*虛擬到可見(jiàn)屏幕之間的行偏移*/

　　__u32 yoffset;/*虛擬到可見(jiàn)屏幕之間的列偏移*/

　　__u32 bits_per_pixel;/*每個(gè)像素的位數即BPP*/

　　__u32 grayscale;/*非0時(shí)，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(shí)：除了pixclock本身外，其他的都以像素時(shí)鐘為單位*/

　　__u32 pixclock;/*像素時(shí)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(cháng)度*/

　　__u32 vsync_len;/*垂直同步的長(cháng)度*/

　　__u32 sync;

　　__u32 vmode;

　　__u32 rotate;

　　__u32 reserved[5];/*保留*/

　　};

　　而fb_fix_screeninfo結構體又主要記錄用戶(hù)不可以修改的控制器的參數，比如屏幕緩沖區的物理地址和長(cháng)度等，該結構體的定義如下：

　　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(kāi)始位置 */

　　__u32 smem_len;/*fb緩存的長(cháng)度 */

　　__u32 type;/*看FB_TYPE_* */

　　__u32 type_aux;/*分界*/

　　__u32 visual;/*看FB_VISUAL_* */

　　__u16 xpanstep;/*如果沒(méi)有硬件panning就賦值為0 */

　　__u16 ypanstep;/*如果沒(méi)有硬件panning就賦值為0 */

　　__u16 ywrapstep;/*如果沒(méi)有硬件ywrap就賦值為0 */

　　__u32 line_length;/*一行的字節數 */

　　unsigned long mmio_start;/*內存映射IO的開(kāi)始位置*/

　　__u32 mmio_len;/*內存映射IO的長(cháng)度*/

　　__u32 accel;

　　__u16 reserved[3];/*保留*/

　　};

　　fb_ops結構體是對底層硬件操作的函數指針，該結構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;

　　//檢查可變參數并進(jìn)行設置

　　int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info);

　　//根據設置的值進(jìn)行更新，使之有效

　　int (*fb_set_par)(struct fb_info *info);

　　//設置顏色寄存器

　　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);

　　//復制數據

　　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. 幀緩沖設備作為平臺設備：

　　在S3C2440中，LCD控制器被集成在芯片的內部作為一個(gè)相對獨立的單元，所以L(fǎng)inux把它看做是一個(gè)平臺設備，故在內核代碼/arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c中定義有LCD相關(guān)的平臺設備及資源，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L(cháng)CD平臺設備定義了一個(gè)s3c2410fb_mach_info結構體，該結構體主要是記錄LCD的硬件參數信息(比如該結構體的s3c2410fb_display成員結構中就用于記錄LCD的屏幕尺寸、屏幕信息、可變的屏幕參數、LCD配置寄存器等)，這樣在寫(xiě)驅動(dòng)的時(shí)候就直接使用這個(gè)結構體。下面，我們來(lái)看一下內核是如果使用這個(gè)結構體的。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，這些參數要根據具體的LCD屏進(jìn)行設置

　　static struct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata = {

　　//這個(gè)地方的設置是配置LCD寄存器5，這些宏定義在regs-lcd.h中，計算后二進(jìn)制為：111111111111，然后對照數據手冊上LCDCON5的各位來(lái)看，注意是從右邊開(kāi)始

　　.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |

　　S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |

　　S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |

　　S3C2410_LCDCON5_PWREN |

　　S3C2410_LCDCON5_HWSWP,

　　.type = S3C2410_LCDCON1_TFT

　　//以下一些參數在上面的時(shí)序圖分析中講到過(guò),各參數的值請跟據具體的LCD屏數據手冊結合上面時(shí)序分析來(lái)設定

　　};

　　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是做什么的，其值又是怎么設置的?其實(shí)它是跟你的開(kāi)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(kāi)發(fā)板原理圖的LCD控制器部分，第二幅圖是S3c2440數據手冊中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(lái)用做LCD控制器VD0-VD23的數據端口，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(zhuān)業(yè)TFT屏的相關(guān)信號。然而，S3C2440的各個(gè)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(jìn)行配置。所以上面紅色部分的參數就是把GPC和GPD的部分端口配置成LCD控制功能模式。

　　從以上講述的內容來(lái)看，要使LCD控制器支持其他的LCD屏，重要的是根據LCD的數據手冊修改以上這些參數的值。下面，我們再看一下在驅動(dòng)中是如果引用到s3c2410fb_mach_info結構體的(注意上面講的是在內核中如何使用的)。在mach-smdk2440.c中有：

　　//S3C2440初始化函數

　　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));

　　//這里就是將內核中定義的s3c2410fb_mach_info結構體數據保存到LCD平臺數據中，所以在寫(xiě)驅動(dòng)的時(shí)候就可以直接在平臺數據中獲取s3c2410fb_mach_info結構體的數據(即LCD各種參數信息)進(jìn)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(gè)小知識：不知大家有沒(méi)有留意，在平臺設備驅動(dòng)中，platform_data可以保存各自平臺設備實(shí)例的數據，但這些數據的類(lèi)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(gè)void類(lèi)型的指針，在Linux中void可保存任何數據類(lèi)型。