嵌入式Linux之我行——S3C2440上LCD驱动(FrameBuffer)实例开发讲解(二)[转

2019-07-12 14:45发布

嵌入式Linux之我行——S3C2440上LCD驱动(FrameBuffer)实例开发讲解(二) (转:http://blog.chinaunix.net/u3/101649/showart_2209169.html       嵌入式Linux之我行,主要讲述和总结了本人在学习嵌入式linux中的每个步骤。一为总结经验,二希望能给想入门嵌入式Linux的朋友提供方便。如有错误之处,谢请指正。    开发环境
  • 主  机:VMWare--Fedora 9
  • 开发板:Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
  • 编译器:arm-linux-gcc-4.3.2
上接:S3C2440上LCD驱动(FrameBuffer)实例开发详解(一) 四、帧缓冲(FrameBuffer)设备驱动实例代码: ①、建立驱动文件:my2440_lcd.c,依就是驱动程序的最基本结构:FrameBuffer驱动的初始化和卸载部分及其他,如下: #include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/fb.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/div64.h>
#include <mach/regs-lcd.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/fb.h>
#include <linux/pm.h>

/*FrameBuffer设备名称*/
static char driver_name[] = "my2440_lcd";

/*定义一个结构体用来维护驱动程序中各函数中用到的变量
  先别看结构体要定义这些成员,到各函数使用的地方就明白了*/

struct my2440fb_var
{
    int lcd_irq_no;           /*保存LCD中断号*/
    struct clk *lcd_clock;    /*保存从平台时钟队列中获取的LCD时钟*/
    struct resource *lcd_mem; /*LCD的IO空间*/
    void __iomem *lcd_base;   /*LCD的IO空间映射到虚拟地址*/
    struct device *dev;

    struct s3c2410fb_hw regs; /*表示5个LCD配置寄存器,s3c2410fb_hw定义在mach-s3c2410/include/mach/fb.h中*/

    
/*定义一个数组来充当调 {MOD}板。
    据数据手册描述,TFT屏 {MOD}位模式为8BPP时,调 {MOD}板(颜 {MOD}表)的长度为256,调 {MOD}板起始地址为0x4D000400*/

    u32    palette_buffer[256]; 
    u32 pseudo_pal[16];   
    unsigned int palette_ready; /*标识调 {MOD}板是否准备好了*/
};

/*用做清空调 {MOD}板(颜 {MOD}表)*/
#define PALETTE_BUFF_CLEAR (0x80000000)    

/*LCD平台驱动结构体,平台驱动结构体定义在platform_device.h中,该结构体成员接口函数在第②步中实现*/
static struct platform_driver lcd_fb_driver =
{
    .probe     = lcd_fb_probe,               /*FrameBuffer设备探测*/
    .remove    = __devexit_p(lcd_fb_remove), /*FrameBuffer设备移除*/
    .suspend   = lcd_fb_suspend,             /*FrameBuffer设备挂起*/
    .resume    = lcd_fb_resume,              /*FrameBuffer设备恢复*/
    .driver    =
    {
        /*注意这里的名称一定要和系统中定义平台设备的地方一致,这样才能把平台设备与该平台设备的驱动关联起来*/
        .name = "s3c2410-lcd",
        .owner = THIS_MODULE,
    },
};

static int __init lcd_init(void)
{
    /*在Linux中,帧缓冲设备被看做是平台设备,所以这里注册平台设备*/
    return platform_driver_register(&lcd_fb_driver);
}

static void __exit lcd_exit(void)
{
    /*注销平台设备*/
    platform_driver_unregister(&lcd_fb_driver);
}

module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Huang Gang");
MODULE_DESCRIPTION("My2440 LCD FrameBuffer Driver");

②、LCD平台设备各接口函数的实现: /*LCD FrameBuffer设备探测的实现,注意这里使用一个__devinit宏,到lcd_fb_remove接口函数实现的地方讲解*/
static int __devinit lcd_fb_probe(struct platform_device *pdev)
{
    int i;
    int ret;
    struct resource *res;  /*用来保存从LCD平台设备中获取的LCD资源*/
    struct fb_info  *fbinfo; /*FrameBuffer驱动所对应的fb_info结构体*/
    struct s3c2410fb_mach_info *mach_info; /*保存从内核中获取的平台设备数据*/
    struct my2440fb_var *fbvar; /*上面定义的驱动程序全局变量结构体*/
    struct s3c2410fb_display *display; /*LCD屏的配置信息结构体,该结构体定义在mach-s3c2410/include/mach/fb.h中*/

    
/*获取LCD硬件相关信息数据,在前面讲过内核使用s3c24xx_fb_set_platdata函数将LCD的硬件相关信息保存到
     了LCD平台数据中,所以这里我们就从平台数据中取出来在驱动中使用*/

    mach_info = pdev->dev.platform_data;
    if(mach_info == NULL)
    {
        /*判断获取数据是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "no platform data for lcd/n");
        return -EINVAL;
    }

    /*获得在内核中定义的FrameBuffer平台设备的LCD配置信息结构体数据*/
    display = mach_info->displays + mach_info->default_display;
    /*给fb_info分配空间,大小为my2440fb_var结构的内存,framebuffer_alloc定义在fb.h中在fbsysfs.c中实现*/
    fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct my2440fb_var), &pdev->dev);
    if(!fbinfo)
    {
        dev_err(&pdev->dev, "framebuffer alloc of registers failed/n");
        ret = -ENOMEM;
        goto err_noirq;
    }
    platform_set_drvdata(pdev, fbinfo);/*重新将LCD平台设备数据设置为fbinfo,好在后面的一些函数中来使用*/

    
/*这里的用途其实就是将fb_info的成员par(注意是一个void类型的指针)指向这里的私有变量结构体fbvar,
     目的是到其他接口函数中再取出fb_info的成员par,从而能继续使用这里的私有变量*/

    fbvar = fbinfo->par;
    fbvar->dev = &pdev->dev;

    /*在系统定义的LCD平台设备资源中获取LCD中断号,platform_get_irq定义在platform_device.h中*/
    fbvar->lcd_irq_no = platform_get_irq(pdev, 0);
    if(fbvar->lcd_irq_no < 0)
    {
        /*判断获取中断号是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "no lcd irq for platform/n");
        return -ENOENT;
    }

    /*获取LCD平台设备所使用的IO端口资源,注意这个IORESOURCE_MEM标志和LCD平台设备定义中的一致*/
    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
    if(res == NULL)
    {
        /*判断获取资源是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory region resource/n");
        return -ENOENT;
    }

    /*申请LCD IO端口所占用的IO空间(注意理解IO空间和内存空间的区别),request_mem_region定义在ioport.h中*/
    fbvar->lcd_mem = request_mem_region(res->start, res->end - res->start + 1, pdev->name);
    if(fbvar->lcd_mem == NULL)
    {
        /*判断申请IO空间是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "failed to reserve memory region/n");
        return -ENOENT;
    }

    
/*将LCD的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址,ioremap定义在io.h中
     注意:IO空间要映射后才能使用,以后对虚拟地址的操作就是对IO空间的操作*/

    fbvar->lcd_base = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);
    if(fbvar->lcd_base == NULL)
    {
        /*判断映射虚拟地址是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "ioremap() of registers failed/n");
        ret = -EINVAL;
        goto err_nomem;
    }

    
/*从平台时钟队列中获取LCD的时钟,这里为什么要取得这个时钟,从LCD屏的时序图上看,各种控制信号的延迟
     都跟LCD的时钟有关。系统的一些时钟定义在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/

    fbvar->lcd_clock = clk_get(NULL, "lcd");
    if(!fbvar->lcd_clock)
    {
        /*判断获取时钟是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "failed to find lcd clock source/n");
        ret = -ENOENT;
        goto err_nomap;
    }
    /*时钟获取后要使能后才可以使用,clk_enable定义在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/
    clk_enable(fbvar->lcd_clock);

    
/*申请LCD中断服务,上面获取的中断号lcd_fb_irq,使用快速中断方式:IRQF_DISABLED
     中断服务程序为:lcd_fb_irq,将LCD平台设备pdev做参数传递过去了*/

    ret = request_irq(fbvar->lcd_irq_no, lcd_fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, fbvar);
    if(ret)
    {
        /*判断申请中断服务是否成功*/
        dev_err(&pdev->dev, "IRQ%d error %d/n", fbvar->lcd_irq_no, ret);
        ret = -EBUSY;
        goto err_noclk;
    }

    /*好了,以上是对要使用的资源进行了获取和设置。下面就开始初始化填充fb_info结构体*/

    /*首先初始化fb_info中代表LCD固定参数的结构体fb_fix_screeninfo*/
    
/*像素值与显示内存的映射关系有5种,定义在fb.h中。现在采用FB_TYPE_PACKED_PIXELS方式,在该方式下,
    像素值与内存直接对应,比如在显示内存某单元写入一个"1"时,该单元对应的像素值也将是"1",这使得应用层
    把显示内存映射到用户空间变得非常方便。Linux中当LCD为TFT屏时,显示驱动管理显示内存就是基于这种方式*/

    strcpy(fbinfo->fix.id, driver_name);/*字符串形式的标识符*/
    fbinfo->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
    fbinfo->fix.type_aux = 0;/*以下这些根据fb_fix_screeninfo定义中的描述,当没有硬件是都设为0*/
    fbinfo->fix.xpanstep = 0;
    fbinfo->fix.ypanstep = 0;
    fbinfo->fix.ywrapstep= 0;
    fbinfo->fix.accel = FB_ACCEL_NONE;
    /*接着,再初始化fb_info中代表LCD可变参数的结构体fb_var_screeninfo*/
    fbinfo->var.nonstd          = 0;
    fbinfo->var.activate        = FB_ACTIVATE_NOW;
    fbinfo->var.accel_flags     = 0;
    fbinfo->var.vmode           = FB_VMODE_NONINTERLACED;
    fbinfo->var.xres            = display->xres;
    fbinfo->var.yres            = display->yres;
    fbinfo->var.bits_per_pixel  = display->bpp;
    /*指定对底层硬件操作的函数指针, 因内容较多故其定义在第③步中再讲*/
    fbinfo->fbops               = &my2440fb_ops;
    /*初始化 {MOD}调 {MOD}板(颜 {MOD}表)为空*/
    for(i = 0; i < 256; i++)
    {
        fbvar->palette_buffer[i] = PALETTE_BUFF_CLEAR;
    }

    for (i = 0; i < mach_info->num_displays; i++) /*fb缓存的长度*/
    {
        /*计算FrameBuffer缓存的最大大小,这里右移3位(即除以8)是因为 {MOD}位模式BPP是以位为单位*/
        unsigned long smem_len = (mach_info->displays[i].xres * mach_info->displays[i].yres * mach_info->displays[i].bpp) >> 3;

        if(fbinfo->fix.smem_len < smem_len)
        {
            fbinfo->fix.smem_len = smem_len;
        }
    }

    /*初始化LCD控制器之前要延迟一段时间*/
    msleep(1);

    /*初始化完fb_info后,开始对LCD各寄存器进行初始化,其定义在后面讲到*/
    my2440fb_init_registers(fbinfo);

    /*初始化完寄存器后,开始检查fb_info中的可变参数,其定义在后面讲到*/
    my2440fb_check_var(fbinfo);
    
    /*申请帧缓冲设备fb_info的显示缓冲区空间,其定义在后面讲到*/
    ret = my2440fb_map_video_memory(fbinfo);
    if (ret)
    {
        dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate video RAM: %d/n", ret);
        ret = -ENOMEM;
        goto err_nofb;
    }

    /*最后,注册这个帧缓冲设备fb_info到系统中, register_framebuffer定义在fb.h中在fbmem.c中实现*/
    ret = register_framebuffer(fbinfo);
    if (ret < 0)
    {
        dev_err(&pdev->dev, "failed to register framebuffer device: %d/n", ret);
        goto err_video_nomem;
    }

    
/*对设备文件系统的支持(对设备文件系统的理解请参阅:嵌入式Linux之我行——设备文件系统剖析与使用)
     创建frambuffer设备文件,device_create_file定义在linux/device.h中*/

    ret = device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_debug);
    if (ret)
    {
        dev_err(&pdev->dev, "failed to add debug attribute/n");
    }

    return 0;

/*以下是上面错误处理的跳转点*/
err_nomem:
    release_resource(fbvar->lcd_mem);
    kfree(fbvar->lcd_mem);

err_nomap:
    iounmap(fbvar->lcd_base);

err_noclk:
    clk_disable(fbvar->lcd_clock);
    clk_put(fbvar->lcd_clock);

err_noirq:
    free_irq(fbvar->lcd_irq_no, fbvar);

err_nofb:
    platform_set_drvdata(pdev, NULL);
    framebuffer_release(fbinfo);

err_video_nomem:
    my2440fb_unmap_video_memory(fbinfo);

    return ret;
}

/*LCD中断服务程序*/
static irqreturn_t lcd_fb_irq(int irq, void *dev_id)
{
    struct my2440fb_var    *fbvar = dev_id;
    void __iomem *lcd_irq_base;
    unsigned long lcdirq;

    /*LCD中断挂起寄存器基地址*/
    lcd_irq_base = fbvar->lcd_base + S3C2410_LCDINTBASE;

    /*读取LCD中断挂起寄存器的值*/
    lcdirq = readl(lcd_irq_base + S3C24XX_LCDINTPND);

    /*判断是否为中断挂起状态*/
    if(lcdirq & S3C2410_LCDINT_FRSYNC)
    {
        /*填充调 {MOD}板*/
        if (fbvar->palette_ready)
        {
            my2440fb_write_palette(fbvar);
        }

        /*设置帧已插入中断请求*/
        writel(S3C2410_LCDINT_FRSYNC, lcd_irq_base + S3C24XX_LCDINTPND);
        writel(S3C2410_LCDINT_FRSYNC, lcd_irq_base + S3C24XX_LCDSRCPND);
    }

    return IRQ_HANDLED;
}

/*填充调 {MOD}板*/
static void my2440fb_write_palette(struct my2440fb_var *fbvar)
{
    unsigned int i;
    void __iomem *regs = fbvar->lcd_base;

    fbvar->palette_ready = 0;

    for (i = 0; i < 256; i++)
    {
        unsigned long ent = fbvar->palette_buffer[i];

        if (ent == PALETTE_BUFF_CLEAR)
        {
            continue;
        }

        writel(ent, regs + S3C2410_TFTPAL(i));

        if (readw(regs + S3C2410_TFTPAL(i)) == ent)
        {
            fbvar->palette_buffer[i]