15.linux-LCD层次分析(详解)
如果我们的系统要用GUI（图形界面接口），这时LCD设备驱动程序就应该编写成frambuffer接口，而不是像之前那样只编写操作底层的LCD控制器接口。
什么是frambuffer设备？
frambuffer设备层是对图像设备的一种抽象，它代表了视频硬件的帧缓存，使得应用程序通过定义好的接口就可以访问硬件。所以应用程序不需要考虑底层的（寄存器级）的操作。应用程序对设备文件的访问一般在/dev目录,如 /dev/fb*。
内核中的frambuffer在drivers/video/fbmem.c(fb: frame buffer)
1.我们进入fbmem.c找到它的入口函数:
static int __init fbmem_init(void)
{
create_proc_read_entry("fb", 0, NULL, fbmem_read_proc, NULL);
if (register_chrdev(FB_MAJOR,"fb",&fb_fops)) //(1)创建字符设备
printk("unable to get major %d for fb devs\n", FB_MAJOR);
fb_class = class_create(THIS_MODULE, "graphics"); //创建类
if (IS_ERR(fb_class)) {
printk(KERN_WARNING "Unable to create fb class; errno = %ld\n", PTR_ERR(fb_class));
fb_class = NULL;
}
return 0;
}(1)创建字符设备"fb", FB_MAJOR=29,主设备号为29,我们cat /proc/devices 也能找到这个字符设备:
和我们之前的驱动程序一样，但是没有使用创建设备节点,为什么?
因为需要注册了LCD驱动后，才会有设备节点，所以这里的代码没有 ,后面会分析哪里有。
2.我们来看看注册的file_operations结构体fb_fops的.open函数和.read函数,应用层是如何打开驱动、读取驱动数据
2.1 fb_open函数如下:
static int fb_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int fbidx = iminor(inode); //获取设备节点的次设备号
struct fb_info *info; //定义fb_info结构体
int res = 0;
... ...
if (!(info = registered_fb[fbidx])) //(1) info= registered_fb[fbidx],获取此设备号的lcd驱动信息
try_to_load(fbidx);
... ...
if (info->fbops->fb_open) {
res = info->fbops->fb_open(info,1); //调用registered_fb[fbidx]->fbops->fb_open
if (res)
module_put(info->fbops->owner);
}
return res;
}(1) registered_fb[fbidx] 这个数组也是fb_info结构体,其中fbidx等于次设备号id,显然这个数组就是保存我们各个lcd驱动的信息
2.2 fb_read函数如下:
static ssize_t fb_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;
struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode;
int fbidx = iminor(inode); //获取次设备号
struct fb_info *info = registered_fb[fbidx]; //获取次设备号的lcd驱动的信息
u32 *buffer, *dst;
u32 __iomem *src;
int c, i, cnt = 0, err = 0;
unsigned long total_size;
... ...
if (info->fbops->fb_read)
return info->fbops->fb_read(info, buf, count, ppos);
total_size = info->screen_size; //获取屏幕长度
... ...
buffer = kmalloc((count > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : count,GFP_KERNEL); //分配缓冲区
if (!buffer)
return -ENOMEM;
src = (u32 __iomem *) (info->screen_base + p); //获取显存物理基地址
if (info->fbops->fb_sync)
info->fbops->fb_sync(info);
while (count) {
c = (count > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : count; //获取页地址
dst = buffer;
/*因为src是32位,一个src等于4个字节,所以页地址c >> 2*/
for (i = c >> 2; i--; )
*dst++ = fb_readl(src++); //读取显存每个像素点数据,放到dst地址上
if (c & 3) {
u8 *dst8 = (u8 *) dst;
u8 __iomem *src8 = (u8 __iomem *) src;
for (i = c & 3; i--;)
*dst8++ = fb_readb(src8++);
src = (u32 __iomem *) src8;
}
if (copy_to_user(buf, buffer, c)) { //上传数据,长度等于页地址大小
err = -EFAULT;
break;
}
*ppos += c;
buf += c;
cnt += c;
count -= c;
}
kfree(buffer);
return (err) ? err : cnt;
}从.open和.write函数中可以发现,都依赖于fb_info帧缓冲信息结构体,它从registered_fb[fbidx]数组中得到,这个数组保存我们各个lcd驱动的信息
3.我们来找找这个数组在哪里被注册,位于register_framebuffer():
int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
{
... ...
for (i = 0 ; i < FB_MAX; i++) //查找空的数组
if (!registered_fb[i])
break;
fb_info->node = i;
... ...
/*创建设备节点,名称为fdi,主设备号为29,次设备号为i */
fb_info->dev = device_create(fb_class, fb_info->device,MKDEV(FB_MAJOR, i), "fb%d", i);
... ...
registered_fb[i] = fb_info;
... ...
}得出这个register_framebuffer()除了注册fb_info,还创建了设备节点
所以要注册驱动时就调用这个,如下图所示:
4.我们来看看/drivers/video/s3c2410fb.c 中又是怎么实现驱动的
4.1先找到入口出口函数:
int __devinit s3c2410fb_init(void)
{
return platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
}
static void __exit s3c2410fb_cleanup(void)
{
platform_driver_unregister(&s3c2410fb_driver);
}发现是注册、注销设备平台drv
4.2 来看看s3c2410fb_driver 如何定义的
static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {
.probe = s3c2410fb_probe, //检测函数,注册设备
.remove = s3c2410fb_remove, //删除设备
.suspend = s3c2410fb_suspend, //休眠
.resume = s3c2410fb_resume, //唤醒
.driver = {
.name = "s3c2410-lcd", //drv名字
.owner = THIS_MODULE,
},
};和我们上节分析的platform机制一样,当与设备匹配成功,就进入probe函数,初始化驱动设备
4.3 来看看.probe函数,如何实现驱动的
static int __init s3c2410fb_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct s3c2410fb_info *info;
struct fb_info *fbinfo;
struct s3c2410fb_hw *mregs;
int ret;
int irq;
int i;
u32 lcdcon1;
mach_info = pdev->dev.platform_data; //获取LCD设备信息(长宽、类型等)
if (mach_info == NULL) {
dev_err(&pdev->dev,"no platform data for lcd, cannot attach\n");
return -EINVAL;
}
mregs = &mach_info->regs;
irq = platform_get_irq(pdev, 0);
if (irq < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "no irq for device\n");
return -ENOENT;
}
fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev); //1.分配一个fb_info结构体
if (!fbinfo) {
return -ENOMEM;
}
/*2.设置fb_info*/
info = fbinfo->par;
info->fb = fbinfo;
info->dev = &pdev->dev;
... ...
/*3.硬件相关的操作,设置中断,LCD时钟频率,显存地址, 配置引脚... ...*/
ret = request_irq(irq, s3c2410fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, info); //设置中断
info->clk = clk_get(NULL, "lcd"); //获取时钟
clk_enable(info->clk); //使能时钟
ret = s3c2410fb_map_video_memory(info); //显存地址
ret = s3c2410fb_init_registers(info); //设置寄存器,配置引脚
... ...
ret = register_framebuffer(fbinfo); //4.注册一个fb_info结构体
if (ret < 0) {
printk(KERN_ERR "Failed to register framebuffer device: %d\n", ret);
goto free_video_memory;
}
... ...
return ret;
}4.4 显然要写个LCD驱动程序,需要以下4步:
1) 分配一个fb_info结构体: framebuffer_alloc();
2) 设置fb_info
3) 硬件相关的操作(设置中断,LCD时钟频率,显存地址, 配置引脚... ...)
4 注册fb_info: register_framebuffer()
下节就开始如何来写LCD驱动
(LCD驱动详解入口地址: http://www.cnblogs.com/lifexy/p/7604011.html)