11.LCD驱动
11.LCD驱动
1.LCD显示原理
2.LCD驱动框架：
1.分配fb_info 2.设置 3.注册register_framebuffer 4.硬件相关操作
3.关于fb_info
Linux内核将所有的Framebuffer抽象为一个叫做fb_info的结构体，fb_info结构体包含了Framebuffer设备的完整属性和操作集合，因此每一个Framebuffer设备都必须有一个fb_info。换言之就是，LCD的驱动就是构建fb_info，并且向系统注册 fb_info的过程。fb_info结构体定义在include/linux/fb.h文件里面 fb_info结构体成员变量很多，重点关注以下几个：var，fix，fbops，screen_size，screen_base
程序的主要步骤如下：
1. 分配一个fb_info
static struct fb_info *s3c_lcd;
s3c_lcd = framebuffer_alloc(0, NULL);2. 设置
2.1 设置固定的参数 参考fb.h
strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");
s3c_lcd->fix.smem_len = 480*272*16/8;/*显存长度 565 */
s3c_lcd->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
s3c_lcd->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR; /* TFT */
s3c_lcd->fix.line_length = 480*2;/*1行480像素，每个像素 16/8=2字节*/2.2 设置可变的参数
s3c_lcd->var.xres = 480;
s3c_lcd->var.yres = 272;
s3c_lcd->var.xres_virtual = 480;
s3c_lcd->var.yres_virtual = 272;
s3c_lcd->var.bits_per_pixel = 16;
/* RGB:565 */
s3c_lcd->var.red.offset = 11;//起始地址
s3c_lcd->var.red.length = 5;//总共位数
s3c_lcd->var.green.offset = 5;
s3c_lcd->var.green.length = 6;
s3c_lcd->var.blue.offset = 0;
s3c_lcd->var.blue.length = 5;
s3c_lcd->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;/* RGB:565 */ 2.3 设置操作函数
static struct fb_ops s3c_lcdfb_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.fb_setcolreg = s3c_lcdfb_setcolreg,
/*下面三个函数 每个ops都有*/
.fb_fillrect = cfb_fillrect,
.fb_copyarea = cfb_copyarea,
.fb_imageblit = cfb_imageblit,
};
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 = 480*272*16/8;3. 硬件相关的操作
3.1 配置GPIO用于LCD
gpbcon = ioremap(0x56000010, 8);
gpbdat = gpbcon+1;
gpccon = ioremap(0x56000020, 4);
gpdcon = ioremap(0x56000030, 4);
gpgcon = ioremap(0x56000060, 4);
*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 &= ~(3); /* GPB0设置为输出引脚 */
*gpbcon |= 1;
*gpbdat &= ~1; /* 输出低电平背光 */
*gpgcon |= (3<<8); /* 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
VSPW+1=T1=1 VSPW=0 VBPD+1=T0-T2-T1=377-322-1=4 VBPD=3 LINEVAL+1=T5=320 LINEVAL=319 VFPD+1=T2-T5=322-320=2 VFPD=1 上图中VSYNC引脚极性反转
HSPW+1=T7=5 HSPW=4 HBPD+1=T6-T7-T8=273-25-251=17 HBPD=16 HOZVAL+1=T11=240 HOZVAL=239 HFPD+1=T8-T11=251-240=11 HFPD=10 HSYNC极性同样要反转
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 = (4<<8) | (3<<5) | (0x0c<<1);
#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 = (3<<24) | (319<<14) | (1<<6) | (0<<0);
/* 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 = (16<<19) | (239<<8) | (10<<0);
/* 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 = 4;
#else
lcd_regs->lcdcon2 = S3C2410_LCDCON2_VBPD(5) | \
S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(319) | \
S3C2410_LCDCON2_VFPD(3) | \
S3C2410_LCDCON2_VSPW(1);
lcd_regs->lcdcon3 = S3C2410_LCDCON3_HBPD(10) | \
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(239) | \
S3C2410_LCDCON3_HFPD(1);
lcd_regs->lcdcon4 = S3C2410_LCDCON4_MVAL(13) | \
S3C2410_LCDCON4_HSPW(0);
#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 高低位反转下 方便操作
* bit[0] : 1 = HWSWP 2440手册P413
*/
lcd_regs->lcdcon5 = (1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (1<<0);3.3 分配显存(framebuffer), 并把地址告诉LCD控制器 参考内核分配显存
s3c_lcd->screen_base = dma_alloc_writecombine(NULL, s3c_lcd->fix.smem_len, &s3c_lcd->fix.smem_start, GFP_KERNEL);
/*把显存地址告诉LCD控制器*/
/*最低1位和最高两位都不要*/
lcd_regs->lcdsaddr1 = (s3c_lcd->fix.smem_start >> 1) & ~(3<<30);
lcd_regs->lcdsaddr2 = ((s3c_lcd->fix.smem_start + s3c_lcd->fix.smem_len) >> 1) & 0x1fffff;
lcd_regs->lcdsaddr3 = (480*16/16); /* 一行的长度(单位: 2字节) */
/* 启动LCD */
lcd_regs->lcdcon1 |= (1<<0); /* 使能LCD控制器 */
lcd_regs->lcdcon5 |= (1<<3); /* 使能LCD本身 */
*gpbdat |= 1; /* 输出高电平, 使能背光 */4. 注册
/* 4. 注册 */
register_framebuffer(s3c_lcd);5.退出注销
static void lcd_exit(void)
{
unregister_framebuffer(s3c_lcd);
lcd_regs->lcdcon1 &= ~(1<<0); /* 关闭LCD本身 */
*gpbdat &= ~1; /* 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);
}6.注册
module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");7.调色板的补充
参考内核atmel_lcdfb.c
/* from pxafb.c */
static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan, struct fb_bitfield *bf)
{
chan &= 0xffff;//保留低16位
chan >>= 16 - bf->length;//右移位数，保留16-位数
return chan << bf->offset;//把16-位数 左移 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 > 16)
return 1;
/* 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 0;
}8.测试：
1.在/work/system/linux-2.6.22.6 下 make menuconfig 去掉原来的驱动程序 -> Device Drivers -> Graphics support S3C2410 LCD framebuffer support
2.在/work/system/linux-2.6.22.6 make uImage 在/work/system/linux-2.6.22.6 make modules
3.使用新的uImage启动开发板: 装载三个驱动
4.insmod cfbcopyarea.ko insmod cfbfillrect.ko insmod cfbimgblt.ko insmod lcd.ko
echo hello > /dev/tty1 // 可以在LCD上看见hello cat lcd.ko > /dev/fb0 // 所有内容扔给显存 所以花屏 5. 修改 /etc/inittab tty1::askfirst:-/bin/sh 用新内核重启开发板
insmod cfbcopyarea.ko insmod cfbfillrect.ko insmod cfbimgblt.ko insmod lcd.ko insmod buttons.ko