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LCD驱动(输入子系统)

发布时间:2020-08-28 发布时间:
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#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[9];
    unsigned long dithmode;
    unsigned long tpal;
    unsigned long lcdintpnd;
    unsigned long lcdsrcpnd;
    unsigned long lcdintmsk;
    unsigned long lpcsel;
};
 
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[16];
 
 
static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan, struct fb_bitfield *bf)
{
     chan &= 0xffff;
     chan >>= 16 - 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 > 16)
          return 1;
 
     
     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;
}
static struct fb_ops s3c_lcdfb_ops = {
     .owner = THIS_MODULE,
     .fb_setcolreg = s3c_lcdfb_setcolreg,
     .fb_fillrect = cfb_fillrect,
     .fb_copyarea = cfb_copyarea,
     .fb_imageblit = cfb_imageblit,
};
static int lcd_init(void)
{
     // 1. 分配一个fb_info 
     s3c_lcd = framebuffer_alloc(0, NULL);
 
     // 2. 设置 //
     // 2.1 设置固定的参数 //
     strcpy(s3c_lcd->fix.id, "mylcd");
     s3c_lcd->fix.smem_len = 240*320*16/8;
     s3c_lcd->fix.type     = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
     s3c_lcd->fix.visual   = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
     s3c_lcd->fix.line_length = 240*2;
     // 2.2 设置可变的参数 
     s3c_lcd->var.xres           = 240;
     s3c_lcd->var.yres           = 320;
     s3c_lcd->var.xres_virtual   = 240;
     s3c_lcd->var.yres_virtual   = 320;
     s3c_lcd->var.bits_per_pixel = 16;
 
     // RGB:565 
     s3c_lcd->var.red.offset     = 11;
     s3c_lcd->var.red.length     = 5;
     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;
     // 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   = 240*324*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 
 
     *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 
     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_r(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
      * 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 
     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 >> 1) & ~(3<<30);
     lcd_regs->lcdsaddr2  = ((s3c_lcd->fix.smem_start + s3c_lcd->fix.smem_len) >> 1) & 0x1fffff;
     lcd_regs->lcdsaddr3  = (240*16/16);  // 一行的长度(单位: 2字节) 
     //s3c_lcd->fix.smem_start = xxx;  // 显存的物理地址 
     // 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 
     register_framebuffer(s3c_lcd);
     return 0;
}
 
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);
}
 
module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);
 
MODULE_LICENSE("GPL");
 
============================================================
解析:
 
LCD驱动程序
 
假设
app:  open("/dev/fb0", ...)   主设备号: 29, 次设备号: 0
--------------------------------------------------------------
kernel:
         fb_open
          int fbidx = iminor(inode);
          struct fb_info *info = = registered_fb[0];
 
app:  read()
---------------------------------------------------------------
kernel:
fb_read
int fbidx = iminor(inode);
struct fb_info *info = registered_fb[fbidx];
if (info->fbops->fb_read)
return info->fbops->fb_read(info, buf, count, ppos);
         
src = (u32 __iomem *) (info->screen_base + p);
dst = buffer;
*dst++ = fb_readl(src++);
copy_to_user(buf, buffer, c)        
 
问1. registered_fb在哪里被设置?
答1. register_framebuffer
 
怎么写LCD驱动程序?
1. 分配一个fb_info结构体: framebuffer_alloc
2. 设置
3. 注册: register_framebuffer
4. 硬件相关的操作
 
测试:
1. make menuconfig去掉原来的驱动程序
-> Device Drivers
  -> Graphics support
S3C2410 LCD framebuffer support
 
2. make uImage
   make modules  
之后会在内核的linux-2.6.22.6/drivers/video目录下生成:
    cfbcopyarea.ko 
    cfbfillrect.ko 
    cfbimgblt.ko
拷贝到lcd.ko所在目录下即可。
 
3. 使用新的uImage启动开发板:
 
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   // 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


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