S3C2440 LCD驱动(FrameBuffer)实例开发<二>
开发板自带的LCD驱动是基于platform总线写的，所以如果要使其它的LCD能够在自己的开发板上跑起来，那么就先了解platform驱动的架构，下面简单记录下自己看platform驱动时体会，简单的说platform是一种虚拟总线，那么它也是一条总线，所以它分为3个部分，platform_bus，platform_device，platform_driver。在platform_device向platform_bus注册设备，platform_driver向platform_bus注册驱动，注册后在platform_bus中会有一条device链表和driver链表，platform_bus中match函数将匹配两者的名字，如果相同那就把驱动和设备进行绑定。Linux platform driver机制和传统的device driver机制（通过driver_register进行注册）相比，一个明显的优势在于platform机制将设备本身的资源注册进内核，由内核统一管理，在驱动中使用这些资源时通过platform device提供的标准结构进行申请并使用。这样提高了驱动和资源的独立性，并且具有较好的可移植性和安全性（这些标准接口是安全的）。下面举一个简单platform驱动的例子来分析platform_device和platform_driver是怎么联系，platform_driver是怎么使用platform_device提供硬件信息的。
led_dev.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serial_core.h>
#include <linux/platform_device.h>
/* 分配/设置/注册一个platform_device */
static struct resource led_resource[] = {
[0] = {
.start = 0x56000010, /* TQ2440的LED是GPB5,6,7,8, GPBCON地址是0x56000010 */
.end = 0x56000010 + 8 - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM, /* 标识led控制器io端口*/
},
[1] = {
.start = 5, /* LED1 */
.end = 5,
.flags = IORESOURCE_IRQ, /* 标识LED中断 */
}
};
/* 必须提供realease函数，可以不实现 */
static void led_release(struct device * dev)
{
}
static struct platform_device led_dev = {
.name = "myled", /* 设备名 */
.id = -1, /* 一般设为-1，表示同样名字的设备只有一个 */
.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resource), /* 资源数量*/
.resource = led_resource,
.dev = {
.release = led_release, /* 引用上面定义的资源 */
},
};
static int led_dev_init(void)
{
platform_device_register(&led_dev);/* 注册平台设备 */
return 0;
}
static void led_dev_exit(void)
{
platform_device_unregister(&led_dev);/* 注销平台设备*/
}
module_init(led_dev_init);
module_exit(led_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
Led_drv.c
#include <linux/fs.h>
#include <linux/interrupt.h
#include <linux/irq.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/pm.h>
#include <linux/sysctl.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
static int major;
static struct class *cls;
static volatile unsigned long *gpio_con;
static volatile unsigned long *gpio_dat;
static int pin;
static int led_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
//printk("first_drv_open\n");
/* 配置为输出 */
*gpio_con &= ~(0x3<<(pin*2));
*gpio_con |= (0x1<<(pin*2));
return 0;
}
static ssize_t led_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
int val;
//printk("first_drv_write\n");
copy_from_user(&val, buf, count); // copy_to_user();
if (val == 1)
{
// 点灯
*gpio_dat &= ~(1<<pin);
}
else
{
// 灭灯
*gpio_dat |= (1<<pin);
}
return 0;
}
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
.open = led_open,
.write = led_write,
};
static int led_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct resource *res;
/* 分配/设置/注册一个platform_driver */
/* 根据platform_device的资源进行ioremap */
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
gpio_con = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);
gpio_dat = gpio_con + 1;
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);
pin = res->start;
/* 注册字符设备驱动程序 */
printk("led_probe, found led\n");
/* 注册设备，生成设备文件*/
major = register_chrdev(0, "myled", &led_fops);
cls = class_create(THIS_MODULE, "myled");
class_device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "led"); /* /dev/led */
return 0;
}
static int led_remove(struct platform_device *pdev)
{
/* 卸载字符设备驱动程序 */
/* iounmap */
printk("led_remove, remove led\n");
class_device_destroy(cls, MKDEV(major, 0));
class_destroy(cls);
unregister_chrdev(major, "myled");
iounmap(gpio_con);
return 0;
}
struct platform_driver led_drv = {
.probe = led_probe,
.remove = led_remove,
.driver = {
.name = "myled",
}
};
static int led_drv_init(void)
{
platform_driver_register(&led_drv); /* 注册平台驱动 */
return 0;
}
static void led_drv_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&led_drv); /* 注销平台驱动 */
}
module_init(led_drv_init);
module_exit(led_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
这就是一个简单的platform驱动，这两个文件我们完全可以写道一个文件中去实现，现在看下由一个文件如何实现这个驱动：
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/hardware.h>
static struct class *seconddrv_class;
static struct class_device *seconddrv_class_dev;
volatile unsigned long *gpfcon;
volatile unsigned long *gpfdat;
static int second_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/*
* K1,K2,K3,K4对应GPF1、GPF4、GPF2、GPF0
*/
/* 配置GPF1、GPF4、GPF2、GPF0为输入引脚 */
*gpfcon &= ~((0x3<<(1*2)) | (0x3<<(4*2)) | (0x3<<(2*2)) | (0x3<<(0*2)));
return 0;
}
ssize_t second_drv_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
/* 返回4个引脚的电平 */
unsigned char key_vals[4];
int regval;
if (size != sizeof(key_vals))
return -EINVAL;
regval = *gpfdat;
key_vals[0] = (regval & (1<<1)) ? 1 : 0;
key_vals[1] = (regval & (1<<4)) ? 1 : 0;
key_vals[2] = (regval & (1<<2)) ? 1 : 0;
key_vals[3] = (regval & (1<<0)) ? 1 : 0;
copy_to_user(buf, key_vals, sizeof(key_vals));
return sizeof(key_vals);
}
static struct file_operations sencod_drv_fops = {
.owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
.open = second_drv_open,
.read = second_drv_read,
};
int major;
static int second_drv_init(void)
{
major = register_chrdev(0, "second_drv", &sencod_drv_fops);
seconddrv_class = class_create(THIS_MODULE, "second_drv");
seconddrv_class_dev = class_device_create(seconddrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "buttons"); /* /dev/buttons */
gpfcon = (volatile unsigned long *)ioremap(0x56000050, 16);
gpfdat = gpfcon + 1;
return 0;
}
static void second_drv_exit(void)
{
unregister_chrdev(major, "second_drv");
class_device_unregister(seconddrv_class_dev);
class_destroy(seconddrv_class);
iounmap(gpfcon);
return 0;
}
module_init(second_drv_init);
module_exit(second_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
由此可见，如果由platform驱动去实现led驱动将会多出很多东西，而这些多出来的就是我们如何把一个驱动程序融合到platform里面，那既然用platform驱动要多写那么多东西那问什么还要写基于platform的驱动呢？我的理解是基于以下几个原因：如果一个设备挂在总线上，其结果是配套的sysfs结点，设备电源管理都成为可能；隔离了BSP和驱动，在BSP中定义platform设备和设备使用的资源，设备的具体配置信息，而在驱动中，只要通过API去获取资源和数据，做到了板相关代码与驱动代码的分离，使得驱动具有更好的可移植性和更好的扩展性和跨平台性；假如我们要实现一个LCD驱动，那么我们只需修改BSP相关的代码，platform基本上不需修改，避免重复着轮子的可能性；基于platformplatform机制将设备本身的资源注册进内核，由内核统一管理。
上面platform的例子还没有完全按照linux platform的标准去写，因为阅读代码可知linux platform驱动把platform_device相关的代码放在一块，然后统一进行注册！
下面记录下如何把device添加到板级文件中（最开始还是建议写成两个文件，分别编译成模块加载，因为如果是放到板级文件中那么需要重新编译内核，这个将在编译上浪费很多时间）
步骤：
1. 在/arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c中定义led 相关的设备及资源，代码如下：
static struct resource led_resource[] = {
[0] = {
.start = 0x56000010, /* TQ2440的LED是GPB5,6,7,8, GPBCON地址是0x56000010 */
.end = 0x56000010 + 8 - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM, /* 标识led控制器io端口*/
},
[1] = {
.start = 5, /* LED1 */
.end = 5,
.flags = IORESOURCE_IRQ, /* 标识LED中断 */
}
};
EXPORT_SYMBOL(s3c_device_lcd);请注意最后一行是导出led平台设备，会在mach-smdk2440.c中添加到平台设备列表中。
2. 如果还需定义led的其它信息，那么在/arch/arm/plat-s3c2410/include/mach/fb.h 为led平台设备定义一个s3c2410fb_mach_info结果体。led很简单所以没有必要再去定义，但是后面讲的LCD的平台设备需要定义！因为仅仅通过resource，驱动还无法操作LCD。
3. 不要实现，只是记录下系统还会做什么事！ 在mach-smdk2440.c中将会调用platform_add_devices()，注册平台设备。
好了对platform有了一定了解后，那么看看如果将LCD驱动写成linux设备模型的platform驱动，同样给出不使用platform架构是一个完整的字符设备驱动的lcd驱动，在给出一个符合platform模型的lcd驱动，通过这两个文件的对比，就可以知道在符合platform模型的lcd驱动中可以找到LCD驱动的全部信息，也会发现基本上所有plat_form驱动出了驱动本身的东西外，框架性的东西基本上一样的，所以如果理解了一两个platform驱动，那么以后写platform驱动或看platform代码跟不以flatform写出的代码是没有什么区别的！代码如下：
#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_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 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];
/* from pxafb.c */
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;
/* 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;
}
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 = 480*272*32/8; /* TQ2440的LCD位宽是24,但是2440里会分配4字节即32位(浪费1字节) */
s3c_lcd->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
s3c_lcd->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR; /* TFT */
s3c_lcd->fix.line_length = 480*4;
/* 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 = 32;
/* RGB:565 */
s3c_lcd->var.red.offset = 16;
s3c_lcd->var.red.length = 8;
s3c_lcd->var.green.offset = 8;
s3c_lcd->var.green.length = 8;
s3c_lcd->var.blue.offset = 0;
s3c_lcd->var.blue.length = 8;
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 = 480*272*32/8;
/* 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] */
*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));
/*
* TQ2440 4.3英寸LCD手册为WXCAT43-TG6#001_V1.0.pdf第22、23页
*
* LCD手册和2440手册"Figure 15-6. TFT LCD Timing Example"一对比就知道参数含义了
*/
/* bit[17:8]: VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2], LCD手册P22 (Dclk=9MHz~15MHz)
* 10MHz(100ns) = 100MHz / [(CLKVAL+1) x 2]
* CLKVAL = 4
* bit[6:5]: 0b11, TFT LCD
* bit[4:1]: 0b1101, 24 bpp for TFT
* bit[0] : 0 = Disable the video output and the LCD control signal.
*/
lcd_regs->lcdcon1 = (4<<8) | (3<<5) | (0x0d<<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 tvb=2
* VBPD=1
* bit[23:14]: 多少行, 272, 所以LINEVAL=272-1=271
* 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tvf=2, 所以VFPD=2-1=1
* bit[5:0] : VSPW, VSYNC信号的脉冲宽度, LCD手册tvp=10, 所以VSPW=10-1=9
*/
lcd_regs->lcdcon2 = (1<<24) | (271<<14) | (1<<6) | (9<<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 thb=2
* HBPD=1
* bit[18:8]: 多少列, 480, 所以HOZVAL=480-1=479
* 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thf=2, 所以HFPD=2-1=1
*/
lcd_regs->lcdcon3 = (1<<19) | (479<<8) | (1<<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Thp=41, 所以HSPW=41-1=40
*/
lcd_regs->lcdcon4 = 40;
/* 信号的极性
* bit[11]: 1=565 format, 对于24bpp这个不用设
* 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
*
* BSWP = 0, HWSWP = 0, BPP24BL = 0 : 当bpp=24时,2440会给每一个象素分配32位即4字节,哪一个字节是不使用的? 看2440手册P412
* bit[12]: 0, LSB valid, 即最高字节不使用
* bit[1] : 0 = BSWP
* bit[0] : 0 = HWSWP
*/
lcd_regs->lcdcon5 = (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) | (0<<12) | (0<<1) | (0<<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 = (480*32/16); /* 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: LCD_PWREN */
// *gpbdat |= 1; /* 输出高电平, 使能背光, TQ2440的背光电路也是通过LCD_PWREN来控制的 */
/* 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控制器 */
lcd_regs->lcdcon1 &= ~(1<<3); /* 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");
基于platform的代码在这就不贴出来了，太多了，可以参考/driver/videv/s3c2410fb.c
