Linux中LCD驅動結構分析

 針對Linux2.6內核中LCD驅動結構分析,由於公司項目是xx方案,所以也就用其來做分析,置於s3c2410的驅動,對比着看,應該沒問題。

    在分析驅動之前,首先先了解幾個LCD驅動中的幾個重要的數據結構,

 1、struct fb_info數據結構(FBI)

1  struct fb_info 
2  { 
3     int node; 
4     int flags; 
5     struct fb_var_screeninfo var; /*可變參數 */ 
6     struct fb_fix_screeninfo fix; /*固定參數 */ 
7     struct fb_monspecs monspecs; /*顯示器標準 */ 
8     struct work_struct queue; /* 幀緩衝事件隊列 */ 
9     struct fb_pixmap pixmap; /* 圖像硬件mapper */ 
10    struct fb_pixmap sprite; /* 光標硬件mapper */ 
11    struct fb_cmap cmap; /* 目前的顏色表*/ 
12    struct list_head modelist;  
13    struct fb_videomode *mode; /* 目前的video模式 */ 
14  
15    #ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT 
16       struct mutex bl_mutex; 
17       /* 對應的背光設備  */ 
18       struct backlight_device *bl_dev; 
19       /* 背光調整 */ 
20       u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS]; 
21     #endif 
22  
23     struct fb_ops *fbops; /* fb_ops,幀緩衝操作 */ 
24     struct device *device; 
25     struct class_device *class_device; / 
26     int class_flag; /* 私有sysfs標誌 */ 
27     #ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING 
28         struct fb_tile_ops *tileops; /* 圖塊Blitting */ 
29     #endif 
30     char _  _iomem *screen_base; /* 虛擬基地址 */ 
31     unsigned long screen_size; /* ioremapped的虛擬內存大小 */ 
32     void *pseudo_palette; /* 僞16色顏色表 */ 
33     #define FBINFO_STATE_RUNNING  0 
34     #define FBINFO_STATE_SUSPENDED         1 
35     u32 state; /* 硬件狀態,如掛起 */ 
36     void *fbcon_par; 
37     void *par; 
38 }; 

    FBI 中記錄了幀緩衝設備的全部信息,包括設備的設置參數、狀態以及操作函數指針。每一個幀緩衝設備都必須對應一個 FBI。

2.fb_ops結構體
FBI 的成員變量 fb_ops 爲指向底層操作的函數的指針,這些函數是需要驅動程序開發人員編寫的。

1  struct fb_ops 
2  { 
3      struct module *owner; 
4       /* 打開/釋放 */ 
5      int(*fb_open)(struct fb_info *info, int user); 
6      int(*fb_release)(struct fb_info *info, int user); 
7   
8      /* 對於非線性佈局的/常規內存映射無法工作的幀緩衝設備需要 */ 
9      ssize_t(*fb_read)(struct file *file, char _  _user *buf, size_t
count, 
10        loff_t*ppos); 
11     ssize_t(*fb_write)(struct file *file, const char _  _user *buf,
size_t count, 
12        loff_t *ppos); 
13  
14     /* 檢測可變參數,並調整到支持的值*/ 
15         int(*fb_check_var)(struct  fb_var_screeninfo  *var,  struct
fb_info *info); 
16  
17    /* 根據info->var設置video模式 */ 
18    int(*fb_set_par)(struct fb_info *info); 
19  
20    /* 設置color寄存器 */ 
21    int(*fb_setcolreg)(unsigned  regno,  unsigned  red,  unsigned  green, 
unsigned 
22        blue, unsigned transp, struct fb_info *info); 
23  
24     /* 批量設置color寄存器,設置顏色表 */ 
25     int(*fb_setcmap)(struct fb_cmap *cmap, struct fb_info *info); 
26  
27     /*顯示空白 */ 
28     int(*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info); 
29  
30     /* pan顯示 */ 
31      int(*fb_pan_display)(struct  fb_var_screeninfo  *var,  struct 
fb_info *info); 
32  
33     /* 矩形填充 */ 
34        void(*fb_fillrect)(struct  fb_info  *info,  const  struct
fb_fillrect *rect); 
35     /* 數據複製 */ 
36        void(*fb_copyarea)(struct  fb_info  *info,  const  struct
fb_copyarea *region); 
37     /* 圖形填充 */ 
38     void(*fb_imageblit)(struct  fb_info  *info,  const  struct  fb_image
*image); 
39  
40     /* 繪製光標 */ 
41     int(*fb_cursor)(struct  fb_info  *info,  struct  fb_cursor  *cursor);
42  
43     /* 旋轉顯示 */ 
44     void(*fb_rotate)(struct fb_info *info, int angle); 
45  
46     /* 等待blit空閒 (可選) */ 
47     int(*fb_sync)(struct fb_info *info); 
48  
49     /* fb特定的ioctl (可選) */ 
50   int(*fb_ioctl)(struct  fb_info *info,  unsigned int  cmd, unsigned
long arg); 
51  
52   /* 處理32位的compat ioctl (可選) */ 
53     int(*fb_compat_ioctl)(struct  fb_info  *info,  unsigned  cmd,
unsigned long arg); 
54  
55   /* fb特定的mmap */ 
56   int(*fb_mmap)(struct fb_info *info, struct vm_area_struct *vma);
57  
58   /* 保存目前的硬件狀態 */ 
59   void(*fb_save_state)(struct fb_info *info); 
60  
61   /* 恢復被保存的硬件狀態 */ 
62   void(*fb_restore_state)(struct fb_info *info); 
63 }; 


    LCD驅動中比較關鍵的是framebuff(幀緩衝) 

    FrameBuffer的原理

FrameBuffer 是出現在 Linux內核當中的一種驅動程序接口。它是Linux內核抽象出來的設備,供用戶態進程實現直接寫屏。Framebuffer機制模仿顯卡的功能,將顯卡硬件結構抽象掉,可以通過Framebuffer的讀寫直接對顯存進行操作。用戶可以將Framebuffer看成是顯示內存的一個映像,將其映射到進程地址空間之後,就可以直接進行讀寫操作,而寫操作可以立即反應在屏幕上。這種操作是抽象的,統一的。用戶不必關心物理顯存的位置、換頁機制等等具體細節,這些都是由Framebuffer設備驅動來完成的但Framebuffer本身不具備任何運算數據的能力,就只好比是一個暫時存放水的水池.CPU將運算後的結果放到這個水池,水池再將結果流到顯示器.中間不會對數據做處理. 應用程序也可以直接讀寫這個水池的內容.在這種機制下,儘管Framebuffer需要真正的顯卡驅動的支持,但所有顯示任務都有CPU完成,因此CPU負擔很重。

    framebuffer的設備文件一般是 /dev/fb0、/dev/fb1 等等。

可以用命令: #dd if=/dev/zero of=/dev/fb 清空屏幕.

如果顯示模式是 1024x768-8 位色,用命令:$ dd if=/dev/zero of=/dev/fb0 bs=1024 count=768 清空屏幕;

用命令: #dd if=/dev/fb of=fbfile 可以將fb中的內容保存下來;

可以重新寫回屏幕: #dd if=fbfile of=/dev/fb;

在使用Framebuffer時,Linux是將顯卡置於圖形模式下的.

在應用程序中,一般通過將 FrameBuffer 設備映射到進程地址空間的方式使用,比如下面的程序就打開 /dev/fb0 設備,並通過 mmap 系統調用進行地址映射,隨後用 memset 將屏幕清空(這裏假設顯示模式是 1024x768-8 位色模式,線性內存模式):

  int fb;

  unsigned char* fb_mem;

  fb = open ("/dev/fb0", O_RDWR);

  fb_mem = mmap (NULL, 1024*768, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);

  memset (fb_mem, 0, 1024*768); //這個命令應該只有在root可以執行

  FrameBuffer 設備還提供了若干 ioctl 命令,通過這些命令,可以獲得顯示設備的一些固定信息(比如顯示內存大小)、與顯示模式相關的可變信息(比如分辨率、象素結構、每掃描線的字節寬度),以及僞彩色模式下的調色板信息等等。

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    下面開始分析framebuff在Linux內核中的實現機制。

下班了,先簡要寫點,LCD驅動中有三個文件需要注意,

1、alps\xx\platform\mt\kernel\drivers\video\lcd_drv.c

2、alps\xx\source\kernel\drivers\video\xxfb.c

3、alps\kernel\driver\video\fbmem.c

fbmem.c 文件是原始內核中的文件,framebuff的核心文件,實現了framebuff驅動的註冊、卸載等函數,並且在這裏註冊了設備文件。

xxfb.c是xx平臺,LCD具體的framebuff驅動。通過調用fbmem.c中的framebuff的註冊與卸載函數來向系統註冊xx的fb驅動。

lcd_drv.c中實現了具體的硬件配置操作。ok啦。餓死了~~回去~~

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