• 《Linux驱动：s3c2440 lcd 驱动分析》

    文章目录

    一，前言

    s3c2440 lcd 驱动分析，涉及到的内容有，LCD图像显示原理、s3c2440的LCD控制器的操作、LCD驱动使用平台总线-设备-驱动模型的实例、LCD相关参数的设置、fb字符设备驱动实例、framebuffer的注册和管理、以及一次LCD显示的完整过程分析。

    二，LCD原理和硬件分析

    2.1 LCD原理解析

    SDRAM：在SDRAM中申请了一块连续的内存作为LCD显示数据的存储，叫做显存（framebuffer）。
    LCD控制器：LCD控制器通过硬件电路和LCD屏连接。
    LCD屏：作为一个外设通过硬件电路和MCU（引脚配置为LCD引脚）连接。
    在这里插入图片描述

    图像在LCD屏上显示，可以看成是LCD控制器先从显存中取出一帧图像数据，然后输入到LCD屏上。480*272的屏，所显示的一帧有480*272个像素点、272行、480列。对于每一行的像素点，LCD控制器有一个VCLK信号控制，每来一个VCLK，显示的像素点就向右移动一个，当移动到这一行中的最后一个像素点时，LCD控制器有一个HSYNC信号，控制像素点跳到下一行的第一个像素显示。对于一帧图像(也叫一场)，即当像素点移动到最后一行的最后一个位置显示完后，LCD控制器有一个VSYNC信号，控制像素点重新移动到第一行的第一个像素显示下一帧图像。

    2.2 硬件电路

    2.2.1 LCD背光电路

    开启LCD显示，需要使能KEYBOARD(一般EN表示高电平有效，EN上面画一横表示低电平有效)开启背光。
    在这里插入图片描述

    2.2.2 LCD屏

    VLINE：HSYNC信号输出引脚（由LCD控制器操作）
    VFRAME：VSYNC信号输出引脚（由LCD控制器操作）
    VCLK：VCLK信号输出引脚（由LCD控制器操作）
    VD3~VD7：RGB(565)中B数据输出引脚
    VD10~VD15：RGB(565)中G数据输出引脚
    VD19~VD23：RGB(565)中R数据输出引脚
    TS*：供ts触摸屏连接
    在这里插入图片描述

    2.2.3 S3c2440主控

    涉及 GPG、GPD、GPC引脚。
    VM：LCD控制器使能引脚（由LCD控制器的寄存器配置），开启LCD显示需要配置相关寄存器的相应位使能。
    LCD_PWREN：LCD电源使能引脚（由LCD控制器的寄存器配置），开启LCD显示需要配置相关寄存器的相应位使能。
    在这里插入图片描述

    三，LCD应用平台总线-设备-驱动模型

    3.1 lcd 设备的加载和注册

    MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")
/* Maintainer: Ben Dooks  */
.phys_io	= S3C2410_PA_UART,
.io_pg_offst	= (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
.boot_params	= S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,

.init_irq	= s3c24xx_init_irq,
.map_io		= smdk2440_map_io,
.init_machine	= smdk2440_machine_init,
.timer		= &s3c24xx_timer,
MACHINE_END

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11

    将上面的宏展开

    
static const struct machine_desc __mach_desc_SMDK2440
 __attribute_used__
 __attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {
 .nr = MACH_TYPE_SMDK2410, /* architecture number */
 .name = "SMDK2440", /* architecture name */
 /* Maintainer: Jonas Dietsche */
 .phys_io = S3C2410_PA_UART, /* start of physical io */
 .io_pg_offst = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
 .boot_params = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100, /* tagged list */
 .map_io = smdk2440_map_io, /* IO mapping function */
 .init_irq = s3c24xx_init_irq,
 .init_machine = smdk2440_machine_init,
 .timer = &s3c24xx_timer,
}

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15

    MACHINE_START主要是定义了"struct machine_desc"的类型，放在 section(“.arch.info.init”)，是初始化数据，Kernel 起来之后将被丢弃。
    各个成员函数在不同时期被调用：

    1. .init_machine 在 arch/arm/kernel/setup.c 中被 customize_machine 调用，放在 arch_initcall() 段里面，会自动按顺序被调用。
    2. init_irq在start_kernel() -> init_IRQ() -> init_arch_irq() 被调用
    3. map_io 在 setup_arch() -> paging_init() -> devicemaps_init()被调用
      其他主要都在 setup_arch() 中用到。

    系统初始化时，会调用smdk2440_machine_init

    static void __init smdk2440_machine_init(void)
{
    // 这里设置LCD的参数，和驱动分离。这样要修改LCD时，驱动层程序可以不需要改动，只需修改设备层参数就行了，方便移植。
	s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_lcd_cfg);
    
    // 将smdk2440_devices数组中的设备注册到平台总线
	platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));
	smdk_machine_init();
}

// smdk2440_devices数组
static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
	&s3c_device_usb,
	&s3c_device_lcd,
	&s3c_device_wdt,
	&s3c_device_i2c,
	&s3c_device_iis,
    &s3c2440_device_sdi,
};

// lcd设备
struct platform_device s3c_device_lcd = {
	.name		  = "s3c2410-lcd",
	.id		  = -1,
	.num_resources	  = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource),
	.resource	  = s3c_lcd_resource,
	.dev              = {
		.dma_mask		= &s3c_device_lcd_dmamask,
		.coherent_dma_mask	= 0xffffffffUL
	}
};

// 设置lcd设备参数 smdk2440_lcd_cfg。各参数含义后面在probe分析时解析
/* 480x272 */ 
static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_lcd_cfg __initdata = {
    .regs   = {
        .lcdcon1 =  S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP | \
                S3C2410_LCDCON1_TFT | \
				  S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0x04),

        .lcdcon2 =  S3C2410_LCDCON2_VBPD(1) | \
                S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(271) | \
                S3C2410_LCDCON2_VFPD(1) | \
                S3C2410_LCDCON2_VSPW(9),

        .lcdcon3 =  S3C2410_LCDCON3_HBPD(1) | \
                S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(479) | \
                S3C2410_LCDCON3_HFPD(1),

        .lcdcon4 =  S3C2410_LCDCON4_HSPW(40),

		.lcdcon5	= S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
				  S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
				  S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
				  S3C2410_LCDCON5_PWREN |
				  S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
	},

    .gpccon      =  0xaaaaaaaa,
	.gpccon_mask	= 0xffffffff,
    .gpcup       =  0xffffffff,
	.gpcup_mask	= 0xffffffff,

    .gpdcon      =  0xaaaaaaaa,
	.gpdcon_mask	= 0xffffffff,
    .gpdup       =  0xffffffff,
	.gpdup_mask	= 0xffffffff,

    .fixed_syncs =  1,
    .type        =  S3C2410_LCDCON1_TFT, 
	.width		= 480,
	.height		= 272,

	.xres		= {
		.min	= 480,
		.max	= 480,
		.defval	= 480,
	},

	.yres		= {
        .max    =   272,
        .min    =   272,
        .defval =   272,
    },

    .bpp    = {
        .min    =   16,
        .max    =   16,
        .defval =   16,
    },
};

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25
    • 26
    • 27
    • 28
    • 29
    • 30
    • 31
    • 32
    • 33
    • 34
    • 35
    • 36
    • 37
    • 38
    • 39
    • 40
    • 41
    • 42
    • 43
    • 44
    • 45
    • 46
    • 47
    • 48
    • 49
    • 50
    • 51
    • 52
    • 53
    • 54
    • 55
    • 56
    • 57
    • 58
    • 59
    • 60
    • 61
    • 62
    • 63
    • 64
    • 65
    • 66
    • 67
    • 68
    • 69
    • 70
    • 71
    • 72
    • 73
    • 74
    • 75
    • 76
    • 77
    • 78
    • 79
    • 80
    • 81
    • 82
    • 83
    • 84
    • 85
    • 86
    • 87
    • 88
    • 89
    • 90
    • 91

    调用platform_device_register注册平台设备

    int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)
{
	int i, ret = 0;

	for (i = 0; i < num; i++) {
		ret = platform_device_register(devs[i]);
		if (ret) {
			while (--i >= 0)
				platform_device_unregister(devs[i]);
			break;
		}
	}

	return ret;
}

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15

    3.2 lcd 驱动的加载和注册

    3.2.1 编译进内核，加载驱动

    编译内核设置，make menuconfig

    -> Device Drivers
  -> Graphics support
    <*> Support for frame buffer devices

    • 1
    • 2
    • 3

    linux-2.6.22.6/.config
    CONFIG_FB_S3C2410=y
    linux-2.6.22.6/drivers/video/Makefile
    obj-$(CONFIG_FB_S3C2410) += s3c2410fb.o

    然后make uImage，将s3c2410fb驱动编译进内核，系统启动便会加载，即调用驱动的s3c2410fb_init函数。

    int __devinit s3c2410fb_init(void)
{
    // 注册到平台总线驱动
	return platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
}

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    3.3 lcd 设备和驱动的匹配

    platform_driver_register->
	driver_register->
		bus_add_driver->
			driver_attach->
				bus_for_each_dev->
					__driver_attach

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6

    __driver_attach（kernel 2.6.22）

    static int __driver_attach(struct device * dev, void * data)
{
	struct device_driver * drv = data;

	/*
	 * Lock device and try to bind to it. We drop the error
	 * here and always return 0, because we need to keep trying
	 * to bind to devices and some drivers will return an error
	 * simply if it didn't support the device.
	 *
	 * driver_probe_device() will spit a warning if there
	 * is an error.
	 */

	if (dev->parent)	/* Needed for USB */
		down(&dev->parent->sem);
	down(&dev->sem);
	if (!dev->driver)
		driver_probe_device(drv, dev); // 调用驱动层程序的 probe函数
	up(&dev->sem);
	if (dev->parent)
		up(&dev->parent->sem);

	return 0;
}

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25

    __driver_attach（kernel 3.4）

    static int __driver_attach(struct device *dev, void *data)
{
	struct device_driver *drv = data;

	/*
	 * Lock device and try to bind to it. We drop the error
	 * here and always return 0, because we need to keep trying
	 * to bind to devices and some drivers will return an error
	 * simply if it didn't support the device.
	 *
	 * driver_probe_device() will spit a warning if there
	 * is an error.
	 */
    
    // 匹配驱动和设备
	if (!driver_match_device(drv, dev))
		return 0;

	if (dev->parent)	/* Needed for USB */
		device_lock(dev->parent);
	device_lock(dev);
	if (!dev->driver)
		driver_probe_device(drv, dev);
	device_unlock(dev);
	if (dev->parent)
		device_unlock(dev->parent);

	return 0;
}

    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25
    • 26
    • 27
    • 28
    • 29

    driver_probe_device 调用驱动层的probe

    driver_probe_device->
    really_probe->
        drv->probe(dev)

    • 1
    • 2
    • 3

    四，probe函数分析(s3c2410fb_probe)

    4.1 LCD 参数设置

    4.1.1 固定参数设置

    4.1.2 可变参数设置

    4.1.3 其他参数设置

    4.1.4 硬件相关设置（相关寄存器和引脚）

    4.2 注册framebuffer

    五，fbmem字符设备驱动

    5.1 驱动加载并初始化

    5.2 register_framebuffer

    六，一次LCD显示的过程

  • 相关阅读:
    亚信安全入选中国数据安全市场图谱
    [附源码]计算机毕业设计JAVAjsp美容院业务管理系统
    （十五）51单片机——呼吸灯与直流电机调速（PWM）
    企业怎么管理自己固定资产的
    Hadoop
    FPGA之旅设计99例之第十例-----串口上位机模拟OLED屏
    [从0开始机器学习]1.一元一次函数线性回归
    分布式计算模型Mapreduce实践与原理剖析（一）
    【Java】绘图入门和机制，绘图方法演示（绘制坦克）
    【微信小程序】用painter插件生成海报分享朋友圈简单教程
  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_40709487/article/details/126337768