LCD（四）平台设备驱动之 platform_device
程序员文章站
2022-03-22 16:41:35
...
一 、重要结构体
1、fb_info结构体
struct fb_info {
int node;
int flags;
struct mutex lock; /* 用于open/release/ioctl的锁*/
struct fb_var_screeninfo var;/*LCD可变参数*/
struct fb_fix_screeninfo fix;/*LCD固定参数*/
struct fb_monspecs monspecs; /*LCD显示器标准*/
struct work_struct queue; /*帧缓冲事件队列*/
struct fb_pixmap pixmap; /*图像硬件mapper*/
struct fb_pixmap sprite; /*光标硬件mapper*/
struct fb_cmap cmap; /*当前的颜色表*/
struct fb_videomode *mode; /*当前的显示模式*/
#ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT
struct backlight_device *bl_dev;/*对应的背光设备*/
struct mutex bl_curve_mutex;
u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];/*背光调整*/
#endif
#ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO
struct delayed_work deferred_work;
struct fb_deferred_io *fbdefio;
#endif
struct fb_ops *fbops; /*对底层硬件操作的函数指针*/
struct device *device;
struct device *dev; /*fb设备*/
int class_flag;
#ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
struct fb_tile_ops *tileops; /*图块Blitting*/
#endif
char __iomem *screen_base; /*虚拟基地址*/
unsigned long screen_size; /*LCD IO映射的虚拟内存大小*/
void *pseudo_palette; /*伪16色颜色表*/
#define FBINFO_STATE_RUNNING 0
#define FBINFO_STATE_SUSPENDED 1
u32 state; /*LCD的挂起或恢复状态*/
void *fbcon_par;
void *par;
};其中，比较重要的成员有struct fb_var_screeninfo var、struct fb_fix_screeninfo fix和struct fb_ops *fbops，他们也都是结构体。
2、struct fb_var_screeninfo
//fb_var_screeninfo结构体主要记录用户可以修改的控制器的参数
struct fb_var_screeninfo {
__u32 xres; /*可见屏幕一行有多少个像素点*/
__u32 yres; /*可见屏幕一列有多少个像素点*/
__u32 xres_virtual; /*虚拟屏幕一行有多少个像素点*/
__u32 yres_virtual; /*虚拟屏幕一列有多少个像素点*/
__u32 xoffset; /*虚拟到可见屏幕之间的行偏移*/
__u32 yoffset; /*虚拟到可见屏幕之间的列偏移*/
__u32 bits_per_pixel; /*每个像素的位数即BPP*/
__u32 grayscale; /*非0时，指的是灰度*/
struct fb_bitfield red; /*fb缓存的R位域*/
struct fb_bitfield green; /*fb缓存的G位域*/
struct fb_bitfield blue; /*fb缓存的B位域*/
struct fb_bitfield transp; /*透明度*/
__u32 nonstd; /* != 0 非标准像素格式*/
__u32 activate;
__u32 height; /*高度*/
__u32 width; /*宽度*/
__u32 accel_flags;
/*定时：除了pixclock本身外，其他的都以像素时钟为单位*/
__u32 pixclock; /*像素时钟(皮秒)*/
__u32 left_margin; /*行切换，从同步到绘图之间的延迟*/
__u32 right_margin; /*行切换，从绘图到同步之间的延迟*/
__u32 upper_margin; /*帧切换，从同步到绘图之间的延迟*/
__u32 lower_margin; /*帧切换，从绘图到同步之间的延迟*/
__u32 hsync_len; /*水平同步的长度*/
__u32 vsync_len; /*垂直同步的长度*/
__u32 sync;
__u32 vmode;
__u32 rotate;
__u32 reserved[5]; /*保留*/
};//fb_fix_screeninfo结构体又主要记录用户不可以修改的控制器的参数
struct fb_fix_screeninfo {
char id[16]; /*字符串形式的标示符 */
unsigned long smem_start; /*fb缓存的开始位置 */
__u32 smem_len; /*fb缓存的长度 */
__u32 type; /*看FB_TYPE_* */
__u32 type_aux; /*分界*/
__u32 visual; /*看FB_VISUAL_* */
__u16 xpanstep; /*如果没有硬件panning就赋值为0 */
__u16 ypanstep; /*如果没有硬件panning就赋值为0 */
__u16 ywrapstep; /*如果没有硬件ywrap就赋值为0 */
__u32 line_length; /*一行的字节数 */
unsigned long mmio_start; /*内存映射IO的开始位置*/
__u32 mmio_len; /*内存映射IO的长度*/
__u32 accel;
__u16 reserved[3]; /*保留*/
};//fb_ops结构体是对底层硬件操作的函数指针，该结构体中定义了对硬件的操作有:(这里只列出了常用的操作)
struct fb_ops {
struct module *owner;
//检查可变参数并进行设置
int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info);
//根据设置的值进行更新，使之有效
int (*fb_set_par)(struct fb_info *info);
//设置颜色寄存器
int (*fb_setcolreg)(unsigned regno, unsigned red, unsigned green,
unsigned blue, unsigned transp, struct fb_info *info);
//显示空白
int (*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info);
//矩形填充
void (*fb_fillrect) (struct fb_info *info, const struct fb_fillrect *rect);
//复制数据
void (*fb_copyarea) (struct fb_info *info, const struct fb_copyarea *region);
//图形填充
void (*fb_imageblit) (struct fb_info *info, const struct fb_image *image);
};二、帧缓冲设备作为平台设备
S5PV210的LCD控制器被集成在芯片内部作为一个相对独立的单元，所以Linux把它看做一个平台设备，故在内核代码/arch/arm/plat-s5p/devs.c中需要定义LCD相关的平台设备及资源，代码如下：
/* LCD Controller */
//LCD控制器的资源信息
static struct resource s5p_lcd_resource[] = {
[0] = {
.start = S5P_PA_LCD, //控制器IO端口开始地址
.end = S5P_PA_LCD+ S5P_SZ_LCD- 1,//控制器IO端口结束地址
.flags = IORESOURCE_MEM,//标识为LCD控制器IO端口，在驱动中引用这个就表示引用IO端口
},
[1] = {
.start = IRQ_LCD1,//LCD中断
.end = IRQ_LCD1,
.flags = IORESOURCE_IRQ,//标识为LCD中断
},
[2] = {
.start = IRQ_LCD0,
.end = IRQ_LCD0,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
},
};
static u64 s5p_device_lcd_dmamask= 0xffffffffUL;
struct platform_device s5p_device_lcd = {
.name = "s5pv210-lcd",//作为平台设备的LCD设备名
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s5p_lcd_resource),//资源数量
.resource = s5p_lcd_resource,//引用上面定义的资源
.dev = {
.dma_mask = &s5p_device_lcd_dmamask, //设备DMA可以访问的内存范围（0xffffffffUL）
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL //作用于申请一致性的DMA缓冲区，32位系统为0xffffffffUL
}
};
EXPORT_SYMBOL(s5p_device_lcd);//导出定义的LCD平台设备，好在mach-tq210.c的tq210_devices[]中添加到平台设备列表中/arch/arm/plat-samsung/dev-fb.c中添加如下，s3c_fb_set_platform用于挂接fb平台设备的私有数据
void __init s3c_fb_set_platdata(struct s3c_fb_platdata *pd)
{
struct s3c_platform_fb *npd;
if (!pd) {
printk(KERN_ERR "%s: no platform data\n", __func__);
return;
}
//这里就是将内核中定义的s3c_platform_fb 结构体数据保存到LCD平台数据中，所以在写驱动的时候
//就可以直接在平台数据中获取s3c_platform_fb 结构体的数据(即LCD各种参数信息)进行操作
npd = kmemdup(pd, sizeof(struct s3c_platform_fb), GFP_KERNEL);
arch/arm/mach-sp5v210/include/mach/map.h中添加相关宏定义
#define S5PV210_PA_LCD (0xF8000000)
#define S5P_PA_LCD S5PV210_PA_LCD
#define S5PV210_SZ_LCD SZ_1M
#define S5P_SZ_LCD S5PV210_SZ_LCD
意外之喜：如果前期配置终端显示LOGO没有成功，配置完以上代码，发现启动后显示有企鹅LOGO。
除此之外，需要在/arch/arm/plat-samsung/include/plat/fb.h中为LCD平台设备定义了一个 s3c_platform_fb结构体，该结构体主要是记录LCD的硬件参数信息(比如该结构体的s3cfb_lcd成员结构中就用于记录LCD的屏幕尺寸、屏幕信息、可变的屏幕参数、LCD配置寄存器等)，这样在写驱动的时候就直接使用这个结构体。
#define FB_SWAP_WORD (1 << 24)
#define FB_SWAP_HWORD (1 << 16)
#define FB_SWAP_BYTE (1 << 8)
#define FB_SWAP_BIT (1 << 0)
struct platform_device;
struct clk;
struct s3c_platform_fb {
int hw_ver;
char clk_name[16];
int nr_wins; //虚拟窗口的数量
int nr_buffers[5];
int default_win; //当前默认的窗口
int swap;
phys_addr_t pmem_start[5]; /* starting physical address of memory region */ /显存的物理起始地址
size_t pmem_size[5]; /* size of memory region */ //显存的大小
void *lcd; //指向s3cfb_lcd结构体，主要定义屏幕的参数信息
void (*cfg_gpio)(struct platform_device *dev); //LCD相关GPIO配置
int (*backlight_on)(struct platform_device *dev); //打开背光
int (*backlight_onoff)(struct platform_device *dev, int onoff); //关闭背光
int (*reset_lcd)(struct platform_device *dev); //复位LCD
int (*clk_on)(struct platform_device *pdev, struct clk **s3cfb_clk); //LCD相关时钟打开
int (*clk_off)(struct platform_device *pdev, struct clk **clk); //LCD相关时钟关闭
};在/drivers/video/samsung/s3cfb.h中定义s3cfb_lcd结构体，本次移植需要直接添加s3cfb.h文件，并在mach-tq210.c文件中添加头文件#include <../../../drivers/video/samsung/s3cfb.h>
struct s3cfb_lcd {
int width;
int height;
int p_width;
int p_height;
int bpp;
int freq; //LCD刷新频率
struct s3cfb_lcd_timing timing; //LCD时序参数
struct s3cfb_lcd_polarity polarity; //LCD电平信号是否进行翻转
void (*init_ldi)(void); //初始化LDI
void (*deinit_ldi)(void);
};下面，我们来看一下内核是如果使用这个结构体的。在/arch/arm/mach-s5pv210/mach-tq210.c中定义有：
static void EmbedSky_LCD_cfg_gpio(struct platform_device *pdev)
{
int i;
/* 将相应的IO引脚设置为LCD 相关功能 ，禁用上拉、下拉功能 */
for (i = 0; i < 8; i++) {
s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPF0(i), S3C_GPIO_SFN(2));
s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPF0(i), S3C_GPIO_PULL_NONE);
}
for (i = 0; i < 8; i++) {
s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPF1(i), S3C_GPIO_SFN(2));
s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPF1(i), S3C_GPIO_PULL_NONE);
}
for (i = 0; i < 8; i++) {
s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPF2(i), S3C_GPIO_SFN(2));
s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPF2(i), S3C_GPIO_PULL_NONE);
}
for (i = 0; i < 4; i++) {
s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPF3(i), S3C_GPIO_SFN(2));
s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPF3(i), S3C_GPIO_PULL_NONE);
}
/* mDNIe SEL: why we shall write 0x2 ? */
writel(0x2, S5P_MDNIE_SEL);
writel(0xC0, S5PV210_GPF0_BASE + 0xc);
/* 赋予最大的驱动能力 */ // 不懂
/*writel(0xffffffff, S5PV210_GPF0_BASE + 0xc);
writel(0xffffffff, S5PV210_GPF1_BASE + 0xc);
writel(0xffffffff, S5PV210_GPF2_BASE + 0xc);
writel(0x000000ff, S5PV210_GPF3_BASE + 0xc);*/
}
#define S5PV210_GPD_0_0_TOUT_0 (0x2)
#define S5PV210_GPD_0_1_TOUT_1 (0x2 << 4)
#define S5PV210_GPD_0_2_TOUT_2 (0x2 << 8)
#define S5PV210_GPD_0_3_TOUT_3 (0x2 << 12)
static int EmbedSky_LCD_backlight_on(struct platform_device *pdev)
{
int err;
err = gpio_request(S5PV210_GPD0(0), "GPD0");
if (err) {
printk(KERN_ERR "failed to request GPD0 for "
"lcd backlight control\n");
return err;
}
gpio_direction_output(S5PV210_GPD0(0), 1);
#if defined(CONFIG_FB_S3C_VGA640480) || defined(CONFIG_FB_S3C_VGA800600) || defined(CONFIG_FB_S3C_VGA1024X768)
s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(0), /*S5PV210_GPD_0_0_TOUT_0*/1);
#else
s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(0), S5PV210_GPD_0_0_TOUT_0); //设置GPD0_0为输出状态
//s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPD0(0), S3C_GPIO_PULL_UP); // 使能GPD0_0引脚上拉电阻
//gpio_set_value(S5PV210_GPD0(0), 1); // 将GPD0_0设置成高电平
//s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(0), S3C_GPIO_SFN(2)); // 将GPD0_0设置为TOUT_0功能
#endif
gpio_free(S5PV210_GPD0(0));
return 0;
}
static int EmbedSky_LCD_backlight_off(struct platform_device *pdev, int onoff)
{
int err;
err = gpio_request(S5PV210_GPD0(0), "GPD0");
if (err) {
printk(KERN_ERR "failed to request GPD0 for "
"lcd backlight control\n");
return err;
}
//s3c_gpio_cfgpin(S5PV210_GPD0(0), S3C_GPIO_OUTPUT);
//s3c_gpio_setpull(S5PV210_GPD0(0), S3C_GPIO_PULL_DOWN);
//gpio_set_value(S5PV210_GPD0(0), 0);
gpio_direction_output(S5PV210_GPD0(0), 0);
gpio_free(S5PV210_GPD0(0));
return 0;
}
static struct s3cfb_lcd A70_TN92 = {
.width = 800, //LCD宽度
.height = 480, //LCD高度
.p_width = 152,
.p_height = 90,
.bpp = 32, //像素位数
.freq = 100, //帧率 怎样获取？
// .clkval_f = 6,
//时序，根据具体的LCD芯片手册设置
.timing = {
.h_fp = 14, // 行数据传输完成后到下一个行同步信号到来的延迟 HFPD+1
.h_bp = 27, // 行同步信号完成后到行数据传输前的延迟 HFPD+1
.h_sw = 20, // 行同步信号的脉宽 HSPW +1
.v_fp = 22, // 帧数据传输完成后到下一个帧同步信号到来的延迟 VFPD+1
.v_fpe = 1, // vertical front porch for even field, ？
.v_bp = 10, // 帧同步信号完成后到帧数据传输前的延迟 VBPD+1
.v_bpe = 1, // vertical back porch for even field， ？
.v_sw = 13, // 帧同步信号的脉宽 VSPW +1
},
//极性，通过对比s5pv210芯片手册中LCD控制器的时序与LCD的数据手册的时序
.polarity = {
.rise_vclk = 0,
.inv_hsync = 1,
.inv_vsync = 1,
.inv_vden = 0,
},
};
static struct s3c_platform_fb EmbedSky_LCD_fb_data __initdata = {
.hw_ver = 0x62, //难道是hardware version ?
.clk_name = "sclk_fimd",
.nr_wins = 5, //number window? s5pv210有5个window
.default_win = CONFIG_FB_S3C_DEFAULT_WINDOW, //默认的window=0
.swap = FB_SWAP_WORD | FB_SWAP_HWORD,
.lcd = &A70_TN92,//记录LCD硬件参数信息
.cfg_gpio = EmbedSky_LCD_cfg_gpio,
.backlight_on = EmbedSky_LCD_backlight_on, //开启背光
.backlight_onoff = EmbedSky_LCD_backlight_off, //关闭背光
.reset_lcd = EmbedSky_LCD_reset_lcd, //重启LCD
};在 arch/arm/mach-tq210/mach-tq210.c 中的 tq210_devices[]数组中添加了s5pv210_device_lcd：
static struct platform_device *tq210_devices[] __initdata = {
..
&s5pv210_device_lcd,
...
}static void __init tq210_machine_init(void)
{
...
// s3c_fb_set_platdata(&tq210_lcd0_pdata);
#if defined(CONFIG_FB_TQ_AUTO_DETECT)
EmbedSky_LCD_fb_data.lcd = get_s5pv210_fb();
#endif
s3c_fb_set_platdata(&EmbedSky_LCD_fb_data);//给平台设备设置私有数据,挂接fb平台设备私有数据
platform_add_devices(tq210_devices, ARRAY_SIZE(tq210_devices));//平台设备注册
...
}那么它对应的平台设备的注册在什么地方呢？ 答案就是之前说的mach文件中，我这里是 arch\arm\mach-s5pv210\mach-tq210.c 这个文件。
之前说了，这个文件中注册了很多的系统中可能用到的平台设备，将来写驱动的时候，只需要注册平台驱动即可，当然如果没有，可能就需要自己去添加。
这个文件中将所有的平台设备结构体都放在一个 struct platform_device *类型的数组smdkc110_devices中，将所有定义好的platform_device结构体挂接到这个数组中去，
在tq210_machine_init函数中将所有的平台设备都进行了注册。tq210_machine_init这个函数其实是被链接在Linux启动的各个初始化段中的某一个，所以当系统启动的时候，执行了初始化段中的函数时，tq210_machine_init函数就会被调用。