15.linux-LCD層次分析(詳解)_ZenDei技術網路在線

如果我們的系統要用GUI（圖形界面介面），這時LCD設備驅動程式就應該編寫成frambuffer介面，而不是像之前那樣只編寫操作底層的LCD控制器介面。什麼是frambuffer設備？ frambuffer設備層是對圖像設備的一種抽象，它代表了視頻硬體的幀緩存，使得應用程式通過定義好的介面就可以訪 ...

如果我們的系統要用GUI（圖形界面介面），這時LCD設備驅動程式就應該編寫成frambuffer介面，而不是像之前那樣只編寫操作底層的LCD控制器介面。

什麼是frambuffer設備？

frambuffer設備層是對圖像設備的一種抽象，它代表了視頻硬體的幀緩存，使得應用程式通過定義好的介面就可以訪問硬體。所以應用程式不需要考慮底層的（寄存器級）的操作。應用程式對設備文件的訪問一般在/dev目錄,如 /dev/fb*。

內核中的frambuffer在drivers/video/fbmem.c(fb: frame buffer)

1.我們進入fbmem.c找到它的入口函數:

static  int __init  fbmem_init(void)
{

         create_proc_read_entry("fb", 0, NULL, fbmem_read_proc, NULL);

         if (register_chrdev(FB_MAJOR,"fb",&fb_fops))           //(1)創建字元設備
                  printk("unable to get major %d for fb devs\n", FB_MAJOR);

         fb_class = class_create(THIS_MODULE, "graphics");       //創建類

         if (IS_ERR(fb_class)) {
                   printk(KERN_WARNING "Unable to create fb class; errno = %ld\n", PTR_ERR(fb_class));
                  fb_class = NULL;
        }
         return 0;
}

(1)創建字元設備"fb", FB_MAJOR=29,主設備號為29,我們cat /proc/devices 也能找到這個字元設備:

和我們之前的驅動程式一樣，但是沒有使用創建設備節點,為什麼?

因為需要註冊了LCD驅動後，才會有設備節點，所以這裡的代碼沒有 ,後面會分析哪裡有。

2.我們來看看註冊的file_operations結構體fb_fops的.open函數和.read函數,應用層是如何打開驅動、讀取驅動數據

2.1 fb_open函數如下:

static int fb_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
       int fbidx = iminor(inode);      //獲取設備節點的次設備號
       struct fb_info *info;                //定義fb_info結構體
       int res = 0;
       ... ...

if (!(info = registered_fb[fbidx]))   //(1) info= registered_fb[fbidx],獲取此設備號的lcd驅動信息
              try_to_load(fbidx);
       ... ... 

       if (info->fbops->fb_open) {          
              res = info->fbops->fb_open(info,1);  //調用registered_fb[fbidx]->fbops->fb_open
              if (res)
                     module_put(info->fbops->owner);
       }

       return res;
}

(1) registered_fb[fbidx] 這個數組也是fb_info結構體,其中fbidx等於次設備號id,顯然這個數組就是保存我們各個lcd驅動的信息

2.2 fb_read函數如下:

static ssize_t fb_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
       unsigned long p = *ppos;
       struct inode *inode = file->f_path.dentry->d_inode; 
       int fbidx = iminor(inode);                       //獲取次設備號
       struct fb_info *info = registered_fb[fbidx];     //獲取次設備號的lcd驅動的信息
       u32 *buffer, *dst;
       u32 __iomem *src;
       int c, i, cnt = 0, err = 0;
       unsigned long total_size;
       ... ...
       if (info->fbops->fb_read)
              return info->fbops->fb_read(info, buf, count, ppos);
     
       total_size = info->screen_size;     //獲取屏幕長度
    
       ... ...

       buffer = kmalloc((count > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : count,GFP_KERNEL);    //分配緩衝區       
       if (!buffer)
              return -ENOMEM;

 

       src = (u32 __iomem *) (info->screen_base + p);         //獲取顯存物理基地址
       if (info->fbops->fb_sync)
              info->fbops->fb_sync(info); 

       while (count) {
              c  = (count > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : count;   //獲取頁地址
              dst = buffer;

         /*因為src是32位,一個src等於4個位元組,所以頁地址c >> 2*/
              for (i = c >> 2; i--; )                     
                     *dst++ = fb_readl(src++);    //讀取顯存每個像素點數據,放到dst地址上

              if (c & 3) {
                     u8 *dst8 = (u8 *) dst;
                     u8 __iomem *src8 = (u8 __iomem *) src;
                     for (i = c & 3; i--;)
                            *dst8++ = fb_readb(src8++);
                     src = (u32 __iomem *) src8;
              }
              if (copy_to_user(buf, buffer, c)) {  //上傳數據,長度等於頁地址大小
                     err = -EFAULT;
                     break;
              }
              *ppos += c;
              buf += c;
              cnt += c;
              count -= c;
       }
       kfree(buffer); 
       return (err) ? err : cnt;
}

從.open和.write函數中可以發現,都依賴於fb_info幀緩衝信息結構體,它從registered_fb[fbidx]數組中得到,這個數組保存我們各個lcd驅動的信息

3.我們來找找這個數組在哪裡被註冊,位於register_framebuffer():

int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
{
 ... ...
for (i = 0 ; i < FB_MAX; i++)    //查找空的數組
        if (!registered_fb[i])
         break;

fb_info->node = i;           
 ... ...

/*創建設備節點,名稱為fdi,主設備號為29,次設備號為i   */
fb_info->dev = device_create(fb_class, fb_info->device,MKDEV(FB_MAJOR, i), "fb%d", i);
 ... ...

registered_fb[i] = fb_info;
 ... ...
}

得出這個register_framebuffer()除了註冊fb_info,還創建了設備節點

所以要註冊驅動時就調用這個,如下圖所示:

4.我們來看看/drivers/video/s3c2410fb.c 中又是怎麼實現驅動的

4.1先找到入口出口函數:

int __devinit s3c2410fb_init(void)
{
     return platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
}

static void __exit s3c2410fb_cleanup(void)
{
     platform_driver_unregister(&s3c2410fb_driver);
}

發現是註冊、註銷設備平臺drv

4.2 來看看s3c2410fb_driver 如何定義的

static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {
       .probe           = s3c2410fb_probe,        //檢測函數,註冊設備
       .remove         = s3c2410fb_remove,    //刪除設備
       .suspend = s3c2410fb_suspend,          //休眠
       .resume          = s3c2410fb_resume,    //喚醒
       .driver            = {
              .name     = "s3c2410-lcd",           //drv名字
              .owner    = THIS_MODULE,
       },
};

和我們上節分析的platform機制一樣,當與設備匹配成功,就進入probe函數,初始化驅動設備

4.3 來看看.probe函數,如何實現驅動的

static int __init s3c2410fb_probe(struct platform_device *pdev)
{
       struct s3c2410fb_info *info;
       struct fb_info     *fbinfo;
       struct s3c2410fb_hw *mregs;
       int ret;
       int irq;
       int i;
       u32 lcdcon1;
 
       mach_info = pdev->dev.platform_data;     //獲取LCD設備信息(長寬、類型等)

       if (mach_info == NULL) {
              dev_err(&pdev->dev,"no platform data for lcd, cannot attach\n");
              return -EINVAL;
       }
       mregs = &mach_info->regs;


       irq = platform_get_irq(pdev, 0);
       if (irq < 0) {
              dev_err(&pdev->dev, "no irq for device\n");
              return -ENOENT;
       }

 

       fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev); //1.分配一個fb_info結構體
       if (!fbinfo) {
              return -ENOMEM;
       }

 

     /*2.設置fb_info*/
       info = fbinfo->par;
       info->fb = fbinfo;
       info->dev = &pdev->dev;
       ... ...

    /*3.硬體相關的操作,設置中斷,LCD時鐘頻率,顯存地址, 配置引腳... ...*/
       ret = request_irq(irq, s3c2410fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, info); //設置中斷
       info->clk = clk_get(NULL, "lcd");                    //獲取時鐘
       clk_enable(info->clk);                                  //使能時鐘
       ret = s3c2410fb_map_video_memory(info);               //顯存地址  
       ret = s3c2410fb_init_registers(info);                //設置寄存器,配置引腳
       ... ...

       ret = register_framebuffer(fbinfo);        //4.註冊一個fb_info結構體
       if (ret < 0) {
              printk(KERN_ERR "Failed to register framebuffer device: %d\n", ret);
              goto free_video_memory;
       }
... ...
return ret;
}