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Linuxlcd
Linux-2.6.20的LCD驱动分析
分类:
LinuxLinuxFramebuffer2010-07-2818:
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一、让LCD显示可爱的小企鹅
还是先说说环境吧,处理器为S3C2410,linux的版本当然是2.6.20的。
下面先说说怎样让LCD上显示出可爱的小企鹅。
最直接的步骤如下(记住不要问为什么哈~_~,一步一步跟着走就行了):
1. 添加s3c2410处理器的LCD控制寄存器的初始值,具体做法为在文件arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c中添加structs3c2410fb_mach_info类型的寄存器描述讯息,如下所示:
staticstructs3c2410fb_mach_infosmdk2410_lcd_platdata={
.fixed_syncs=0,
.type=S3C2410_LCDCON1_TFT,
.width=240,
.height=320,
.xres={
.defval=240,
.min=240,
.max=240,
},
.yres={
.defval=320,
.min=320,
.max=320,
},
.bpp={
.defval=16,
.min=16,
.max=16,
},
.regs={
.lcdcon1= S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP| /
S3C2410_LCDCON1_TFT| /
S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(5)| /
(0<<7),
.lcdcon2= S3C2410_LCDCON2_VBPD
(2)| /
S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(320-1)| /
S3C2410_LCDCON2_VFPD
(2)| /
S3C2410_LCDCON2_VSPW(4),
.lcdcon3= S3C2410_LCDCON3_HBPD(8)| /
S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(240-1)| /
S3C2410_LCDCON3_HFPD(8),
.lcdcon4= S3C2410_LCDCON4_HSPW(6)| /
S3C2410_LCDCON4_MVAL(13),
.lcdcon5= S3C2410_LCDCON5_FRM565|
S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
},
.gpcup=0x0,
.gpcup_mask=0xFFFFFFFF,
.gpccon=0xaaaa56a9,
.gpccon_mask=0xFFFFFFFF,
.gpdup=0x0,
.gpdup_mask=0xFFFFFFFF,
.gpdcon=0xaaaaaaaa,
.gpdcon_mask=0xFFFFFFFF,
.lpcsel=0x00
};
2.通过s3c24xx_fb_set_platdata函数向内核注册上面的信息。
具体做法为:
修改s3c24xx_fb_set_platdata函数(当然也可以重新起名字),修改如下:
(此函数在arch/arm/mach-s3c2410/devs.c中)
void__inits3c24xx_fb_set_platdata(structs3c2410fb_mach_info*pd)
{
s3c_device_lcd.dev.platform_data=pd;
}
然后在arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c的smdk2410_map_io函数中调用s3c24xx_fb_set_platdata(),具体为:
s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2410_lcd_platdata);
注:
此处未采用内核中提供的源函数,因为系统会崩溃,估计是它调用kmalloc函数引起的。
3.在makemenuconfig的时候配置Linux的logo选项,然后的时候在console选项中选上bufferconsolesurpport,要不然看不到小企鹅。
二、s3c2410fb_probe函数分析
2.1驱动的入口点
摆在面前的第一个问题相信应该是,这个函数是从那里开始运行的。
这里就应该从longlongago开始了,打开drivers/video/s3c2410fb.c文件,然后找到s3c2410fb_init函数,先不管它里面是怎么回事,再把目光下移就会看到这样一串字符串module_init(s3c2410fb_init),郁闷,这和S3C2410fb_probe有啥关系嘛?
这个问题问的好!
不要着急慢慢往下面走。
先摸摸module_init是何方神圣再说,于是乎我就登陆了http:
//lxr.linux.no/linux+v2.6.20/网站,在上面一搜,原来module_init老家在include/linux/init.h,原来它居然还有两重身份,其原型如下:
#ifndefMODULE
……
#definemodule_init(x)__initcall(x); ①
……
#else
……
#definemodule_init(initfn) / ②
staticinlineinitcall_t__inittest(void) /
{returninitfn;} /
intinit_module(void)__attribute__((alias(#c)));
……
#endif
从上面可以看出,module_init到底用哪个,就取决于MODULE了,那么MODULE的作用是什么呢?
我们知道Linux可以将设备当作模块动态加进内核,也可以直接编译进内核,说到这里大概有点明白MODULE的作用了,不错!
它就是要控制一个驱动加入内核的方式。
定义了MODULE就表示将设备当作模块动态加入。
所以上面的①表示将设备加进内核。
在②中的__attribute__((alias(#initfn)))很有意思,这代表什么呢?
主要alias就是属性的意思,它的英文意思是别名,可以在init_module(void)__attribute__((alias(#initfn)));的意思为init_module是initfn的别名,或者init_module是initfn的一个连接,再简单一点说这个时候module_init宏基因突变成了init_module()了。
对于第一种情况,__initcall(fn)又被宏定义成了device_initcall(fn),也就是说module_init(x)等于device_initcall(fn)。
对于device_initcall(fn)又是一个宏定义,它被定义成了__define_initcall("6",fn,6),至于这个宏表示什么意思,在这里就不啰嗦重复了,在Linux-2.6.20的cs8900驱动分析
(一)这篇文章中有对它的揭秘。
上面啰嗦了这么多,最终是要说明只要用module_init申明了一个函数,该函数就会被Linux内核在适当的时机运行,这些时机包括在linux启动的do_initcalls()时调用(设备被编译进内核),或者在动态插入时调用。
回到上面的module_init(s3c2410fb_init)处,也就是说内核与buffer驱动发生关系的第一次地点是在s3c2410fb_init函数,该函数就只有一条语句platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
2.2platform是何许人也
platform可以理解成一种设备类型,就像字符设备、块设备和网络设备一样,而LCD就属于这种设备。
对于platform设备Linux为应用添加了相关的接口,在这里只是简单的说说这些接口的用法,而不去深入探讨这些接口的实现(我现在还没有那个能力呢!
)。
说到这里,马上就有个问题涌上心头了,那就是Linux提供了那些接口呢?
如果我们需要添加这些设备应该怎么样做呢?
platform中的相关数据结构是应用的关键,为了向内核添加一个platform设备,程序员应该填写两个数据结构platform_device和platform_driver,这两个数据结构的定义都可以在include/linux/platform_device.h文件中找到。
看看LCD驱动是怎么做的,第一步是填写platform_device,在arch/arm/mach-s3c2410/devs.c可以找到填写platform_device的代码,如下:
staticu64s3c_device_lcd_dmamask=0xffffffffUL;
structplatform_devices3c_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
}
};
这里面的各个数据成员的意思,在platform_device数据结构中有详细的说明,这里不赘述。
上面的代码中的ARRAY_SIZE宏还是比较有意思的,其实是个c的编程技巧,这个技巧很有用哦!
可以在include/linux/kernel.h中找到它的定义:
#defineARRAY_SIZE(x)(sizeof(x)/sizeof((x)[0]))
该宏可以方便的求出一个数组中有多少数据成员,这在很多情况下是很有用的,比如对于 inta[]={1,5,65,23,12,20,3}数组,可以使用该宏求出a[]有7个元素。
另外,platform_device的另外一项重要成员是resource,在上面的代码中此域被赋予了s3c_lcd_resource,s3c_lcd_resource也可以在arch/arm/mach-s3c2410/devs.c找到。
staticstructresources3c_lcd_resource[]={
[0]={
.start=S3C24XX_PA_LCD,
.end =S3C24XX_PA_LCD+S3C24XX_SZ_LCD-1,
.flags=IORESOURCE_MEM,
},
[1]={
.start=IRQ_LCD,
.end =IRQ_LCD,
.flags=IORESOURCE_IRQ,
}
};
structresource结构实际上描述了该设备占用的硬件资源(如地址空间,中断号等s),s3c_lcd_resource描述了内存空间和中断分配情况。
最后在smdk2410_devices指针数组中添加上s3c_device_lcd的大名,Linux在初始化platform的时候就知道系统中有个s3c_device_lcd设备了。
注意了这里只是向Linux描述了设备需要的资源情况,不代表内核会给这些资源的。
如果设备要得到这些设备还需要在自己的初始化函数中去申请。
staticstructplatform_device*smdk2410_devices[]__initdata={
&s3c_device_usb,
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c,
&s3c_device_iis,
&s3c_device_ts,
};
说到这里,应该说向Linux添加一个platform设备应该很容易。
2.2回到s3c2410fb_init
终于把platform的相关知识啰嗦了一番,下面回到s3c2410fb_init函数所调用platform_driver_register(&s3c2410fb_driver)。
简单地说platform_driver_register要将向内核注册一个platform设备的驱动,这里是要注册LCD设备。
上面说过platform有两个重要的数据结构platform_device和platform_driver,现在是应该提到后者的时候了。
platform_driver也在include/linux/platform_device.h中,它的各个成员应该再明白不过来吧!
在LCD驱动程序(drivers/video/s3c2410fb.c)中定义了填充了platform_driver这个结构,如下:
staticstructplatform_drivers3c2410fb_driver={
.probe =s3c2410fb_probe,
.remove =s3c2410fb_remove,
.suspend =s3c2410fb_suspend,
.resume =s3c2410fb_resume,
.driver ={
.name ="s3c2410-lcd",
.owner =THIS_MODULE,
},
};
可以看到该platform设备的驱动函数有s3c2410fb_probe、s3c2410fb_remove等等。
通过platform_driver_register函数注册该设备的过程中,它会回调.probe函数,说到这里也就明白s3c2410fb_probe是在platform_driver_registe中回调的。
到目前为止,经过二万五千里长征终于到达s3c2410fb_probe(LCD的驱动程序)了。
2.3s3c2410fb_probe揭秘
对于该函数,我想最好的办法就是跟着程序一步一步的解释。
OK,let’sgoto……
staticint__inits3c2410fb_probe(structplatform_device*pdev)
{
structs3c2410fb_info*info; //s3c2410fb_info结构在driver/video/s3c2410fb.h中定义,
//可以说该结构记录了s3c2410fb驱动的所有信息。
structfb_info *fbinfo; /*fb_info为内核提供的buffer驱动的接口数据结构,每个帧缓冲驱动都对应一个这样的结构。
s3c2410fb_probe的最终目的填充该结构,并向内核注册。
*/
structs3c2410fb_hw*mregs; //s3c2410fb_hw为描述LCD的硬件控制寄存器的结构体,
//在include/asm-arm/arch-s3c2410/fb.h可以找到它的原型。
……
mach_info=pdev->dev.platform_data; /*这一步看来要多费些口舌了。
mach_info是一个s3c2410fb_mach_info类型的指针,注意区分s3c2410fb_mach_info和s3c2410fb_info结构,简单地说前者只是用于描述LCD初始化时所用的值,而后者是描述整个LCD驱动的结构体。
s3c2410fb_mach_info在include/asm-arm/arch-s3c2410/fb.h中定义,从他的位置可以看出它和平台相关,也即它不是内核认知的数据结构,这只是驱动程序设计者设计的结构。
这里的主要疑问是什么呢?
从下面的if语句可以看出如果mach_info等于NULL的话,整个驱动程序就退出了,这就引出了问题――pdev->dev.platform_data是在什么时候被初始化的呢?
看来要回答这个问题,历史应该回到孙悟空大闹天宫的时候了。
按住倒带键不放一直到本篇文章的第一部分,看看那个时候做了些什么。
放在这里来解释第一部分的内容希望没有为时已晚。
其实在内核启动init进程之前就会执行smdk2410_map_io()函数(内核的启动分析就免了吧@_@),而在smdk2410_map_io()中我们加入了
s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2410_lcd_platdata);
这条语句,s3c24xx_fb_set_platdata()的实现为:
void__inits3c24xx_fb_set_platdata(structs3c2410fb_mach_info*pd)
{
s3c_device_lcd.dev.platform_data=pd;
}
根据这些代码,可以清楚的看到s3c_device_lcd.dev.platform_data指向了smdk2410_lcd_platdata,而这个smdk2410_lcd_platdata就是一个s3c2410fb_mach_info的变量,它里面就存放了LCD驱动初始化需要的初始数据。
当s3c2410fb_probe被回调时,所传给它的参数实际就是s3c_device_lcd的首地址,说到这里一切应该都明了了吧!
好了,又撤了一通,现在假设这步成功,继续往下面走。
*/
if(mach_info==NULL){
dev_err(&pdev->dev,"noplatformdataforlcd,cannotattach/n");
return-EINVAL;
}
mregs=&mach_info->regs; //mregs指向硬件各控制寄存器的初始值,可参见第一部
//分的smdk2410_lcd_platdata变量。
irq=platform_get_irq(pdev,0); /*该函数获得中断号,该函数的实现是通过比较structresource的flags域,得到irq中断号,在上2.1的时候提到s3c_lcd_resource[],platform_get_irq函数检测到flags==IORESOURCE_IRQ时就返回中断号IRQ_LCD。
详细的内容请读它的源代码吧!
*/
if(irq<0){ //没有找到可用的中断号,返回-ENOENT
dev_err(&pdev->dev,"noirqfordevice/n");
return-ENOENT;
}
fbinfo=buffer_alloc(sizeof(structs3c2410fb_info),&pdev->dev); /*buffer_alloc可以在include/linux/fb.h文件中找到其原型:
structfb_info*buffer_alloc(size_tsize,structdevice*dev);它的功能是向内核申请一段大小为sizeof(structfb_info)+size的空间,其中size的大小代表设备的私有数据空间,并用fb_info的par域指向该私有空间。
*/
if(!
fbinfo){
return-ENOMEM;
}
//以下开始做正经事了,填充fbinfo了。
info=fbinfo->par; //你中有我,我中有你!
info->fb=fbinfo;
platform_set_drvdata(pdev,fbinfo); /*该函数的实现非常简单,实际的操作为:
pdev->dev.driver_data=fbinfo,device结构的driver_data域指向驱动程序的私有数据空间。
*/
dprintk("devinit/n");
strcpy(fbinfo->fix.id,driver_name);
memcpy(&info->regs,&mach_info->r