Linux的LCD驱动源码分析及移植.doc

Linux的LCD驱动源码分析及移植（三部曲）

第一部分：
基于ARM9处理器的linux-2.6.32.2操作系统内核移植手记part5.1(LCD驱动源码分析及移植之platform device)
1.与LCD控制器硬件相关的寄存器内容请参照三星S3C2440A技术手册中的第15章。
2. LCD Controller的平台设备定义如下（文件位于 linux/arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c）：

1. /* LCD Controller */
2.
3. static struct resource s3c_lcd_resource[] = {
4.     [0] = {
5.         .start = S3C24XX_PA_LCD,
6.         .end = S3C24XX_PA_LCD + S3C24XX_SZ_LCD - 1,
7.         .flags = IORESOURCE_MEM,
8.     },
9.     [1] = {
10.         .start = IRQ_LCD,
11.         .end = IRQ_LCD,
12.         .flags = IORESOURCE_IRQ,
13.     }
14.
15. };
16.
17. static u64 s3c_device_lcd_dmamask = 0xffffffffUL;
18.
19. struct platform_device s3c_device_lcd = {
20.     .name         = "s3c2410-lcd",
21.     .id         = -1,
22.     .num_resources     = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource),
23.     .resource     = s3c_lcd_resource,
24.     .dev = {
25.         .dma_mask        = &s3c_device_lcd_dmamask,
26.         .coherent_dma_mask    = 0xffffffffUL
27.     }
28. };
29.
30. EXPORT_SYMBOL(s3c_device_lcd);

平台设备的结构体定义为s3c_device_lcd，该设备在平台总线中的名字取为s3c2410-lcd，该平台设备申请的两个板级资源为以S3C24XX_PA_LCD为起始的IORESOURCE_MEM资源和一个定义为IRQ_LCD的IORESOURCE_IRQ资源。
其中，
1. #define S3C24XX_PA_LCD S3C2410_PA_LCD

1. /* LCD controller */
2. #define S3C2410_PA_LCD     (0x4D000000)
3. #define S3C24XX_SZ_LCD     SZ_1M
0x4D000000为LCDCON1寄存器的地址。

3. LCD Controller的平台设备的注册如下（文件位于linux/arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c）：

1. static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
2.     &s3c_device_usb,
3.
4.     &s3c_device_lcd,
5.
6.     &s3c_device_wdt,
7.     &s3c_device_i2c0,
8.     &s3c_device_iis,
9.     &s3c_device_rtc,
10. };
以上第4行代码将lcd平台设备注册进内核。

4.在系统初始化时将smdk2440_fb_info结构体添加进平台设备的私有结构中。具体流程如下：

4.1

1. MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")
2.     /* Maintainer: Ben Dooks <[e-mail]> */
3.     .phys_io    = S3C2410_PA_UART,
4.     .io_pg_offst    = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
5.     .boot_params    = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,
6.
7.     .init_irq    = s3c24xx_init_irq,
8.     .map_io        = smdk2440_map_io,
9.     .init_machine    = smdk2440_machine_init,
10.     .timer        = &s3c24xx_timer,
11. MACHINE_END
启动S3C2440机器，系统将通过“.init_machine    = smdk2440_machine_init,”调用smdk2440_machine_init（）函数。

4.2

1. static void __init smdk2440_machine_init(void)

2. {
3.     s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);
4.     s3c_i2c0_set_platdata(NULL);
5.
6.     platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));
7.     smdk_machine_init();
8. }
在 smdk2440_machine_init函数中，通过“ s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);”将smdk2440_fb_info添加进平台设备的私有结构中。

4.3

1. void __init s3c24xx_fb_set_platdata(struct s3c2410fb_mach_info *pd)

2. {
3.     struct s3c2410fb_mach_info *npd;
4.
5.     npd = kmalloc(sizeof(*npd), GFP_KERNEL);
6.     if (npd) {
7.         memcpy(npd, pd, sizeof(*npd));
8.         s3c_device_lcd.dev.platform_data = npd;
9.     } else {
10.         printk(KERN_ERR "no memory for LCD platform data\n");
11.     }
12. }
以上代码为smdk2440_fb_info结构的添加过程，其中“s3c_device_lcd.dev.platform_data = npd;”为核心实现部分。

4.4

1. static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_fb_info __initdata = {
2.     .displays    = &smdk2440_lcd_cfg,
3.     .num_displays    = 1,
4.     .default_display = 0,
5.
6. #if 0
7.     /* currently setup by downloader */
8.     .gpccon        = 0xaa940659,
9.     .gpccon_mask    = 0xffffffff,
10.     .gpcup        = 0x0000ffff,
11.     .gpcup_mask    = 0xffffffff,
12.     .gpdcon        = 0xaa84aaa0,
13.     .gpdcon_mask    = 0xffffffff,
14.     .gpdup        = 0x0000faff,
15.     .gpdup_mask    = 0xffffffff,
16. #endif
17.
18.     //.lpcsel        = ((0xCE6) & ~7) | 1<<4,
19. };
以上为smdk2440_fb_info结构体定义。在此需要注释掉源码中的“.lpcsel        = ((0xCE6) & ~7) | 1<<4”！本结构中的关键为“ .displays    = &smdk2440_lcd_cfg,”，即LCD的硬件参数，需要根据具体的LCD屏幕来确定，小生使用的是天嵌3.5寸屏幕，所以该结构体的赋值如下：

4.5

1. static struct s3c2410fb_display smdk2440_lcd_cfg __initdata = {
2.
3.     .lcdcon5    = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
4.              S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
5.              S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
6.              S3C2410_LCDCON5_PWREN |
7.              S3C2410_LCDCON5_HWSWP,
8.
9.     .type        = S3C2410_LCDCON1_TFT,
10.
11.     .width        = 320,
12.     .height        = 240,
13.
14.     .pixclock    = 80000, /* HCLK 100 MHz, divisor 3 */
15.     .xres        = 320,
16.     .yres        = 240,
17.     .bpp        = 16,
18.
19.     .setclkval    = 0x3,
20.     .left_margin    = 28,    /* for HFPD*/
21.     .right_margin    = 24,    /* for HBPD*/
22.     .hsync_len    = 42,    /* for HSPW*/
23.     .upper_margin    = 6,    /* for VFPD*/
24.     .lower_margin    = 2,    /* for VBPD*/
25.     .vsync_len    = 12,    /* for VSPW*/
26.     
27. };
以上位LCD屏幕硬件参数。

注：
a.本文旨在将与友善之臂开发板配套的的linux-2.6.32.2内核移植到天嵌科技的TQ2440开发板上。
b. 硬件平台：天嵌科技TQ2440开发板（标配）
c. 软件平台：linux-2.6.32.2内核源码

第二部分：
基于ARM9处理器的linux-2.6.32.2操作系统内核移植手记part5.2(LCD驱动源码分析及移植之platform driver) 

5.LCD驱动模块的注册与注销：

2. int __init s3c2410fb_init(void)

3. {
4.     int ret = platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
5.
6.     if (ret == 0)
7.         ret = platform_driver_register(&s3c2412fb_driver);
8.
9.     return ret;
10. }
11.
12. static void __exit s3c2410fb_cleanup(void)
13. {
14.     platform_driver_unregister(&s3c2410fb_driver);
15.     platform_driver_unregister(&s3c2412fb_driver);
16. }
17.
18. module_init(s3c2410fb_init);
19. module_exit(s3c2410fb_cleanup);
注册与注销模块由module_init宏与module_exit宏指定。

6.LCD平台设备驱动s3c2410fb_driver。

1. static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {

2.     .probe        = s3c2410fb_probe,
3.     .remove        = s3c2410fb_remove,
4.     .suspend    = s3c2410fb_suspend,
5.     .resume        = s3c2410fb_resume,
6.     .driver        = {
7.         .name    = "s3c2410-lcd",
8.         .owner    = THIS_MODULE,
9.     },
10. };
11.
12. static struct platform_driver s3c2412fb_driver = {
13.     .probe        = s3c2412fb_probe,
14.     .remove        = s3c2410fb_remove,
15.     .suspend    = s3c2410fb_suspend,
16.     .resume        = s3c2410fb_resume,
17.     .driver        = {
18.         .name    = "s3c2412-lcd",
19.         .owner    = THIS_MODULE,
20.     },
21. };
该结构定义了LCD驱动程序的名字： "s3c2410-lcd"，以及探测函数probe，移除函数remove，电源挂起函数suspend和电源恢复函数resume。

7.探测函数s3c2410fb_probe分析。
1. static int __init s3c2410fb_probe(struct platform_device *pdev)

2. {
3.     return s3c24xxfb_probe(pdev, DRV_S3C2410);
4. }
5.
6. static int __init s3c2412fb_probe(struct platform_device *pdev)
7. {
8.     return s3c24xxfb_probe(pdev, DRV_S3C2412);
9. }
由此可见，真正的探测函数为 s3c24xxfb_probe。

1. static int __init s3c24xxfb_probe(struct platform_device *pdev,

2.                  enum s3c_drv_type drv_type)
3. {
4.     struct s3c2410fb_info *info;
5.     struct s3c2410fb_display *display;
6.     struct fb_info *fbinfo;
7.     struct s3c2410fb_mach_info *mach_info;
8.     struct resource *res;
9.     int ret;
10.     int irq;
11.     int i;
12.     int size;
13.     u32 lcdcon1;
14.
15.     mach_info = pdev->dev.platform_data;
16.     if (mach_info == NULL) {
17.         dev_err(&pdev->dev,
18.             "no platform data for lcd, cannot attach\n");
19.         return -EINVAL;
20.     }
21.
22.     if (mach_info->default_display >= mach_info->num_displays) {
23.         dev_err(&pdev->dev, "default is %d but only %d displays\n",
24.             mach_info->default_display, mach_info->num_displays);
25.         return -EINVAL;
26.     }
27.
28.     display = mach_info->displays + mach_info->default_display;
29.
30.     irq = platform_get_irq(pdev, 0);
31.     if (irq < 0) {
32.         dev_err(&pdev->dev, "no irq for device\n");
33.         return -ENOENT;
34.     }
35.
36.     fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev);
37.     if (!fbinfo)
38.         return -ENOMEM;
39.
40.     platform_set_drvdata(pdev, fbinfo);
41.
42.     info = fbinfo->par;
43.     info->dev = &pdev->dev;
44.     info->drv_type = drv_type;
45.
46.     res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
47.     if (res == NULL) {
48.         dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory registers\n");
49.         ret = -ENXIO;
50.         goto dealloc_fb;
51.     }
52.
53.     size = (res->end - res->start) + 1;
54.     info->mem = request_mem_region(res->start, size, pdev->name);
55.     if (info->mem == NULL) {
56.         dev_err(&pdev->dev, "failed to get memory region\n");
57.         ret = -ENOENT;
58.         goto dealloc_fb;
59.     }
60.
61.     info->io = ioremap(res->start, size);
62.     if (info->io == NULL) {
63.         dev_err(&pdev->dev, "ioremap() of registers failed\n");
64.         ret = -ENXIO;
65.         goto release_mem;
66.     }
67.
68.     info->irq_base = info->io + ((drv_type == DRV_S3C2412) ? S3C2412_LCDINTBASE : S3C2410_LCDINTBASE);
69.
70.     dprintk("devinit\n");
71.
72.     strcpy(fbinfo->fix.id, driver_name);
73.
74.     /* Stop the video */
75.     lcdcon1 = readl(info->io + S3C2410_LCDCON1);
76.     writel(lcdcon1 & ~S3C2410_LCDCON1_ENVID, info->io + S3C2410_LCDCON1);
77.
78.     fbinfo->fix.type     = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
79.     fbinfo->fix.type_aux     = 0;
80.     fbinfo->fix.xpanstep     = 0;
81.     fbinfo->fix.ypanstep     = 0;
82.     fbinfo->fix.ywrapstep     = 0;
83.     fbinfo->fix.accel     = FB_ACCEL_NONE;
84.
85.     fbinfo->var.nonstd     = 0;
86.     fbinfo->var.activate     = FB_ACTIVATE_NOW;
87.     fbinfo->var.accel_flags = 0;
88.     fbinfo->var.vmode     = FB_VMODE_NONINTERLACED;
89.
90.     fbinfo->fbops         = &s3c2410fb_ops;
91.     fbinfo->flags         = FBINFO_FLAG_DEFAULT;
92.     fbinfo->pseudo_palette = &info->pseudo_pal;
93.
94.     for (i = 0; i < 256; i++)
95.         info->palette_buffer[i] = PALETTE_BUFF_CLEAR;
96.
97.     ret = request_irq(irq, s3c2410fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, info);
98.     if (ret) {
99.         dev_err(&pdev->dev, "cannot get irq %d - err %d\n", irq, ret);
100.         ret = -EBUSY;
101.         goto release_regs;
102.     }
103.
104.     info->clk = clk_get(NULL, "lcd");
105.     if (!info->clk || IS_ERR(info->clk)) {
106.         printk(KERN_ERR "failed to get lcd clock source\n");
107.         ret = -ENOENT;
108.         goto release_irq;
109.     }
110.
111.     clk_enable(info->clk);
112.     dprintk("got and enabled clock\n");
113.
114.     msleep(1);
115.
116.     info->clk_rate = clk_get_rate(info->clk);
117.
118.     /* find maximum required memory size for display */
119.     for (i = 0; i < mach_info->num_displays; i++) {
120.         unsigned long smem_len = mach_info->displays[i].xres;
121.
122.         smem_len *= mach_info->displays[i].yres;
123.         smem_len *= mach_info->displays[i].bpp;
124.         smem_len >>= 3;
125.         if (fbinfo->fix.smem_len < smem_len)
126.             fbinfo->fix.smem_len = smem_len;
127.     }
128.
129.     /* Initialize video memory */
130.     ret = s3c2410fb_map_video_memory(fbinfo);
131.     if (ret) {
132.         printk(KERN_ERR "Failed to allocate video RAM: %d\n", ret);
133.         ret = -ENOMEM;
134.         goto release_clock;
135.     }
136.
137.     dprintk("got video memory\n");
138.
139.     fbinfo->var.xres = display->xres;
140.     fbinfo->var.yres = display->yres;
141.     fbinfo->var.bits_per_pixel = display->bpp;
142.
143.     s3c2410fb_init_registers(fbinfo);
144.
145.     s3c2410fb_check_var(&fbinfo->var, fbinfo);
146.
147.     ret = s3c2410fb_cpufreq_register(info);
148.     if (ret < 0) {
149.         dev_err(&pdev->dev, "Failed to register cpufreq\n");
150.         goto free_video_memory;
151.     }
152.
153.     ret = register_framebuffer(fbinfo);
154.     if (ret < 0) {
155.         printk(KERN_ERR "Failed to register framebuffer device: %d\n",
156.             ret);
157.         goto free_cpufreq;
158.     }
159.
160.     /* create device files */
161.     ret = device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_debug);
162.     if (ret) {
163.         printk(KERN_ERR "failed to add debug attribute\n");
164.     }
165.
166.     printk(KERN_INFO "fb%d: %s frame buffer device\n",
167.         fbinfo->node, fbinfo->fix.id);
168.
169.     return 0;
170.
171.  free_cpufreq:
172.     s3c2410fb_cpufreq_deregister(info);
173. free_video_memory:
174.     s3c2410fb_unmap_video_memory(fbinfo);
175. release_clock:
176.     clk_disable(info->clk);
177.     clk_put(info->clk);
178. release_irq:
179.     free_irq(irq, info);
180. release_regs:
181.     iounmap(info->io);
182. release_mem:
183.     release_resource(info->mem);
184.     kfree(info->mem);
185. dealloc_fb:
186.     platform_set_drvdata(pdev, NULL);
187.     framebuffer_release(fbinfo);
188.     return ret;
189. }
7.1
1. mach_info = pdev->dev.platform_data;

2.     if (mach_info == NULL) {
3.         dev_err(&pdev->dev,
4.             "no platform data for lcd, cannot attach\n");
5.         return -EINVAL;
6.     }
7.
8.     if (mach_info->default_display >= mach_info->num_displays) {
9.         dev_err(&pdev->dev, "default is %d but only %d displays\n",
10.             mach_info->default_display, mach_info->num_displays);
11.         return -EINVAL;
12.     }
13.
14.     display = mach_info->displays + mach_info->default_display;
第一行用于获取platform device中定义的平台数据（已经在本博客的上一篇文章中提及）。其中的mach_info定义如下：
1. struct s3c2410fb_mach_info *mach_info;
1. struct s3c2410fb_mach_info {

2.
3.     struct s3c2410fb_display *displays;    /* attached diplays info */
4.     unsigned num_displays;            /* number of defined displays */
5.     unsigned default_display;
6.
7.     /* GPIOs */
8.
9.     unsigned long    gpcup;
10.     unsigned long    gpcup_mask;
11.     unsigned long    gpccon;
12.     unsigned long    gpccon_mask;
13.     unsigned long    gpdup;
14.     unsigned long    gpdup_mask;
15.     unsigned long    gpdcon;
16.     unsigned long    gpdcon_mask;
17.
18.     /* lpc3600 control register */
19.     unsigned long    lpcsel;
20. };
主要是记录LCD的一些属性，包括与显示参数相关的“ struct s3c2410fb_display *displays; ”及使用的GPIO引脚。而 ”if (mach_info->default_display >=mach_info->num_displays) {...}“用来查看显示屏幕的具体规格。

7.2
1. irq = platform_get_irq(pdev, 0);

2.     if (irq < 0) {
3.         dev_err(&pdev->dev, "no irq for device\n");
4.         return -ENOENT;
5.     }
获取设备中断号（定义于mach-smdk2440.c中）。

7.3
1. fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev);

2.     if (!fbinfo)
3.         return -ENOMEM;
4.
5.     platform_set_drvdata(pdev, fbinfo);
在内存中申请sizeof(struct s3c2410fb_info)+sizeof(struct fb_info)大小的空间，然后将获得的fbinfo设置为平台设备的驱动数据。其中framebuffer_alloc源码如下：
1. /**

2.  * framebuffer_alloc - c