ARM+LINUX下的LCD驅(qū)動(dòng)程序及注釋（轉(zhuǎn)載）

renbok

//#define LCD_GRAY_16
#define  FBCON_HAS_CFB8
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#ifdef LCD_GRAY_16
#include
#else
#include
#endif
#include
#include
#include
//聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體用于內(nèi)核操作
static struct s3c44b0fb_info
{
struct fb_info  fb;
int   currcon;
} *cfb;
#define CMAP_SIZE 256

static int s3c44b0fb_setcolreg(u_int regno, u_int red, u_int green, u_int blue, u_int transp, struct fb_info *info)
{
//TODO
return 0;
}
     
static int s3c44b0fb_set_cmap(struct fb_cmap *cmap, int kspc, int con,struct fb_info *info)
{
struct s3c44b0fb_info *cfb = (struct s3c44b0fb_info *)info;// ?????
struct fb_cmap *dcmap = &fb_display[con].cmap;//con?????
int err = 0;

if (!dcmap->len)
  err = fb_alloc_cmap(dcmap, CMAP_SIZE, 0);
if (!err && con == cfb->currcon)
{
  err = fb_set_cmap(cmap, kspc, s3c44b0fb_setcolreg, &cfb->fb);
  dcmap = &cfb->fb.cmap;
}
if (!err)
  fb_copy_cmap(cmap, dcmap, kspc ? 0 : 1);
return err;
}
static int s3c44b0fb_set_var(struct fb_var_screeninfo *var, int con,struct fb_info *info)
{
struct display *display;
unsigned int lcdcon, syscon;
int chgvar = 0;
if (var->activate & FB_ACTIVATE_TEST)
  return 0;
if ((var->activate & FB_ACTIVATE_MASK) != FB_ACTIVATE_NOW)
  return -EINVAL;
if (cfb->fb.var.xres != var->xres)
  chgvar = 1;
if (cfb->fb.var.yres != var->yres)
  chgvar = 1;
if (cfb->fb.var.xres_virtual != var->xres_virtual)
  chgvar = 1;
if (cfb->fb.var.yres_virtual != var->yres_virtual)
  chgvar = 1;
if (cfb->fb.var.bits_per_pixel != var->bits_per_pixel)
  chgvar = 1;
if (con  {
  display = cfb->fb.disp;
  chgvar = 0;
  }
else
{
  display = fb_display + con;
}
var->transp.msb_right = 0;
var->transp.offset = 0;
var->transp.length = 0;
var->red.msb_right = 0;
var->red.offset  = 5;
var->red.length  = 3;
var->green.msb_right = 0;
var->green.offset = 2;
var->green.length = 3;
var->blue.msb_right = 0;
var->blue.offset = 0;
var->blue.length = 2;
switch (var->bits_per_pixel)
{
      #ifdef FBCON_HAS_MFB
case 1:
  cfb->fb.fix.visual = FB_VISUAL_MONO01;
  display->dispsw  = &fbcon_mfb;
  display->dispsw_data = NULL;
  break;
      #endif
      #ifdef FBCON_HAS_CFB2
case 2:
  cfb->fb.fix.visual = FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
  display->dispsw  = &fbcon_cfb2;
  display->dispsw_data = NULL;
  break;
#endif
#ifdef FBCON_HAS_CFB4
case 4:
  cfb->fb.fix.visual = FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR;
  display->dispsw  = &fbcon_cfb4;
  display->dispsw_data = NULL;
  break;
#endif
#ifdef FBCON_HAS_CFB8
case 8:
  cfb->fb.fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
  display->dispsw  = &fbcon_cfb8;
  display->dispsw_data = NULL;
  break;
#endif
default:
  return -EINVAL;
}
display->next_line = var->xres_virtual * var->bits_per_pixel / 8;//
cfb->fb.fix.line_length = display->next_line;//
display->screen_base = cfb->fb.screen_base;
display->line_length = cfb->fb.fix.line_length;
display->visual  = cfb->fb.fix.visual;
display->type  = cfb->fb.fix.type;
display->type_aux = cfb->fb.fix.type_aux;
display->ypanstep = cfb->fb.fix.ypanstep;
display->ywrapstep = cfb->fb.fix.ywrapstep;
display->can_soft_blank = 1;
display->inverse = 0;
cfb->fb.var  = *var;
cfb->fb.var.activate &= ~FB_ACTIVATE_ALL;

display->var  = cfb->fb.var;

if (var->activate & FB_ACTIVATE_ALL)
  cfb->fb.disp->var = cfb->fb.var;
if (chgvar && info && cfb->fb.changevar)
  cfb->fb.changevar(con);
fb_set_cmap(&cfb->fb.cmap, 1, s3c44b0fb_setcolreg, &cfb->fb);
return 0;
}
static int gen_get_cmap(struct fb_cmap *cmap, int kspc, int con, struct fb_info *info)
{
fb_copy_cmap(&info->cmap, cmap, kspc ? 0 : 2);
return 0;
}
static int gen_get_fix(struct fb_fix_screeninfo *fix, int con, struct fb_info *info)
{
*fix = info->fix;
return 0;
}
static int gen_get_var(struct fb_var_screeninfo *var, int con, struct fb_info *info)
{
*var = info->var;
return 0;
}
//函數(shù)注冊(cè)
static struct fb_ops s3c44b0fb_ops =
{
owner:  THIS_MODULE,
fb_set_var: s3c44b0fb_set_var,
fb_set_cmap: s3c44b0fb_set_cmap,
fb_get_fix: gen_get_fix,
fb_get_var: gen_get_var,
fb_get_cmap: gen_get_cmap,
};
static int s3c44b0fb_updatevar(int con, struct fb_info *info)
{
return -EINVAL;
}
static void s3c44b0fb_blank(int blank, struct fb_info *info)
{
//TODO
     if (blank)
{

}
  else
  {
  }
}
#define U8 __u8
#define U16 __u16
#define U32 __u32
#define MAX749_CTRL 0x80
#define MAX749_ADJ        0x40
#define Max749AdjHi() outl(inl(S3C44B0X_PDATC)|MAX749_ADJ, S3C44B0X_PDATC)   //背光調(diào)整
#define Max749AdjLo() outl(inl(S3C44B0X_PDATC)&~MAX749_ADJ, S3C44B0X_PDATC) //液晶打開(kāi)
#define Max749CtrlHi() outl(inl(S3C44B0X_PDATC)|MAX749_CTRL, S3C44B0X_PDATC)
#define Max749CtrlLo() outl(inl(S3C44B0X_PDATC)&~MAX749_CTRL, S3C44B0X_PDATC)
static void Max749Rst(void)
{
unsigned char i;
Max749AdjHi();
Max749CtrlLo();
i = 100;
while(i--);
Max749CtrlHi();
}
static void Max749Up(U16 cnt)
{
unsigned char i;

Max749Rst();
for(; cnt; cnt--)
{
  Max749AdjLo();
  i = 10;
  while(i--);
  Max749AdjHi();
  i = 10;
  while(i--);
}
}
#define SCR_XSIZE 320      //虛擬的水平大小
#define SCR_YSIZE 240     //虛擬的垂直大小
#define LCD_XSIZE 320     //實(shí)際的水平大小
#define LCD_YSIZE 240    //實(shí)際的垂直大小
#ifdef LCD_GRAY_16        //LCD彩色和灰級(jí)度位16灰級(jí)度
#define LCD_DEPTH 4     //4 //每一個(gè)像素占4位
#define LCD_BUF_SIZE ((SCR_XSIZE*SCR_YSIZE)>>1)   //320*240/2
#else
#define LCD_DEPTH 8     //每一個(gè)像素占8位
#define LCD_BUF_SIZE ((SCR_XSIZE*SCR_YSIZE))   //320*240大小
#endif
#define CLKVAL  (10//VCLK = MCLK/(2*CLKVAL) CLKVAL=10  VCLK=
#define WLH  (1 //16 clock
#define WDLY  (1 //16 clock
#define MMODE  (0 //VM = ecah frame, not use MVAL
#define DISMODE (2       ///4bit single scan
#define INVCLK  (0 //falling edge fetch data
#define INVLINE  (0 //normal, non inverse
#define INVFRAME (0 //normal
#define INVVD  (0 //normal
#define ENVID  1
#define DSVID  0
#define LCD_MODE_DS (CLKVAL|WLH|WDLY|MMODE|DISMODE|INVCLK|INVLINE|INVFRAME|INVVD|DSVID)
#define LCD_MODE_EN (CLKVAL|WLH|WDLY|MMODE|DISMODE|INVCLK|INVLINE|INVFRAME|INVVD|ENVID)
#define LINEBLINK 10
#define SELFREF_EN 1
#define SELFREF_DS 0
#define MONO_MODE 0                         //配置顯示模式
#define G4_MODE  1    //
#define G16_MODE 2     //
#define C8_MODE  3    //
#define BankOfDisMem(addr) (((U32)(addr)>>22)   // 系統(tǒng)內(nèi)存地址為圖像緩存
#define BaseOfDisMem(addr) (((U32)(addr)>>1)&0x1fffff)          //用于雙掃描的上部地址或單掃描幀內(nèi)存
/////////
#define BSWP_EN  1
#define BSWP_DS  0
#define MVAL  1      //如果MMODE位為1，表明VM的翻轉(zhuǎn)速率
#define  LCDBASEL      0                                    //雙掃描下部幀地址
#define MONO_VS_SIZE (LCD_XSIZE/16)|(((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/16)G4_VS_SIZE  (LCD_XSIZE/8)|(((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/8)G16_VS_SIZE  (LCD_XSIZE/4)|(((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/4)C8_VS_SIZE  (LCD_XSIZE/2)|(((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/2)int err = -ENOMEM;
char *fbuf;
cfb = kmalloc(sizeof(*cfb) + sizeof(struct display), GFP_KERNEL);//內(nèi)核開(kāi)辟大小空間返回為開(kāi)辟內(nèi)存起始地址
if (!cfb)
  goto out;

memset(cfb, 0, sizeof(*cfb) + sizeof(struct display));// 向cfb里寫0

fbuf = kmalloc(LCD_BUF_SIZE, GFP_KERNEL);  //開(kāi)辟大小位LCD_BUF_SIZE的內(nèi)存空間
if(!fbuf)
{
  kfree(cfb);
  goto out;
}
memset(fbuf, 0, LCD_BUF_SIZE);         //向fbuf中填寫LCD_BUF_SIZE大小個(gè)0
cfb->currcon  = -1;
strcpy(cfb->fb.fix.id, "s3c44b0");   //
cfb->fb.screen_base = fbuf;     

cfb->fb.fix.smem_start = fbuf;     
cfb->fb.fix.smem_len = LCD_BUF_SIZE;  
cfb->fb.fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;  

cfb->fb.var.xres    = LCD_XSIZE;   
cfb->fb.var.xres_virtual   = SCR_XSIZE;
cfb->fb.var.yres    = LCD_YSIZE;  
cfb->fb.var.yres_virtual   = SCR_YSIZE;
cfb->fb.var.bits_per_pixel = LCD_DEPTH;  
cfb->fb.var.grayscale   = 1;                 
cfb->fb.var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;
cfb->fb.var.height = -1;                        
cfb->fb.var.width = -1;
//
//
//

cfb->fb.fbops  = &s3c44b0fb_ops;  
cfb->fb.changevar = NULL;                  
// cfb->fb.switch_con = s3c44b0fb_switch;   //
cfb->fb.updatevar = s3c44b0fb_updatevar;  
cfb->fb.blank  = s3c44b0fb_blank;         
cfb->fb.flags  = FBINFO_FLAG_DEFAULT;   //
cfb->fb.disp  = (struct display *)(cfb + 1);  //?????????
fb_alloc_cmap(&cfb->fb.cmap, CMAP_SIZE, 0);      //顏色映射函數(shù)

#ifdef LCD_GRAY_16
     
Max749Up(23);
outl(0xaaaa, S3C44B0X_PCOND);  //VFRAME,VM,VLINE,VCLK,VD3-VD0 enable   16級(jí)灰度4位單掃描
outl(LCD_MODE_DS, S3C44B0X_LCDCON1);    // 向LCDCON1寄存器各位寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)
outl((LINEBLINK>2)-1) //
  //((LCD_XSIZE>>2)-1)是根據(jù)HOZVAL=(水平顯示實(shí)際寬度/掃描的位數(shù))-1
outl((G16_MODE  //
//選擇顯示模式;指示視頻緩沖區(qū)在系統(tǒng)存儲(chǔ)器的段地址A[27:22];
outl((BSWP_EN //
//允許掃描;VM以什么速率變化;雙掃描LCD是的下幀存儲(chǔ)區(qū)的起始地址A[21:1]
outl(G16_VS_SIZE, S3C44B0X_LCDSADDR3);  //
//虛擬屏幕偏移量(半字?jǐn)?shù)量);虛擬屏幕寬度(半字?jǐn)?shù)量級(jí))
outl(inl(S3C44B0X_PDATC)&~0x100, S3C44B0X_PDATC); // set GPC8 low
//
#else              //其他類型的LCD
/
outl(inl(S3C44B0X_PCONC)&~0xff00, S3C44B0X_PCONC);
outl(inl(S3C44B0X_PCONC)|0xff00, S3C44B0X_PCONC); //GPC4-GPC7 as VD7-VD4
outl(0xaaaa, S3C44B0X_PCOND);    //VFRAME,VM,VLINE,VCLK,VD3-VD0
outl(inl(S3C44B0X_PDATC)|0x100, S3C44B0X_PDATC); // set GPC8 low

//outl(0x4f40, S3C44B0X_LCDCON1);
        outl(LCD_MODE_DS, S3C44B0X_LCDCON1);
outl((LINEBLINK>1)-1)outl((3>1), S3C44B0X_LCDSADDR1);
outl(((((int)fbuf+LCD_XSIZE*LCD_YSIZE)>>1)&0x1fffff)|(13outl(C8_VS_SIZE, S3C44B0X_LCDSADDR3);
outl(0xfdb96420, S3C44B0X_REDLUT);
outl(0xfdb96420, S3C44B0X_GREENLUT);
outl(0xfb40, S3C44B0X_BLUELUT);
#endif
outl(inl(S3C44B0X_LCDCON1)|ENVID, S3C44B0X_LCDCON1);
printk("LCD buffer : %p\n", fbuf);
s3c44b0fb_set_var(&cfb->fb.var, -1, &cfb->fb);
err = register_framebuffer(&cfb->fb);
// printk("err=%d\n", err);
out: return err;
}
//使用unergister_framebuffer()函數(shù)進(jìn)行幀緩沖設(shè)備的注銷
static void __exit s3c44b0xfb_exit(void)
{
unregister_framebuffer(&cfb->fb);
kfree(cfb);   //釋放幀緩沖設(shè)備建立的空間
}
int __init s3c44b0xfb_setup(char *options)
{
return 0;
}
//動(dòng)態(tài)加載需要設(shè)置的模塊加載方式
#ifdef MODULE
module_init(s3c44b0xfb_init);
module_exit(s3c44b0xfb_exit);
#endif

結(jié)合三星公司ARM9系列嵌入式處理器
S3C2410
，講解如何進(jìn)行LCD驅(qū)動(dòng)程序模塊化編程及如何將驅(qū)動(dòng)程序靜態(tài)加載進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)核。
   
    LCD（液晶顯示）模塊滿足了嵌入式系統(tǒng)日益提高的要求，它可以顯示漢字、字符和圖形，同時(shí)還具有低壓、低功耗、體積小、重量輕和超薄等很多優(yōu)點(diǎn)。隨著嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，對(duì)系統(tǒng)中的人機(jī)界面的要求也越來(lái)越高，在應(yīng)用需求的驅(qū)使下，許多工作在Linux下的圖形界面軟件包的開(kāi)發(fā)和移植工作中都涉及到底層LCD驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。因此在嵌入式系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)LCD驅(qū)動(dòng)得以廣泛運(yùn)用。
   
    本文以三星公司ARM9內(nèi)核芯片
S3C2410
的LCD接口為基礎(chǔ)，介紹了在Linux平臺(tái)上開(kāi)發(fā)嵌入式LCD驅(qū)動(dòng)程序的一般方法。
   
    本文硬件采用三星公司的
S3C2410
芯片的開(kāi)發(fā)板，軟件采用Linux 2.4.19平臺(tái)，編譯器為arm-linux-gcc的交叉編譯器，使用640×480分辨率的TFT彩色LCD，通過(guò)對(duì)其Linux驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行改寫和調(diào)試，成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)該種屏的驅(qū)動(dòng)和顯示。
   
    嵌入式驅(qū)動(dòng)的概念
   
    設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和機(jī)器硬件之間的接口，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閼?yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)，這樣在應(yīng)用程序看來(lái)，硬件設(shè)備只是一個(gè)設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行操作。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是內(nèi)核的一部分，它主要完成的功能有：對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化和釋放；把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)；讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)、回送應(yīng)用程序請(qǐng)求的數(shù)據(jù)以及檢測(cè)和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
   
    Linux將設(shè)備分為最基本的兩大類：一類是字符設(shè)備，另一類是塊設(shè)備。字符設(shè)備和塊設(shè)備的主要區(qū)別是：在對(duì)字符設(shè)備發(fā)出讀/寫請(qǐng)求時(shí)，實(shí)際的硬件I/O一般就緊接著發(fā)生了。字符設(shè)備以單個(gè)字節(jié)為單位進(jìn)行順序讀寫操作，通常不使用緩沖技術(shù)；塊設(shè)備則是以固定大小的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行存儲(chǔ)和讀寫的，如硬盤、軟盤等，并利用一塊系統(tǒng)內(nèi)存作為緩沖區(qū)。為提高效率，系統(tǒng)對(duì)于塊設(shè)備的讀寫提供了緩存機(jī)制，由于涉及緩沖區(qū)管理、調(diào)度和同步等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比字符設(shè)備復(fù)雜得多。LCD是以字符設(shè)備方式加以訪問(wèn)和管理的，Linux把顯示驅(qū)動(dòng)看做字符設(shè)備，把要顯示的數(shù)據(jù)一字節(jié)一字節(jié)地送往LCD驅(qū)動(dòng)器。
   
    Linux的設(shè)備管理是和文件系統(tǒng)緊密結(jié)合的，各種設(shè)備都以文件的形式存放在/dev目錄下，稱為設(shè)備文件。應(yīng)用程序可以打開(kāi)、關(guān)閉和讀寫這些設(shè)備文件，完成對(duì)設(shè)備的操作，就像操作普通的數(shù)據(jù)文件一樣。為了管理這些設(shè)備，系統(tǒng)為設(shè)備編了號(hào)，每個(gè)設(shè)備號(hào)又分為主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)。主設(shè)備號(hào)用來(lái)區(qū)分不同種類的設(shè)備，而次設(shè)備號(hào)用來(lái)區(qū)分同一類型的多個(gè)設(shè)備。對(duì)于常用設(shè)備，Linux有約定俗成的編號(hào)，如硬盤的主設(shè)備號(hào)是3。Linux為所有的設(shè)備文件都提供了統(tǒng)一的操作函數(shù)接口，方法是使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct file_operations。這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包括許多操作函數(shù)的指針，如open()、close()、read()和write()等，但由于外設(shè)的種類較多，操作方式各不相同。Struct file_operations結(jié)構(gòu)體中的成員為一系列的接口函數(shù)，如用于讀/寫的read/write函數(shù)和用于控制的ioctl等。打開(kāi)一個(gè)文件就是調(diào)用這個(gè)文件file_operations中的open操作。不同類型的文件有不同的file_operations成員函數(shù)，如普通的磁盤數(shù)據(jù)文件，接口函數(shù)完成磁盤數(shù)據(jù)塊讀寫操作；而對(duì)于各種設(shè)備文件，則最終調(diào)用各自驅(qū)動(dòng)程序中的I/O函數(shù)進(jìn)行具體設(shè)備的操作。這樣，應(yīng)用程序根本不必考慮操作的是設(shè)備還是普通文件，可一律當(dāng)作文件處理，具有非常清晰統(tǒng)一的I/O接口。所以file_operations是文件層次的I/O接口。
   
    LCD控制器
   
    LCD控制器的功能是顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)LCD。用戶只需要通過(guò)讀寫一系列的寄存器，完成配置和顯示驅(qū)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)LCD設(shè)計(jì)的過(guò)程中首要的是配置LCD控制器，而在配置LCD控制器中最重要的一步則是幀緩沖區(qū)（FrameBuffer）的指定。用戶所要顯示的內(nèi)容皆是從緩沖區(qū)中讀出，從而顯示到屏幕上的。幀緩沖區(qū)的大小由屏幕的分辨率和顯示色彩數(shù)決定。驅(qū)動(dòng)幀緩沖的實(shí)現(xiàn)是整個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重點(diǎn)。
S3C2410
中的LCD控制器可支持STN和TFT兩種液晶。對(duì)于STN 液晶平板，該LCD控制器可支持4位雙掃描、4位單掃描和8位單掃描三種顯示類型，支持4級(jí)和16級(jí)灰度級(jí)單色顯示模式，支持256色和4096色顯示，可接多種分辨率的LCD，例如640×480、320×240和160×160等，在256色顯示模式時(shí)，最大可支持4096×1024、2048×2048和1024×4096顯示。TFT液晶平板可支持1-2-4-8bpp（bits per pixel）調(diào)色板顯示模式和16bpp非調(diào)色板真彩顯示。
   
    幀緩沖區(qū)是出現(xiàn)在Linux 2.2.xx及以后版本內(nèi)核當(dāng)中的一種驅(qū)動(dòng)程序接口，這種接口將顯示設(shè)備抽象為幀緩沖區(qū)設(shè)備區(qū)。幀緩沖區(qū)為圖像硬件設(shè)備提供了一種抽象化處理，它代表了一些視頻硬件設(shè)備,允許應(yīng)用軟件通過(guò)定義明確的界面來(lái)訪問(wèn)圖像硬件設(shè)備。這樣軟件無(wú)須了解任何涉及硬件底層驅(qū)動(dòng)的東西（如硬件寄存器）。它允許上層應(yīng)用程序在圖形模式下直接對(duì)顯示緩沖區(qū)進(jìn)行讀寫和I/O控制等操作。通過(guò)專門的設(shè)備節(jié)點(diǎn)可對(duì)該設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)，如/dev/fb*。用戶可以將它看成是顯示內(nèi)存的一個(gè)映像，將其映射到進(jìn)程地址空間之后，就可以進(jìn)行讀寫操作，而讀寫操作可以反映到LCD。
   
    幀緩沖設(shè)備對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件是/dev/fb*。如果系統(tǒng)有多個(gè)顯卡，Linux還支持多個(gè)幀緩沖設(shè)備，最多可達(dá)32個(gè)，即/dev/fb0～/dev/fb31。而/dev/fb則指向當(dāng)前的幀緩沖設(shè)備，通常情況下，默認(rèn)的幀緩沖設(shè)備為/dev/fb0。
   
    幀緩沖設(shè)備也屬于字符設(shè)備，采用“文件層-驅(qū)動(dòng)層”的接口方式。在文件層為之定義了以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
   
    Static struct file_operations fb_fops={
   
    ower: THIS_MODULE,
   
    read: fb_read,
   
    write: fb_write,
   
    ioct1: fb_ioct1,
   
    mmap: fb_mmap,
   
    open: fb_open,
   
    release: fb_release,
   
    }
   
    其成員函數(shù)都在linux/driver/video/fbmem.c中定義，其中的函數(shù)對(duì)具體的硬件進(jìn)行操作，對(duì)寄存器進(jìn)行設(shè)置，對(duì)顯示緩沖進(jìn)行映射。主要結(jié)構(gòu)體還有以下幾個(gè)。
   
    ● Struct fb_fix_screeninfo：記錄了幀緩沖設(shè)備和指定顯示模式的不可修改信息。它包含了屏幕緩沖區(qū)的物理地址和長(zhǎng)度。
   
    ● Struct fb_var_screeninfo：記錄了幀緩沖設(shè)備和指定顯示模式的可修改信息。它包括顯示屏幕的分辨率、每個(gè)像素的比特?cái)?shù)和一些時(shí)序變量。其中變量xres定義了屏幕一行所占的像素?cái)?shù)，yres定義了屏幕一列所占的像素?cái)?shù)，bits_per_pixel定義了每個(gè)像素用多少個(gè)位來(lái)表示。
   
    ● Struct fb_info：Linux為幀緩沖設(shè)備定義的驅(qū)動(dòng)層接口。它不僅包含了底層函數(shù)，而且還有記錄設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)。每個(gè)幀緩沖設(shè)備都與一個(gè)fb_info結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。其中成員變量modename為設(shè)備名稱，fontname為顯示字體，fbops為指向底層操作的函數(shù)的指針。
   
    LCD驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)的主要工作
   
    1 編寫初始化函數(shù)
   
    初始化函數(shù)首先初始化LCD控制器，通過(guò)寫寄存器設(shè)置顯示模式和顏色數(shù)，然后分配LCD顯示緩沖區(qū)。在Linux中可以用kmalloc()函數(shù)分配一段連續(xù)的空間。緩沖區(qū)大小為：點(diǎn)陣行數(shù)×點(diǎn)陣列數(shù)×用于表示一個(gè)像素的比特?cái)?shù)/8。緩沖區(qū)通常分配在大容量的片外SDRAM中，起始地址保存在LCD控制寄存器中。本文采用的LCD顯示方式為640×480，16位彩色，則需要分配的顯示緩沖區(qū)為640×480×2=600kb。最后是初始化一個(gè)fb_info結(jié)構(gòu)，填充其中的成員變量，并調(diào)用register_framebuffer(&fb_info)，將fb_info登記入內(nèi)核。
   
    2 編寫成員函數(shù)
   
    編寫結(jié)構(gòu)fb_info中函數(shù)指針fb_ops對(duì)應(yīng)的成員函數(shù)，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，只需要下列三個(gè)函數(shù)就可以了。
   
    struct fb_ops{
   
    ……
   
    int (*fb_get_fix)(struct fb_fix_screeninfo *fix, int con, struct fb_info *info);
   
    int (*fb_get_var)(struct fb_var_screeninfo *var, int con, struct fb_info *info);
   
    int (*fb_set_var)(struct fb_var_screeninfo *var, int con, struct fb_info *info);
   
    ……
   
    }
   
    Struct fb_ops在include/linux/fb.h中定義。這些函數(shù)都是用來(lái)設(shè)置/獲取fb_info結(jié)構(gòu)中的成員變量的。當(dāng)應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備文件進(jìn)行ioctl操作時(shí)候會(huì)調(diào)用它們。對(duì)于fb_get_fix()，應(yīng)用程序傳入的是fb_fix_screeninfo結(jié)構(gòu)，在函數(shù)中對(duì)其成員變量賦值，主要是smem_start（緩沖區(qū)起始地址）和smem_len（緩沖區(qū)長(zhǎng)度），最終返回給應(yīng)用程序。而fb_set_var()函數(shù)的傳入?yún)��?shù)是fb_var_screeninfo，函數(shù)中需要對(duì)xres、yres和bits_per_pixel賦值。
   
    對(duì)于/dev/fb，對(duì)顯示設(shè)備的操作主要有以下幾種。
   
    ● 讀/寫（read/write）/dev/fb：相當(dāng)于讀/寫屏幕緩沖區(qū)。
   
    ● 映射（map）操作：由于Linux工作在保護(hù)模式，每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的虛擬地址空間，在應(yīng)用程序中是不能直接訪問(wèn)物理緩沖區(qū)地址的。為此，Linux在文件操作 file_operations結(jié)構(gòu)中提供了mmap函數(shù)，可將文件的內(nèi)容映射到用戶空間。對(duì)于幀緩沖設(shè)備，則可通過(guò)映射操作，可將屏幕緩沖區(qū)的物理地址映射到用戶空間的一段虛擬地址中，之后用戶就可以通過(guò)讀寫這段虛擬地址訪問(wèn)屏幕緩沖區(qū)，在屏幕上繪圖了。
   
    ● I/O控制：對(duì)于幀緩沖設(shè)備，對(duì)設(shè)備文件的ioctl操作可讀取/設(shè)置顯示設(shè)備及屏幕的參數(shù)，如分辨率、顯示顏色數(shù)和屏幕大小等。ioctl的操作是由底層的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成的。在應(yīng)用程序中，操作/dev/fb的一般步驟如下：打開(kāi)/dev/fb設(shè)備文件；用ioctrl操作取得當(dāng)前顯示屏幕的參數(shù)，如屏幕分辨率和每個(gè)像素的比特?cái)?shù)，根據(jù)屏幕參數(shù)可計(jì)算屏幕緩沖區(qū)的大小；將屏幕緩沖區(qū)映射到用戶空間；映射后即可直接讀寫屏幕緩沖區(qū)，進(jìn)行繪圖和圖片顯示了。
   
    LCD模塊化驅(qū)動(dòng)
   
    在對(duì)
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的LCD編寫模塊化驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，首先要從內(nèi)核中去除LCD驅(qū)動(dòng)。這里需要做一些改動(dòng)，系統(tǒng)調(diào)用被加在以下文件中，需去除：/root/usr/src/arm/linux/kernel/sys.c；/root/usr/src/arm/linux/include/arm-arm下的unistd.h和lcd.h；/root/usr/src/arm/linux/arch/arm/kernel下的calls.s。
   
    編寫模塊化驅(qū)動(dòng)程序，有以下幾個(gè)關(guān)鍵的函數(shù)。
   
    ● lcd_kernel_init(void)//當(dāng)模塊被載入時(shí)執(zhí)行
   
    ● lcd_kernel_exit(void)//當(dāng)模塊被移出內(nèi)核空間時(shí)被執(zhí)行
   
    ● lcd_kernel1_ioctl(struct*inode, struct*file, unsigned int cmd, unsigned longarg) //其他功能
   
    每當(dāng)裝配設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用初始化模塊lcd_kernel_init(void)。
   
    另一個(gè)必須提供的函數(shù)是lcd_kernel_exit(void)，它在模塊被卸載時(shí)調(diào)用，負(fù)責(zé)進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的工作。
   
    執(zhí)行insmod lcd.o命令即可將LCD驅(qū)動(dòng)添加到內(nèi)核中，執(zhí)行rmmod lcd命令即可從內(nèi)核中刪除LCD驅(qū)動(dòng)。
   
    靜態(tài)加載LCD驅(qū)動(dòng)
   
    將寫好的lcd驅(qū)動(dòng)程序lcd.c放到arm/linux/drivers/char目錄下，修改arm/linux/drivers/char/config.in文件，加上一行：Bool'LCD driver support'CONFIG_LCD；修改arm/linux/drivers/char/Makefile文件，加上一行：obj-$(CONFIG_LCD)+=lcd.o。
   
    這樣，當(dāng)再進(jìn)行make xconfig時(shí)，就會(huì)選擇是否將LCD驅(qū)動(dòng)編譯進(jìn)內(nèi)核。同樣的辦法也可用在其他設(shè)備上。


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