Linux中LCD驱动结构分析

针对Linux2.6内核中LCD驱动结构分析，由于公司项目是xx方案，所以也就用其来做分析，置于s3c2410的驱动，对比着看，应该没问题。
在分析驱动之前，首先先了解几个LCD驱动中的几个重要的数据结构，

1、struct fb_info数据结构（FBI）

1  struct fb_info
2  {
3     int node;
4     int flags;
5     struct fb_var_screeninfo var; /*可变参数 */
6     struct fb_fix_screeninfo fix; /*固定参数 */
7     struct fb_monspecs monspecs; /*显示器标准 */
8     struct work_struct queue; /* 帧缓冲事件队列 */
9     struct fb_pixmap pixmap; /* 图像硬件mapper */
10    struct fb_pixmap sprite; /* 光标硬件mapper */
11    struct fb_cmap cmap; /* 目前的颜色表*/
12    struct list_head modelist;
13    struct fb_videomode *mode; /* 目前的video模式 */
14
15    #ifdef CONFIG_FB_BACKLIGHT
16       struct mutex bl_mutex;
17       /* 对应的背光设备  */
18       struct backlight_device *bl_dev;
19       /* 背光调整 */
20       u8 bl_curve[FB_BACKLIGHT_LEVELS];
21     #endif
22
23     struct fb_ops *fbops; /* fb_ops，帧缓冲操作 */
24     struct device *device;
25     struct class_device *class_device; /
26     int class_flag; /* 私有sysfs标志 */
27     #ifdef CONFIG_FB_TILEBLITTING
28         struct fb_tile_ops *tileops; /* 图块Blitting */
29     #endif
30     char _  _iomem *screen_base; /* 虚拟基地址 */
31     unsigned long screen_size; /* ioremapped的虚拟内存大小 */
32     void *pseudo_palette; /* 伪16色颜色表 */
33     #define FBINFO_STATE_RUNNING  0
34     #define FBINFO_STATE_SUSPENDED         1
35     u32 state; /* 硬件状态，如挂起 */
36     void *fbcon_par;
37     void *par;
38 };

FBI 中记录了帧缓冲设备的全部信息，包括设备的设置参数、状态以及操作函数指针。每一个帧缓冲设备都必须对应一个 FBI。

2．fb_ops结构体

FBI 的成员变量 fb_ops 为指向底层操作的函数的指针，这些函数是需要驱动程序开发人员编写的。

1  struct fb_ops
2  {
3      struct module *owner;
4       /* 打开/释放 */
5      int(*fb_open)(struct fb_info *info, int user);
6      int(*fb_release)(struct fb_info *info, int user);
7
8      /* 对于非线性布局的/常规内存映射无法工作的帧缓冲设备需要 */
9      ssize_t(*fb_read)(struct file *file, char _  _user *buf, size_t
count,
10        loff_t*ppos);
11     ssize_t(*fb_write)(struct file *file, const char _  _user *buf,
size_t count,
12        loff_t *ppos);
13
14     /* 检测可变参数，并调整到支持的值*/
15         int(*fb_check_var)(struct  fb_var_screeninfo  *var,  struct
fb_info *info);
16
17    /* 根据info->var设置video模式 */

18    int(*fb_set_par)(struct fb_info *info);
19
20    /* 设置color寄存器 */
21    int(*fb_setcolreg)(unsigned  regno,  unsigned  red,  unsigned  green,
unsigned
22        blue, unsigned transp, struct fb_info *info);
23
24     /* 批量设置color寄存器，设置颜色表 */
25     int(*fb_setcmap)(struct fb_cmap *cmap, struct fb_info *info);
26
27     /*显示空白 */
28     int(*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info);
29
30     /* pan显示 */
31      int(*fb_pan_display)(struct  fb_var_screeninfo  *var,  struct
fb_info *info);
32
33     /* 矩形填充 */
34        void(*fb_fillrect)(struct  fb_info  *info,  const  struct
fb_fillrect *rect);
35     /* 数据复制 */
36        void(*fb_copyarea)(struct  fb_info  *info,  const  struct
fb_copyarea *region);
37     /* 图形填充 */
38     void(*fb_imageblit)(struct  fb_info  *info,  const  struct  fb_image
*image);
39
40     /* 绘制光标 */
41     int(*fb_cursor)(struct  fb_info  *info,  struct  fb_cursor  *cursor);
42
43     /* 旋转显示 */
44     void(*fb_rotate)(struct fb_info *info, int angle);
45
46     /* 等待blit空闲 (可选) */
47     int(*fb_sync)(struct fb_info *info);
48
49     /* fb特定的ioctl (可选) */
50   int(*fb_ioctl)(struct  fb_info *info,  unsigned int  cmd, unsigned
long arg);
51
52   /* 处理32位的compat ioctl (可选) */
53     int(*fb_compat_ioctl)(struct  fb_info  *info,  unsigned  cmd,
unsigned long arg);
54
55   /* fb特定的mmap */
56   int(*fb_mmap)(struct fb_info *info, struct vm_area_struct *vma);
57
58   /* 保存目前的硬件状态 */
59   void(*fb_save_state)(struct fb_info *info);
60
61   /* 恢复被保存的硬件状态 */
62   void(*fb_restore_state)(struct fb_info *info);
63 };

LCD驱动中比较关键的是framebuff（帧缓冲）

FrameBuffer的原理

FrameBuffer 是出现在 Linux内核当中的一种驱动程序接口。它是Linux内核抽象出来的设备，供用户态进程实现直接写屏。Framebuffer机制模仿显卡的功能，将显卡硬件结构抽象掉，可以通过Framebuffer的读写直接对显存进行操作。用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反应在屏幕上。这种操作是抽象的，统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节，这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。但Framebuffer本身不具备任何运算数据的能力,就只好比是一个暂时存放水的水池.CPU将运算后的结果放到这个水池,水池再将结果流到显示器.中间不会对数据做处理. 应用程序也可以直接读写这个水池的内容.在这种机制下，尽管Framebuffer需要真正的显卡驱动的支持，但所有显示任务都有CPU完成,因此CPU负担很重。

framebuffer的设备文件一般是 /dev/fb0、/dev/fb1 等等。

可以用命令: #dd if=/dev/zero of=/dev/fb 清空屏幕.

如果显示模式是 1024x768-8 位色，用命令：$ dd if=/dev/zero of=/dev/fb0 bs=1024 count=768 清空屏幕；

用命令: #dd if=/dev/fb of=fbfile 可以将fb中的内容保存下来；

可以重新写回屏幕: #dd if=fbfile of=/dev/fb；

在使用Framebuffer时，Linux是将显卡置于图形模式下的．

在应用程序中，一般通过将 FrameBuffer 设备映射到进程地址空间的方式使用，比如下面的程序就打开 /dev/fb0 设备，并通过 mmap 系统调用进行地址映射，随后用 memset 将屏幕清空（这里假设显示模式是 1024x768-8 位色模式，线性内存模式）：

　　int fb;

　　unsigned char* fb_mem;

　　fb = open ("/dev/fb0", O_RDWR);

　　fb_mem = mmap (NULL, 1024*768, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);

　　memset (fb_mem, 0, 1024*768); //这个命令应该只有在root可以执行

　　FrameBuffer 设备还提供了若干 ioctl 命令，通过这些命令，可以获得显示设备的一些固定信息（比如显示内存大小）、与显示模式相关的可变信息（比如分辨率、象素结构、每扫描线的字节宽度），以及伪彩色模式下的调色板信息等等。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

下面开始分析framebuff在Linux内核中的实现机制。

下班了，先简要写点，LCD驱动中有三个文件需要注意，

1、alps\xx\platform\mt\kernel\drivers\video\lcd_drv.c

2、alps\xx\source\kernel\drivers\video\xxfb.c

3、alps\kernel\driver\video\fbmem.c

fbmem.c 文件是原始内核中的文件，framebuff的核心文件，实现了framebuff驱动的注册、卸载等函数，并且在这里注册了设备文件。

xxfb.c是xx平台，LCD具体的framebuff驱动。通过调用fbmem.c中的framebuff的注册与卸载函数来向系统注册xx的fb驱动。

lcd_drv.c中实现了具体的硬件配置操作。ok啦。饿死了~~回去~~