十一、三星平台framebuffer驱动

和总线设备驱动模型类似，framebuffer分为核心层、驱动层和设备层。

核心层：就是上一章分析的fbmem.c文件

驱动层（控制器层）：一般由芯片原厂提供，实现了LCD控制器通用的操作接口和配置接口，本章用到的是三星提供的s3cfb_main.c和s3cfb_ops.c

设备层：一般由单板厂商提供，本章用到的是arch/arm/plat-s5p/dev-fimd-s5p.c文件，后续会分析为什么是它。

考虑到我是用的并不是之前的TINY4412，在此给出上述分析的文件：

https://files.cnblogs.com/files/Lioker/11_fb.zip

注意：有的开发板的驱动层可能是s3c-fb.c，这要取决于：

1. drivers/video/Makefile中的约束条件，比如我的Makefile是obj-$(CONFIG_FB_S3C) += s3c-fb.o

2. 内核根目录下的.config是否配置了CONFIG_FB_S3C这个宏，比如我的.config是# CONFIG_FB_S3C is not set，未设置

进一步分析.config，我发现了CONFIG_FB_S5P=y和CONFIG_FB_S5P_WA101S=y，在drivers/video/Makefile中有obj-$(CONFIG_FB_S5P) += samsung/，故需要查看drivers/video/samsung/Makefile。

经过.config排除drivers/video/samsung/Makefile的宏定义后，Makefile文件最终如下：

ifeq ($(CONFIG_FB_S5P),y)

obj-y               += s3cfb.o
s3cfb-y             := s3cfb_main.o s3cfb_ops.o
obj-$(CONFIG_ARCH_EXYNOS4)  += s3cfb_fimd6x.o

obj-$(CONFIG_FB_S5P_WA101S) += s3cfb_wa101s.o

endif

除此之外，我们需要完成的是设备层下的参数层，参数层存储LCD相关的一些时序，如分辨率、BPP等参数。单板厂商提供的是drivers/video/samsung/s3cfb_wa101s.c文件。

把控制器层和设备层分开，是因为芯片的LCD控制器只有一个，而开发板配套LCD选择较多。LCD控制器确定了LCD的操作方式，因此可以被普适化。

对于LCD，我们可以选择4.3寸、7寸等，不同LCD会有一定的差异，此时就可以采取数据总线的形式。我们根据LCD各自的物理特性，把相关参数添加到构建好的平台总线的设备层即可。

本章仿照总线设备驱动模型进行分析，首先介绍需要使用的结构体，之后分析platform_driver和platform_device，最后分析参数层。

一、平台驱动使用的结构体

1. s3c_platform_fb：总线对应的fb结构体，定义有LCD操作函数

struct s3c_platform_fb {
    int        hw_ver;
    char        clk_name[];
    int        nr_wins;         /* 虚拟窗口的个数 */
    int        nr_buffers[];
    int        default_win;     /* 当前默认的窗口 */
    int        swap;
    phys_addr_t    pmem_start;  /* 显存的物理起始地址 */
    size_t        pmem_size;    /* 显存的字节大小 */
    void            *lcd;
    void       (*cfg_gpio)(struct platform_device *dev);                        /*  配置LCD的GPIO */
    int        (*backlight_on)(struct platform_device *dev);                    /*  打开LCD背光 */
    int        (*backlight_onoff)(struct platform_device *dev, int onoff);      /*  关闭LCD背光 */
    int        (*reset_lcd)(struct platform_device *dev);                       /*  重置LCD */
    int        (*clk_on)(struct platform_device *pdev, struct clk **s3cfb_clk); /*  打开LCD时钟 */
    int        (*clk_off)(struct platform_device *pdev, struct clk **clk);      /*  关闭LCD时钟 */
};

2. s3cfb_fimd_desc：单板对应的fb结构体

struct s3cfb_fimd_desc {
    int            state;
    int            dual;
    struct s3cfb_global    *fbdev[FIMD_MAX];    /* 通用的平台fb结构体 */
};

3. s3cfb_global：平台通用的fb结构体，定义有LCD参数

struct s3cfb_global {
    void __iomem        *regs;   /* LCD对应的寄存器 */
    struct mutex        lock;    /* 互斥量 */
    struct device        *dev;   /* LCD设备 */
    struct clk        *clock;    /* LCD时钟 */
    int            irq;
    wait_queue_head_t    wq;
    unsigned int        wq_count;
    struct fb_info        **fb;  /* 通用的fb属性，指针数组 */

    atomic_t        enabled_win;
    enum s3cfb_output_t    output;
    enum s3cfb_rgb_mode_t    rgb_mode;
    struct s3cfb_lcd    *lcd;    /* 用于描述LCD物理参数 */
    int             system_state;
#ifdef CONFIG_HAS_WAKELOCK
    struct early_suspend    early_suspend;
    struct wake_lock    idle_lock;
#endif
};

4. s3cfb_lcd：描述LCD物理参数，这个结构体是需要我们修改的

struct s3cfb_lcd {
    int    width;        /* 水平像素个数 */
    int    height;       /* 垂直像素个数 */
    int    bpp;          /* 每个像素位数 */
    int    freq;         /* LCD刷新率 */
    struct    s3cfb_lcd_timing timing;      /* LCD时序相关参数 */
    struct    s3cfb_lcd_polarity polarity;  /* 电平是否反转 */
    void    (*init_ldi)(void);
    void    (*deinit_ldi)(void);
};

二、platform_driver

platform_driver定义在s3cfb_main.c中，其定义如下：

static struct platform_driver s3cfb_driver = {
    .probe        = s3cfb_probe,
    .remove        = s3cfb_remove,
...
    .driver        = {
        .name    = S3CFB_NAME,    /* #define S3CFB_NAME "s3cfb" */
...
    },
};

我们首先查看s3cfb_probe()函数：

 static int s3cfb_probe(struct platform_device *pdev)
 {
     struct s3c_platform_fb *pdata = NULL;
     struct resource *res = NULL;
     struct s3cfb_global *fbdev[];
     int ret = ;
     int i = ;
 ...
     /* 分配包含平台设备s3cfb_global指针的结构体 */
     fbfimd = kzalloc(sizeof(struct s3cfb_fimd_desc), GFP_KERNEL);
 ...
     for (i = ; i < FIMD_MAX; i++) {
         /* 分配平台设备s3cfb_global，里面包含LCD各种属性 */
         fbfimd->fbdev[i] = kzalloc(sizeof(struct s3cfb_global), GFP_KERNEL);
         fbdev[i] = fbfimd->fbdev[i];
 ...
         fbdev[i]->dev = &pdev->dev;
         s3cfb_set_lcd_info(fbdev[i]);    /* 设置s3cfb_global的lcd成员为&wa101：struct s3cfb_global *ctrl; ctrl->lcd = &wa101;  */

         /* 配置platform_device的引脚和时钟参数 */
         pdata = to_fb_plat(&pdev->dev);
         if (pdata->cfg_gpio)
             pdata->cfg_gpio(pdev);

         if (pdata->clk_on)
             pdata->clk_on(pdev, &fbdev[i]->clock);

         /* 内存映射 */
         res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, i);
 ...
         res = request_mem_region(res->start,
                     res->end - res->start + , pdev->name);
 ...
         fbdev[i]->regs = ioremap(res->start, res->end - res->start + );
 ...
         /* irq */
         fbdev[i]->irq = platform_get_irq(pdev, );
 ...
         /* fb寄存器设置 */
         s3cfb_init_global(fbdev[i]);

         fbdev[i]->system_state = POWER_ON;

         /* 分配 fb_info */
         if (s3cfb_alloc_framebuffer(fbdev[i], i)) {
 ...
         }

         /* 注册 fb_info */
         if (s3cfb_register_framebuffer(fbdev[i])) {
 ...
         }

         /* 使能显示 */
         s3cfb_set_clock(fbdev[i]);
         s3cfb_enable_window(fbdev[], pdata->default_win);
 ...
         s3cfb_update_power_state(fbdev[i], pdata->default_win, FB_BLANK_UNBLANK);
         s3cfb_display_on(fbdev[i]);
 ...
     }
     /* 使能背光 */
 #ifdef CONFIG_FB_S5P_LCD_INIT
     /* panel control */
     if (pdata->backlight_on)
         pdata->backlight_on(pdev);

     if (pdata->lcd_on)
         pdata->lcd_on(pdev);
 #endif

     ret = device_create_file(&(pdev->dev), &dev_attr_win_power);
 ...
     dev_info(fbdev[]->dev, "registered successfully\n");
 ...
     return ;
 }

probe()函数所做的事情有：

1. 分配单板对应的s3cfb_fimd_desc

2. 分配平台对应的s3cfb_global

3. 调用s3cfb_set_lcd_info()设置s3cfb_global的lcd成员

 void s3cfb_setup_lcd()
 {
     int type = get_lcd_type();    /* 获取LCD类型 */
 ...
     if(0x1 == type)        //7.0
     {
         wa101.width  = ;
         wa101.height = ;
         wa101.bpp     = ;
         wa101.freq   = ;    //70;
     }
 ...
 }

 void s3cfb_set_lcd_info(struct s3cfb_global *ctrl)
 {
     s3cfb_setup_lcd();

     wa101.init_ldi = NULL;
     ctrl->lcd = &wa101;
 }

4. 配置引脚，打开LCD时钟，设置中断

5. 映射寄存器，调用s3cfb_init_global()设置寄存器，有些寄存器的值是通过s3cfb_lcd传入的

 int s3cfb_init_global(struct s3cfb_global *fbdev)
 {
     fbdev->output = OUTPUT_RGB;
     fbdev->rgb_mode = MODE_RGB_P;

     fbdev->wq_count = ;
     init_waitqueue_head(&fbdev->wq);
     mutex_init(&fbdev->lock);

     /* 写寄存器操作 */
     s3cfb_set_output(fbdev);        /* 设置输出格式为RGB */
     s3cfb_set_display_mode(fbdev);    /* 设置RGB数据格式 */
     s3cfb_set_polarity(fbdev);        /* 设置极性是否反转 */
     s3cfb_set_timing(fbdev);        /* 设置时序 */
     s3cfb_set_lcd_size(fbdev);        /* 设置LCD分辨率 */

     return ;
 }

6. 分配、注册s3cfb_global的fb[i]成员

7. 使能背光和显示

综合上一章，我们可以知道probe()函数分配和注册了fb_info，但两函数之间并没有设置fb_info，因此我们需要进一步分析。

分配函数如下：

 int s3cfb_alloc_framebuffer(struct s3cfb_global *fbdev, int fimd_id)
 {
     struct s3c_platform_fb *pdata = to_fb_plat(fbdev->dev);
     int ret = ;
     int i;

     fbdev->fb = kmalloc(pdata->nr_wins * sizeof(struct fb_info *), GFP_KERNEL);
 ...
     for (i = ; i < pdata->nr_wins; i++) {
         fbdev->fb[i] = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3cfb_window), fbdev->dev);
 ...
         ret = s3cfb_init_fbinfo(fbdev, i);
 ...
         if (i == pdata->default_win)
             if (s3cfb_map_default_video_memory(fbdev, fbdev->fb[i], fimd_id)) {
                 ret = -ENOMEM;
 ...
             }
         }
     }
 ...
     return ret;
 }

在framebuffer_alloc()之后，我们需要关注第12行代码：ret = s3cfb_init_fbinfo(fbdev, i);，这个函数就是我们要找的设置fb_info函数。

 int s3cfb_init_fbinfo(struct s3cfb_global *fbdev, int id)
 {
     struct fb_info *fb = fbdev->fb[id];
     struct fb_fix_screeninfo *fix = &fb->fix;
     struct fb_var_screeninfo *var = &fb->var;
     struct s3cfb_window *win = fb->par;
     struct s3cfb_alpha *alpha = &win->alpha;
     struct s3cfb_lcd *lcd = fbdev->lcd;
     struct s3cfb_lcd_timing *timing = &lcd->timing;

     memset(win, , sizeof(struct s3cfb_window));
     platform_set_drvdata(to_platform_device(fbdev->dev), fb);
     strcpy(fix->id, S3CFB_NAME);

     /* fimd specific */
     win->id = id;
     win->path = DATA_PATH_DMA;
     win->dma_burst = ;
     s3cfb_update_power_state(fbdev, win->id, FB_BLANK_POWERDOWN);
     alpha->mode = PLANE_BLENDING;

     /* 设置fbinfo */
     fb->fbops = &s3cfb_ops;
     fb->flags = FBINFO_FLAG_DEFAULT;
     fb->pseudo_palette = &win->pseudo_pal;
 #if (CONFIG_FB_S5P_NR_BUFFERS != 1)
     fix->xpanstep = ;
     fix->ypanstep = ;
 #else
     fix->xpanstep = ;
     fix->ypanstep = ;
 #endif
     fix->type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
     fix->accel = FB_ACCEL_NONE;
     fix->visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR;
     var->xres = lcd->width;
     var->yres = lcd->height;

 #if defined(CONFIG_FB_S5P_VIRTUAL)
     var->xres_virtual = CONFIG_FB_S5P_X_VRES;
     var->yres_virtual = CONFIG_FB_S5P_Y_VRES * CONFIG_FB_S5P_NR_BUFFERS;
 #else
     var->xres_virtual = var->xres;
     var->yres_virtual = var->yres * CONFIG_FB_S5P_NR_BUFFERS;
 #endif
     var->bits_per_pixel = ;
     var->xoffset = ;
     var->yoffset = ;
     var->width = ;
     var->height = ;
     var->transp.length = ;

     fix->line_length = var->xres_virtual * var->bits_per_pixel / ;
     fix->smem_len = fix->line_length * var->yres_virtual;

     var->nonstd = ;
     var->activate = FB_ACTIVATE_NOW;
     var->vmode = FB_VMODE_NONINTERLACED;
     var->hsync_len = timing->h_sw;
     var->vsync_len = timing->v_sw;
     var->left_margin = timing->h_bp;
     var->right_margin = timing->h_fp;
     var->upper_margin = timing->v_bp;
     var->lower_margin = timing->v_fp;
     var->pixclock = (lcd->freq *
         (var->left_margin + var->right_margin
         + var->hsync_len + var->xres) *
         (var->upper_margin + var->lower_margin
         + var->vsync_len + var->yres));
     var->pixclock = KHZ2PICOS(var->pixclock/);

     s3cfb_set_bitfield(var);
     s3cfb_set_alpha_info(var, win);

     return ;
 }

读者如果熟悉LCD裸机操作，想更接近底层修改代码，可以修改此函数，在修改前注意备份。

三、platform_device

之前platform_driver定义的匹配方式是name匹配，搜索后确定platform_device定义在arch/arm/dev-fimd-s5p.c中

platform_device定义如下：

struct platform_device s3c_device_fb = {
    .name        = "s3cfb",
#if defined(CONFIG_ARCH_EXYNOS4)
    .id        = ,
#else
    .id        = -,
#endif
    .num_resources    = ARRAY_SIZE(s3cfb_resource),
    .resource    = s3cfb_resource,
    .dev        = {
        .dma_mask        = &fb_dma_mask,
        .coherent_dma_mask    = 0xffffffffUL
    }
};

从定义的变量来看，并没有挂接设备的私有数据到s3c_device_fb变量中，因为platform_device结构体中device结构体的platform_data指针并没有被赋值。

但是前面平台驱动中使用了平台设备的私有数据。我们可以搜索s3c_device_fb.dev.platform_data:

代码如下：

 static struct s3c_platform_fb default_fb_data __initdata = {
 #if defined(CONFIG_ARCH_EXYNOS4)
     .hw_ver    = 0x70,
 #else
     .hw_ver    = 0x62,
 #endif
     .nr_wins    = ,
 #if defined(CONFIG_FB_S5P_DEFAULT_WINDOW)
     .default_win    = CONFIG_FB_S5P_DEFAULT_WINDOW,
 #else
     .default_win    = ,
 #endif
     .swap        = FB_SWAP_WORD | FB_SWAP_HWORD,
 };

 void __init s3cfb_set_platdata(struct s3c_platform_fb *pd)
 {
     struct s3c_platform_fb *npd;
     int i;

     if (!pd)
         pd = &default_fb_data;

     npd = kmemdup(pd, sizeof(struct s3c_platform_fb), GFP_KERNEL);
     if (!npd)
         printk(KERN_ERR "%s: no memory for platform data\n", __func__);
     else {
         for (i = ; i < npd->nr_wins; i++)
             npd->nr_buffers[i] = ;

 #if defined(CONFIG_FB_S5P_NR_BUFFERS)
         npd->nr_buffers[npd->default_win] = CONFIG_FB_S5P_NR_BUFFERS;
 #else
         npd->nr_buffers[npd->default_win] = ;
 #endif

         s3cfb_get_clk_name(npd->clk_name);
         npd->cfg_gpio = s3cfb_cfg_gpio;
         npd->backlight_on = s3cfb_backlight_on;        /* 最终调用的背光打开函数 */
         npd->backlight_off = s3cfb_backlight_off;    /* 最终调用的背光关闭函数 */
         npd->lcd_on = s3cfb_lcd_on;        /* 最终调用的LCD打开函数 */
         npd->lcd_off = s3cfb_lcd_off;    /* 最终调用的LCD关闭函数 */
         npd->clk_on = s3cfb_clk_on;        /* 最终调用的时钟使能函数 */
         npd->clk_off = s3cfb_clk_off;

         s3c_device_fb.dev.platform_data = npd;
     }
 }

四、关系总结

各个结构体关系如下图所示：

上一章的framebuffer设备驱动分为核心、信息（fb_info）和操作（fb_ops）。

本章的在上一章的基础上完成了适配平台的工作，在总线下分为信息（s3c_fb_global）和操作（s3c_platform_fb）。由于同一CPU可以适配多个单板，单板和LCD选择项过多，因此提取单板结构体（s3cfb_fimd_desc）和LCD结构体（s3cfb_lcd）为信息（s3c_fb_global）提供数据。

五、s3cfb_lcd

此结构体定义在drivers/video/samsung/s3cfb_wa101s.c文件中，其定义如下：

 #include "s3cfb.h"

 static struct s3cfb_lcd wa101 = {
 ...
 /* CONFIG_TOUCHSCREEN_TSC2007=y */
 #ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_TSC2007
     .width    = ,
     .height = ,
 #endif
     .bpp    = ,
     .freq    = ,    // 70,

     .polarity = {
         .rise_vclk    = ,
         .inv_hsync    = ,
         .inv_vsync    = ,
         .inv_vden    = ,
     },

 };

 extern int get_lcd_type();

 void s3cfb_setup_lcd()
 {
     int type = get_lcd_type();
 ...
     if(0x1 == type)   //7.0
     {
         wa101.width     = ;
         wa101.height = ;
         wa101.bpp     = ;
         wa101.freq     = ;    //70;
     }
 ...
 }

 /* name should be fixed as 's3cfb_set_lcd_info' */
 void s3cfb_set_lcd_info(struct s3cfb_global *ctrl)
 {
     s3cfb_setup_lcd();

     wa101.init_ldi = NULL;
     ctrl->lcd = &wa101;
 }

之前分析过，probe()会调用s3cfb_set_lcd_info()函数。故最终LCD参数为：

 static struct s3cfb_lcd wa101 = {
     .width     = ;
     .height     = ;
     .bpp     = ;
     .freq     = ;

     .polarity = {
         .rise_vclk    = ,
         .inv_hsync    = ,
         .inv_vsync    = ,
         .inv_vden    = ,
     },
 };

下一章  十二、使用PWM调整LCD背光亮度