LCD 驱动分析

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struct s3c2410fb_mach_info类型的寄存器描述讯息，如下所示：

static struct s3c2410fb_mach_info smdk2410_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 __init s3c24xx_fb_set_platdata(struct s3c2410fb_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make menuconfig的时候配置Linux的logo选项，然后的时候在console选项中选上framebuffer console surpport，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long long ago 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：

#ifndef MODULE

……

#define module_init(x) __initcall(x); ①

……

#else

……

#define module_init(initfn) /②

static inline initcall_t __inittest(void) /

{ return initfn; } /

int init_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http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/lnxpcomp/v8v101/index.jsp?topic=/com.ibm.xlcpp8l.doc/language/ref/fn_attrib_alias.htm找到它的详细说明，这里简单的说int 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)；

？？？？？？……

2.2 platform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：

static u64 s3c_device_lcd_dmamask = 0xffffffffUL;

struct platform_device s3c_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：

#define ARRAY_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 int a[]={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。

static struct resource s3c_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,

}

};

struct resource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。

static struct platform_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：

static struct platform_driver s3c2410fb_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。