4 linux lcd驱动框架
Linux内核中lcd的驱动是基于帧缓冲framebuffer驱动框架设计的。帧缓冲framebuffer框架是在linux2.2.xx以后的版本中为显示设备提供的一种驱动程序接口，它将显示缓冲区framebuffer进行抽象，屏蔽掉硬件的底层差异，允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区framebuffer进行读写和I/O控制操作。Framebuffer机制模仿显卡的功能，将显卡硬件抽象为一系列的数据结构，通过framebuffer的读写实现对显存的操作。用户可将他看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间，就可以进行读写操作，而读写操作可反映到屏幕上。
framebuffer是个字符设备，主设备号是29，对应/dev/fb%d设备文件。
Linux内核中，framebuffer设备驱动的源码主要包含在\include\linux\Fb.h和drivers\video\Fbmem.h文件中。这两个文件是framebuffer设备驱动框架的中间层，为上层提供系统调用，为底层驱动提供接口。
下面就从这两个文件入手，开始分析framebuffer驱动程序的框架。
首先，从drivers\video\Fbmem.h的入口函数开始，module_init(fbmem_init)。分析fbmem_init的代码。
1. staticint __init
2. fbmem_init(void)
3. {
4. "fb", 0, NULL, fbmem_read_proc, NULL);
5.
6. if"fb",&fb_fops)) //注册一个字符设备
7. "unable to get major %d for fb devs\n", FB_MAJOR);
8.
9. "graphics"); //创建一个类
10. if (IS_ERR(fb_class)) {
11. "Unable to create fb class; errno = %ld\n", PTR_ERR(fb_class));
12. fb_class = NULL;
13. }
14. return 0;
15. }从上述代码可以看到，fbmem_init函数实现的工作和之前编写驱动程序时入口函数的工作相同。其中，
（1）、代码第6行，调用register_chrdev注册设备。FB_MAJOR主设备号，在Fb.h文件中定义为29。"fb"为设备名称。fb_fops是定义的file_operations结构体，包含了read、write、ioctl等和硬件相关的接口函数。
（2）、代码第9行，创建一个名为"graphics"的类。
用户通过open 函数打开设备，这里就是调用fb_open函数，下面来分析fb_open函数。
1. staticint
2. fb_open(structstruct file *file)
3. {
4. int fbidx = iminor(inode); //得到次设备号
5. struct fb_info *info; //定义一个fb_info类型的结构体指针
6. int res = 0;
7.
8. if (fbidx >= FB_MAX)
9. return -ENODEV;
10. #ifdef CONFIG_KMOD
11. if (!(info = registered_fb[fbidx]))
12. try_to_load(fbidx);
13. #endif /* CONFIG_KMOD */
14. if (!(info = registered_fb[fbidx])) //指针指向registered_fb[fbidx]
15. return -ENODEV;
16. if (!try_module_get(info->fbops->owner))
17. return -ENODEV;
18. file->private_data = info;
19. if (info->fbops->fb_open) {
20. res = info->fbops->fb_open(info,1); //调用registered_fb[fbidx]-> fbops->fb_open
21. if (res)
22. module_put(info->fbops->owner);
23. }
24. return res;
25. }
- 代码第4行，得到设备的次设备号fbidx 。
- 代码第5行，定义一个fb_info类型的结构体指针。
- 代码第14行，将第5行定义的指针info指向以次设备号为索引的registered_fb[fbidx]数组成员。
- 代码第20行，调用registered_fb[fbidx]-> fbops->fb_open打开函数。
由上述代码分析可知，registered_fb[fbidx]才是最终被用户空间调用的接口函数。那么数组registered_fb[]又是被谁赋值的，在哪里赋值呢？猜测一下，因为registered_fb[]数组中存放的就是和硬件相关的接口函数，所以应该在驱动层会有相关的注册函数，将实际的硬件接口和registered_fb[]数组关联起来。
通过搜索registered_fb，发现在register_framebuffer函数中有关于该数组的赋值操作。接下来来看看函数register_framebuffer。
1. int
2. register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
3. {
4. int i;
5. struct fb_event event;
6. struct fb_videomode mode;
7.
8. if (num_registered_fb == FB_MAX)
9. return -ENXIO;
10. num_registered_fb++;
11. for (i = 0 ; i < FB_MAX; i++)
12. if (!registered_fb[i])
13. break;
14. fb_info->node = i;
15.
16. fb_info->dev = device_create(fb_class, fb_info->device,
17. "fb%d", i);
18. if (IS_ERR(fb_info->dev)) {
19. /* Not fatal */
20. "Unable to create device for framebuffer %d; errno = %ld\n", i, PTR_ERR(fb_info->dev));
21. fb_info->dev = NULL;
22. else
23. fb_init_device(fb_info);
24.
25. if (fb_info->pixmap.addr == NULL) {
26. fb_info->pixmap.addr = kmalloc(FBPIXMAPSIZE, GFP_KERNEL);
27. if (fb_info->pixmap.addr) {
28. fb_info->pixmap.size = FBPIXMAPSIZE;
29. fb_info->pixmap.buf_align = 1;
30. fb_info->pixmap.scan_align = 1;
31. fb_info->pixmap.access_align = 32;
32. fb_info->pixmap.flags = FB_PIXMAP_DEFAULT;
33. }
34. }
35. fb_info->pixmap.offset = 0;
36.
37. if (!fb_info->pixmap.blit_x)
38. fb_info->pixmap.blit_x = ~(u32)0;
39.
40. if (!fb_info->pixmap.blit_y)
41. fb_info->pixmap.blit_y = ~(u32)0;
42.
43. if (!fb_info->modelist.prev || !fb_info->modelist.next)
44. INIT_LIST_HEAD(&fb_info->modelist);
45.
46. fb_var_to_videomode(&mode, &fb_info->var);
47. fb_add_videomode(&mode, &fb_info->modelist);
48. registered_fb[i] = fb_info;
49.
50. event.info = fb_info;
51. fb_notifier_call_chain(FB_EVENT_FB_REGISTERED, &event);
52. return 0;
53. }首先我们来看一下结构体fb_info，他是linux内核中为实现framebuffer驱动框架定义的驱动层接口，在Fb.h文件中定义。它包含了许多底层函数，还包括了有关设备状态的数据。每一个framebuffer设备都与一个fb_info结构体相对应。其代码如下：
（1）node成员代表framebuffer设备的次设备号；
（2）fb_var_screeninfo结构体是用户可修改的显示控制器参数；
1. struct fb_var_screeninfo {
2. /* visible resolution */
3. __u32 yres;
4. /* virtual resolution */
5. __u32 yres_virtual;
6. /* offset from virtual to visible */
7. /* resolution */
8.
9. /* guess what */
10. /* != 0 Graylevels instead of colors */
11.
12. struct/* bitfield in fb mem if true color, */
13. struct/* else only length is significant */
14. struct fb_bitfield blue;
15. struct/* transparency */
16.
17. ......
18. };（3）fb_fix_screeninfo成员主要记录用户不能修改的显示控制器参数；
（4）fbops结构体是提供给底层设备的一个接口，上面提到的open函数，就是该结构体的成员。编写字符设备驱动时就需要实现一个file_operations结构体，和这个结构体的作用类似。
（1）、代码第16行，在类下面创建一个设备；
（2）、代码第23行，初始化刚刚创建的设备；
（3）、代码第26行，申请一个framebuffer空间；
（4）、代码第27~47行，对申请的framebuffer空间进行配置；
（5）、代码第48行，将已经配置好的fb_info节点放到registered_fb[]数组中。
由上述分析可知，register_framebuffer函数主要用于生成一个新的fb_info节点，并将其存放到registered_fb[]数组中。那么该函数由谁调用呢？
搜索register_framebuffer函数，在s3c2410fb.c文件中，发现s3c2410fb_probe函数调用了注册函数。
那么这里就以s3c2410fb.c为例，来分析一下lcd驱动。
首先进入drivers/video/s3c2410fb.c文件中，从入口函数s3c2410fb_init开始。
1. intvoid)
2. {
3. return platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
4. }入口函数中通过调用platform_driver_register函数注册平台驱动设备，说明该驱动时基于bus-drv-dev模型的，那么就将重点集中到probe函数上，即s3c2410fb_probe。
1. staticintstruct platform_device *pdev)
2. {
3. struct s3c2410fb_info *info;
4. struct fb_info *fbinfo;
5. struct s3c2410fb_hw *mregs;
6. int ret;
7. int irq;
8. int i;
9. u32 lcdcon1;
10. //根据平台设备，获得某些硬件相关的信息
11. mach_info = pdev->dev.platform_data;
12. mregs = &mach_info->regs;
13. irq = platform_get_irq(pdev, 0);
14. //（1）申请一个 framebuffer空间
15. sizeof(struct s3c2410fb_info), &pdev->dev);
16. //（2）设置fbinfo
17. info = fbinfo->par;
18. info->fb = fbinfo;
19. info->dev = &pdev->dev;
20. .....
21. //（3）硬件相关的操作，设置中断，lcd时钟，显存地址，
22. ret = request_irq(irq, s3c2410fb_irq, IRQF_DISABLED, pdev->name, info);
23. "lcd");
24. clk_enable(info->clk);
25. msleep(1);
26.
27. /* Initialize video memory */
28. ret = s3c2410fb_map_video_memory(info);
29. ret = s3c2410fb_init_registers(info);
30. ret = s3c2410fb_check_var(&fbinfo->var, fbinfo);
31. //（4）注册fbinfo结构体
32. ret = register_framebuffer(fbinfo);
33. if (ret < 0) {
34. "Failed to register framebuffer device: %d\n", ret);
35. goto free_video_memory;
36. }
37. /* create device files */
38. device_create_file(&pdev->dev, &dev_attr_debug);
39. return 0;
40. .....
41. }分析s3c2410fb_probe函数，大致可以梳理出framebuffer驱动的编写流程：
- 申请一个fbinfo 结构体空间；
- 设置fbinfo ；
- 硬件相关的操作；
- 注册fbinfo 。
