LCD 相关缩写
MDP: Mobile display processor：移动显示处理器
DSI: Display Serial Interface ： 显示器串行接口
MDSS : Multimedia Display sub system ： 多媒体显示子系统
DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组
一 、LCD硬件结构框架：
一般情况下，固定电话、对讲机、带实体按键的手机（老人机，户外手机）等等都会使用RGB接口的LCD，而对屏幕要求较高的设备比如目前流行的不带实体按键智能手机，平板电脑，广告机等都会使用HDMI、MIPI、LVDS等接口的LCD屏。
LCD硬件结构框架如下图：
二 、不同的硬件结构LCD的驱动框架简述
由上图可知，不同接口的LCD有不同的硬件结构，自然而然就有不同的驱动框架：
RGB接口LCD驱动框架：分为两部分
1 核心层驱动
2 LCD控制器驱动
这两部分 核心层驱动已经有内核统一提供了，我们需要完成的是 LCD控制器驱动，大致思路通过platform总线挂在LCD控制器，在
prob中完成 fb_info的创建，初始化，注册等工作。
LVDS、HDMI（DSI）、MIPI(DSI)等接口的LCD驱动框架：分为两部分
1 核心驱动
2 LVDS、HDMI、MIPI接口控制器驱动
三 、RGB接口LCD驱动简述
3.1 硬件线路框架
本文驱动是基于高通平台msm8909,msm8909LCD接口是MIPI接口，而我们的户外手机对屏幕要求不高，有实体按键，所以用RGB接口的LCD即可，所以CPU与LCD之间需要一个 MIPI转RGB的转换芯片，本文使用ICN6211转换芯片，框图如下：
3.2 软件驱动框架
在Linux设备中，LCD是一个很重要的外设，LCD显示采用了帧缓冲(framebuffer)技术，所以LCD驱动也叫Framebuffer驱动，所以LCD驱动框架就是围绕 帧缓冲 展开工作，下面解释一下什么是帧缓冲，帧缓冲（framebuffer）是Linux系统为显示设备提供的一个接口，它将显示缓冲区抽象出来，屏蔽图像硬件的底层差异，允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。用户不必关系物理显示缓冲区的具体位置及存放方式，这些都由帧缓冲设备驱动本身来完成。对于帧缓冲设备而言，只要在显示缓冲区中与显示点对应的区域写入颜色值，对应的颜色会自动在屏幕上显示。帧缓冲为标准字符设备。
帧缓冲设备最关键的一个数据结构体是fb_info结构，。包括了关于帧缓冲设备属性和操作的完整描述，这个结构体的定义如下所示。
/kenrel/include/linux/fb.h
struct fb_info {
...
struct fb_var_screeninfo var;//记录用户可变的显示控制参数
struct fb_fix_screeninfo fix;//记录用户固定的显示控制器的参数
...
struct fb_ops *fbops;//操作函数指针，类似于 file_oparetions
...
}; struct fb_ops {
int (*fb_open)(struct fb_info *info, int user);
int (*fb_release)(struct fb_info *info, int user); //用于上层用户应用对 framebuffer 的读写
ssize_t (*fb_read)(struct fb_info *info, char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos);
ssize_t (*fb_write)(struct fb_info *info, const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos); //用于应用层对framebuffer进行的控制
int (*fb_ioctl)(struct fb_info *info, unsigned int cmd,unsigned long arg);
...
};
注意以下解析中，会经常将LCD设备称呼为FB设备
FB设备驱动大致分为三层
第一层：核心层
第二层：XXX平台驱动,FB驱动层
第三层：具体LCD驱动
第一层：核心层
功能：1为底层设备驱动提供注册接口，为上层用户访问提供访问控制接口
kernel\drivers\video\fbmem.c
第二层：FB驱动层
功能： 1 填充 struct fb_info
2 调用 fbmem.c的 register_framebuffer注册 fb设备
kernel\video\msm\mdss\mdss_fb.c //FB驱动 xxx平台（msm高通平台设备驱动）
第三层：具体LCD驱动
功能：1 实际LCD 初始化信息
kernel\video\msm\mdss\mdss_spi_panel.c
3.2.1 第一层：核心层
kernel\drivers\video\fbmem.c //核心层
LCD驱动核心层：fbmem.c (input.c)：内核为所有LCD及显示器抽象出来的统一的驱动模型，即LCD模型或者称为Framebuffer模型，抽象出来的模型屏蔽掉了硬件的差异，为用户体统一提供LCD显示接口，上层应用可以直接操作读写该接口用来操作LCD设备。
作用：
1 为底层设备驱动提供注册接口
2 为上层用户访问提供访问控制接口
分析fbmem.c
//注册fb_info结构体
int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
{
int ret; mutex_lock(®istration_lock);
//调用do_register_framebuffer
ret = do_register_framebuffer(fb_info);
mutex_unlock(®istration_lock); return ret;
}static int do_register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
{
...
//创建设备节点
fb_info->dev = device_create(fb_class, fb_info->device,MKDEV(FB_MAJOR, i), NULL, "fb%d", i);
...
//注册fb_info的时候赋值给registered_fb数组
registered_fb[i] = fb_info;
...
return 0;
}static struct fb_info *file_fb_info(struct file *file)
{
struct inode *inode = file_inode(file);
int fbidx = iminor(inode);
//registered_fb存放已经注册的fb_info的数组,是在注册fb_info的时候赋值给registered_fb数组的，这里是从已经的注册的 fb_info中选择对应的LCD设备
struct fb_info *info = registered_fb[fbidx]; if (info != file->private_data)
info = NULL;
return info;
}static ssize_t fb_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
unsigned long p = *ppos;//定义 fb_info结构体，代表一个特定的LCD设备
struct fb_info *info = file_fb_info(file);
u8 *buffer, *dst;
u8 __iomem *src;
int c, cnt = 0, err = 0;
unsigned long total_size;
...
//如果fb_info结构体中定义了fops成员变量，并且fops中定义了read成员函数，那么就调用info->fbops->fb_read
if (info->fbops->fb_read)
return info->fbops->fb_read(info, buf, count, ppos); ...
while (count) {
...
//否则就执行 file_operations的默认read函数，直接copy_to_user
if (copy_to_user(buf, buffer, c)) {
err = -EFAULT;
break;
}
...
} return (err) ? err : cnt;
} //要特别说明一下.read = fb_read,函数
static const struct file_operations fb_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = fb_read,
.write = fb_write,
.unlocked_ioctl = fb_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
.compat_ioctl = fb_compat_ioctl,
#endif
.mmap = fb_mmap,
.open = fb_open,
.release = fb_release,
#ifdef HAVE_ARCH_FB_UNMAPPED_AREA
.get_unmapped_area = get_fb_unmapped_area,
#endif
#ifdef CONFIG_FB_DEFERRED_IO
.fsync = fb_deferred_io_fsync,
#endif
.llseek = default_llseek,
}; fbmem_init(void)
{
proc_create("fb", 0, NULL, &fb_proc_fops);//创建字符设备，绑定 struct file_operations fb_fops ，证明LCD驱动是字符设备
if (register_chrdev(FB_MAJOR,"fb",&fb_fops))//创建设备类
fb_class = class_create(THIS_MODULE, "graphics"); return 0;
}
3.2.2 第二层：FB驱动层
kernel\video\msm\mdss\mdss_fb.c //FB驱动 xxx平台（msm高通平台设备驱动）功能：
1 填充 struct fb_info
2 调用 fbmem.c的 register_framebuffer注册 fb设备分析mdss_fb.c
static int mdss_fb_register(struct msm_fb_data_type *mfd)
{
struct fb_info *fbi = mfd->fbi;
struct fb_fix_screeninfo *fix;
struct fb_var_screeninfo *var; //framebuffer fb_info 信息初始化
...
fix->type_aux = 0;
...
var->xoffset = 0
...
fbi->fbops = &mdss_fb_ops;
... //registers a frame buffer device (fbmem.c中定义)
register_framebuffer(fbi)
}static int mdss_fb_probe(struct platform_device *pdev)
{ pdata = dev_get_platdata(&pdev->dev);
//注册一个 FB设备
rc = mdss_fb_register(mfd);
} static const struct dev_pm_ops mdss_fb_pm_ops = {
SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(mdss_fb_pm_suspend, mdss_fb_pm_resume)
}; //对应msm8909-mdss.dtsi mdss_fb0: qcom,mdss_fb_primary {
static const struct of_device_id mdss_fb_dt_match[] = {
{ .compatible = "qcom,mdss-fb",},
{}
};
EXPORT_COMPAT("qcom,mdss-fb");static struct platform_driver mdss_fb_driver = {
.probe = mdss_fb_probe,
.remove = mdss_fb_remove,
.suspend = mdss_fb_suspend,
.resume = mdss_fb_resume,
.shutdown = mdss_fb_shutdown,
.driver = {
.name = "mdss_fb", //对应设备数 msm8909-mdss.dtsi : mdss_mdp: qcom,mdss_mdp@1a00000
.of_match_table = mdss_fb_dt_match,
.pm = &mdss_fb_pm_ops,
},
};static struct fb_ops mdss_fb_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.fb_open = mdss_fb_open,
.fb_release = mdss_fb_release,
.fb_check_var = mdss_fb_check_var, /* vinfo check */
.fb_set_par = mdss_fb_set_par, /* set the video mode */
.fb_blank = mdss_fb_blank, /* blank display */
.fb_pan_display = mdss_fb_pan_display, /* pan display */
.fb_ioctl = mdss_fb_ioctl, /* perform fb specific ioctl */
#ifdef CONFIG_COMPAT
.fb_compat_ioctl = mdss_fb_compat_ioctl,
#endif
.fb_mmap = mdss_fb_mmap,
}; int __init mdss_fb_init(void)
{
int rc = -ENODEV; if (platform_driver_register(&mdss_fb_driver))
return rc; return 0;
}module_init(mdss_fb_init);
3.2.3 第三层：具体LCD驱动
kernel\video\msm\mdss\mdss_spi_panel.c功能：实际LCD 初始化信息 : 遍历设备树，寻找fb设备节点。初始化lcd屏幕，注册LCD屏幕
int mdss_spi_panel_init(struct device_node *node,struct spi_panel_data *ctrl_pdata,bool cmd_cfg_cont_splash)
{
//遍历设备树 寻找 spi-panel-gc9305-qvga-cmd-dtsi: spi_gc9305_qvga_cmd: qcom,mdss_spi_gc9305_qvga_cmd
panel_name = of_get_property(node, "qcom,mdss-spi-panel-name", NULL);
} //find device node of spi panel
static struct device_node *mdss_spi_find_panel_of_node(struct platform_device *pdev, char *panel_cfg)
{
...
mdss_node = of_parse_phandle(pdev->dev.of_node,"qcom,mdss-mdp", 0);
} static int mdss_spi_panel_probe(struct platform_device *pdev)
{ //寻找设备节点
spi_pan_node = mdss_spi_find_panel_of_node(pdev, panel_cfg); //屏初始化
rc = mdss_spi_panel_init(spi_pan_node, ctrl_pdata, cmd_cfg_cont_splash); //注册 spi lcd屏
rc = spi_panel_device_register(spi_pan_node, ctrl_pdata);
{
//mdss_fb.c中提供
rc = mdss_register_panel(ctrl_pdev, &(ctrl_pdata->panel_data));
}
} //msm8909-mdss.dtsi
static const struct of_device_id mdss_spi_panel_match[] = {
{ .compatible = "qcom,mdss-spi-display" },
{},
};static struct platform_driver this_driver = {
.probe = mdss_spi_panel_probe,
.driver = {
.name = "spi_panel",//设备树中节点之前的名称 ： mdss_spi: qcom,mdss_spi {
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = mdss_spi_panel_match,
},
};static int __init mdss_spi_display_init(void)
{
int ret; ret = platform_driver_register(&this_driver);
return 0;
}
module_init(mdss_spi_display_init);
