关于frambuffer--狼牙月.htm

S3C44B0X下的LCD （framebuffer）驱动资料与相关代码

                        grayscale; /* != 0 Gray levels instead of colors */</P>
                        <P>struct fb_bitfield red; /* bitfield in fb mem if true 
                        color, */<BR>struct fb_bitfield green; /* else only 
                        length is significant */<BR>struct fb_bitfield 
                        blue;<BR>struct fb_bitfield transp; /* transparency 
                        */</P>
                        <P>__u32 nonstd; /* != 0 Non standard pixel format 
*/</P>
                        <P>__u32 activate; /* see FB_ACTIVATE_* */</P>
                        <P>__u32 height; /* height of picture in mm */<BR>__u32 
                        width; /* width of picture in mm */</P>
                        <P>__u32 accel_flags; /* acceleration flags (hints) 
                        */</P>
                        <P>/* Timing: All values in pixclocks, except pixclock 
                        (of course) */<BR>__u32 pixclock; /* pixel clock in ps 
                        (pico seconds) */<BR>__u32 left_margin; /* time from 
                        sync to picture */<BR>__u32 right_margin; /* time from 
                        picture to sync */<BR>__u32 upper_margin; /* time from 
                        sync to picture */<BR>__u32 lower_margin;<BR>__u32 
                        hsync_len; /* length of horizontal sync */<BR>__u32 
                        vsync_len; /* length of vertical sync */<BR>__u32 sync; 
                        /* see FB_SYNC_* */<BR>__u32 vmode; /* see FB_VMODE_* 
                        */<BR>__u32 reserved[6]; /* Reserved for future 
                        compatibility */<BR>};</P>
                        <P>2) 
                        fb_fix_screeninfon<BR>这个结构在显卡被设定模式后创建，它描述显示卡的属性，并且系统运行时不能被修改；比如FrameBuffer内存的起始地址。它依赖于被设定的模式，当一个模式被设定后，内存信息由显示卡硬件给出，内存的位置等信息就不可以修改。</P>
                        <P>struct fb_fix_screeninfo {<BR>char id[16]; /* 
                        identification string eg "TT Builtin" */<BR>unsigned 
                        long smem_start; /* Start of frame buffer mem */<BR>/* 
                        (physical address) */<BR>__u32 smem_len; /* Length of 
                        frame buffer mem */<BR>__u32 type; /* see FB_TYPE_* 
                        */<BR>__u32 type_aux; /* Interleave for interleaved 
                        Planes */<BR>__u32 visual; /* see FB_VISUAL_* 
                        */<BR>__u16 xpanstep; /* zero if no hardware panning 
                        */<BR>__u16 ypanstep; /* zero if no hardware panning 
                        */<BR>__u16 ywrapstep; /* zero if no hardware ywrap 
                        */<BR>__u32 line_length; /* length of a line in bytes 
                        */<BR>unsigned long mmio_start; /* Start of Memory 
                        Mapped I/O */<BR>/* (physical address) */<BR>__u32 
                        mmio_len; /* Length of Memory Mapped I/O */<BR>__u32 
                        accel; /* Type of acceleration available */<BR>__u16 
                        reserved[3]; /* Reserved for future compatibility 
                        */<BR>};</P>
                        <P>3) fb_cmap<BR>描述设备无关的颜色映射信息。可以通过FBIOGETCMAP 和 
                        FBIOPUTCMAP 对应的ioctl操作设定或获取颜色映射信息.</P>
                        <P>struct fb_cmap {<BR>__u32 start; /* First entry 
                        */<BR>__u32 len; /* Number of entries */<BR>__u16 *red; 
                        /* Red values */<BR>__u16 *green;<BR>__u16 
                        *blue;<BR>__u16 *transp; /* transparency, can be NULL 
                        */<BR>};</P>
                        <P>4) 
                        fb_info<BR>定义当显卡的当前状态；fb_info结构仅在内核中可见，在这个结构中有一个fb_ops指针， 
                        指向驱动设备工作所需的函数集。</P>
                        <P>struct fb_info {<BR>char modename[40]; /* default 
                        video mode */<BR>kdev_t node;<BR>int flags;<BR>int open; 
                        /* Has this been open already ? */<BR>#define 
                        FBINFO_FLAG_MODULE 1 /* Low-level driver is a module 
                        */<BR>struct fb_var_screeninfo var; /* Current var 
                        */<BR>struct fb_fix_screeninfo fix; /* Current fix 
                        */<BR>struct fb_monspecs monspecs; /* Current Monitor 
                        specs */<BR>struct fb_cmap cmap; /* Current cmap 
                        */<BR>struct fb_ops *fbops;<BR>char *screen_base; /* 
                        Virtual address */<BR>struct display *disp; /* initial 
                        display variable */<BR>struct vc_data *display_fg; /* 
                        Console visible on this display */<BR>char fontname[40]; 
                        /* default font name */<BR>devfs_handle_t devfs_handle; 
                        /* Devfs handle for new name */<BR>devfs_handle_t 
                        devfs_lhandle; /* Devfs handle for compat. symlink 
                        */<BR>int (*changevar)(int); /* tell console var has 
                        changed */<BR>int (*switch_con)(int, struct 
                        fb_info*);<BR>/* tell fb to switch consoles */<BR>int 
                        (*updatevar)(int, struct fb_info*);<BR>/* tell fb to 
                        update the vars */<BR>void (*blank)(int, struct 
                        fb_info*); /* tell fb to (un)blank the screen */<BR>/* 
                        arg = 0: unblank */<BR>/* arg &gt; 0: VESA level (arg-1) 
                        */<BR>void *pseudo_palette; /* Fake palette of 16 colors 
                        and<BR>the cursor's color for non<BR>palette mode 
                        */<BR>/* From here on everything is device dependent 
                        */<BR>void *par;<BR>};</P>
                        <P>5) struct 
                        fb_ops<BR>用户应用可以使用ioctl()系统调用来操作设备，这个结构就是用一支持ioctl()的这些操作的。</P>
                        <P>struct fb_ops {<BR>/* open/release and usage marking 
                        */<BR>struct module *owner;<BR>int (*fb_open)(struct 
                        fb_info *info, int user);<BR>int (*fb_release)(struct 
                        fb_info *info, int user);<BR>/* get non settable 
                        parameters */<BR>int (*fb_get_fix)(struct 
                        fb_fix_screeninfo *fix, int con,<BR>struct fb_info 
                        *info);<BR>/* get settable parameters */<BR>int 
                        (*fb_get_var)(struct fb_var_screeninfo *var, int 
                        con,<BR>struct fb_info *info);<BR>/* set settable 
                        parameters */<BR>int (*fb_set_var)(struct 
                        fb_var_screeninfo *var, int con,<BR>struct fb_info 
                        *info);<BR>/* get colormap */<BR>int 
                        (*fb_get_cmap)(struct fb_cmap *cmap, int kspc, int 
                        con,<BR>struct fb_info *info);<BR>/* set colormap 
                        */<BR>int (*fb_set_cmap)(struct fb_cmap *cmap, int kspc, 
                        int con,<BR>struct fb_info *info);<BR>/* pan display 
                        (optional) */<BR>int (*fb_pan_display)(struct 
                        fb_var_screeninfo *var, int con,<BR>struct fb_info 
                        *info);<BR>/* perform fb specific ioctl (optional) 
                        */<BR>int (*fb_ioctl)(struct inode *inode, struct file 
                        *file, unsigned int cmd,<BR>unsigned long arg, int con, 
                        struct fb_info *info);<BR>/* perform fb specific mmap 
                        */<BR>int (*fb_mmap)(struct fb_info *info, struct file 
                        *file, struct vm_area_struct *vma);<BR>/* switch to/from 
                        raster image mode */<BR>int (*fb_rasterimg)(struct 
                        fb_info *info, int start);<BR>};</P>
                        <P>6) structure map<BR>struct fb_info_gen | struct 
                        fb_info | fb_var_screeninfo<BR>| | 
                        fb_fix_screeninfo<BR>| | fb_cmap<BR>| | 
                        modename[40]<BR>| | fb_ops ---|---&gt;ops on var<BR>| | 
                        ... | fb_open<BR>| | | fb_release<BR>| | | fb_ioctl<BR>| 
                        | | fb_mmap<BR>| struct fbgen_hwswitch -|-&gt; 
                        detect<BR>| | encode_fix<BR>| | encode_var<BR>| | 
                        decode_fix<BR>| | decode_var<BR>| | get_var<BR>| | 
                        set_var<BR>| | getcolreg<BR>| | setcolreg<BR>| | 
                        pan_display<BR>| | blank<BR>| | set_disp</P>
                        <P>[编排有点困难，第一行的第一条竖线和下面的第一列竖线对齐，第一行的第二条竖线和下面的第二列竖线对齐就可以了]<BR>这个结构 
                        fbgen_hwswitch抽象了硬件的操作.虽然它不是必需的，但有时候很有用.</P>
                        <P>2、 fbmem.c<BR>fbmem.c 
                        处于Framebuffer设备驱动技术的中心位置.它为上层应用程序提供系统调用 
                        也为下一层的特定硬件驱动提供接口；那些底层硬件驱动需要用到这儿的接口来向系统内核注册它们自己. fbmem.c 
                        为所有支持FrameBuffer的设备驱动提供了通用的接口，避免重复工作.</P>
                        <P>1) 全局变量</P>
                        <P>struct fb_info *registered_fb[FB_MAX];<BR>int 
                        num_registered_fb;</P>
                        <P><BR>这两变量记录了所有fb_info 结构的实例，fb_info 
                        结构描述显卡的当前状态，所有设备对应的fb_info 
                        结构都保存在这个数组中，当一个FrameBuffer设备驱动向系统注册自己时，其对应的fb_info 
                        结构就会添加到这个结构中，同时num_registered_fb 为自动加1.</P>
                        <P>static struct {<BR>const char *name;<BR>int 
                        (*init)(void);<BR>int (*setup)(void);<BR>} fb_drivers[] 
                        __initdata= { ....};</P>
                        <P>如果FrameBuffer设备被静态链接到内核，其对应的入口就会添加到这个表中；如果是动态加载的，即使用insmod/rmmod,就不需要关心这个表。</P>
                        <P>static struct file_operations fb_ops ={<BR>owner: 
                        THIS_MODULE,<BR>read: fb_read,<BR>write: 
                        fb_write,<BR>ioctl: fb_ioctl,<BR>mmap: fb_mmap,<BR>open: 
                        fb_open,<BR>release: 
                        fb_release<BR>};<BR>这是一个提供给应用程序的接口.</P>
                        <P>2）fbmem.c 实现了如下函数.</P>
                        <P>register_framebuffer(struct fb_info 
                        *fb_info);<BR>unregister_framebuffer(struct fb_info 
                        *fb_info);</P>
                        <P>这两个是提供给下层FrameBuffer设备驱动的接口，设备驱动通过这两函数向系统注册或注销自己。几乎底层设备驱动所要做的所有事情就是填充fb_info结构然后向系统注册或注销它。</P>
                        <P>（二）一个LCD显示芯片的驱动实例</P>
                        <P>以Skeleton LCD 
                        控制器驱动为例，在LINUX中存有一个/fb/skeleton.c的skeleton的Framebuffer驱动程序，很简单，仅仅是填充了fb_info结构，并且注册/注销自己。设备驱动是向用户程序提供系统调用接口，所以我们需要实现底层硬件操作并且定义file_operations结构来向系统提供系统调用接口，从而实现更有效的LCD控制器驱动程序。</P>
                        <P>1）在系统内存中分配显存<BR>在fbmem.c文件中可以看到, file_operations 
                        结构中的open()和release()操作不需底层支持，但read()、write()和 
                        mmap()操作需要函数fb_get_fix()的支持.因此需要重新实现函数fb_get_fix()。另外还需要在系统内存中分配显存空间，大多数的LCD控制器都没有自己的显存空间，被分配的地址空间的起始地址与长度将会被填充到fb_fix_screeninfo 
                        结构的smem_start 和smem_len 的两个变量中.被分配的空间必须是物理连续的。</P>
                        <P>2）实现 fb_ops 中的函数<BR>用户应用程序通过ioctl()系统调用操作硬件，fb_ops 
                        中的函数就用于支持这些操作。（注： fb_ops结构与file_operations 
                        结构不同，fb_ops是底层操作的抽象,而file_operations是提供给上层系统调用的接口，可以直接调用.<BR>&nbsp; 
                        ioctl()系统调用在文件fbmem.c中实现，通过观察可以发现ioctl()命令与fb_ops’s 
                        中函数的关系:<BR>FBIOGET_VSCREENINFO 
                        fb_get_var<BR>FBIOPUT_VSCREENINFO 
                        fb_set_var<BR>FBIOGET_FSCREENINFO 
                        fb_get_fix<BR>FBIOPUTCMAP fb_set_cmap<BR>FBIOGETCMAP 
                        fb_get_cmap<BR>FBIOPAN_DISPLAY fb_pan_display</P>
                        <P><BR>如果我们定义了fb_XXX_XXX 
                        方法，用户程序就可以使用FBIOXXXX宏的ioctl()操作来操作硬件。</P>
                        <P>文件linux/drivers/video/fbgen.c或者linux/drivers/video目录下的其它设备驱动是比较好的参考资料。在所有的这些函数中fb_set_var()是最重要的，它用于设定显示卡的模式和其它属性，下面是函数fb_set_var()的执行步骤： 
                        </P>
                        <P>1)检测是否必须设定模式<BR>2)设定模式</P>
                        <P>3)设定颜色映射</P>
                        <P>4) 根据以前的设定重新设置LCD控制器的各寄存器。</P>
                        <P>第四步表明了底层操作到底放置在何处。在系统内存中分配显存后，显存的起始地址及长度将被设定到LCD控制器的各寄存器中（一般通过fb_set_var() 
                        函数），显存中的内容将自动被LCD控制器输出到屏幕上。另一方面，用户程序通过函数mmap()将显存映射到用户进程地址空间中，然后用户进程向映射空间发送的所有数据都将会被显示到LCD显示器上。</P>
                        <P>&lt;!--[if !supportEmptyParas]--&gt; 
                        &lt;!--[endif]--&gt;</P>
                        <P>&lt;!--[if 
                        !supportLists]--&gt;三、&lt;!--[endif]--&gt;FrameBuffer的应用</P>
                        <P>（一）、一个使用FrameBuffer的例子</P>
                        <P>1、FrameBuffer主要是根据VESA标准的实现的，所以只能实现最简单的功能。</P>
                        <P>2、由于涉及内核的问题，FrameBuffer是不允许在系统起来后修改显示模式等一系列操作。（好象很多人都想要这样干，这是不被允许的，当然如果你自己写驱动的话，是可以实现的）.</P>
                        <P>3、对FrameBuffer的操作，会直接影响到本机的所有控制台的输出，包括XWIN的图形界面。</P>
                        <P>好，现在可以让我们开始实现直接写屏：</P>
                        <P>1、打开一个FrameBuffer设备</P>
                        <P>2、通过mmap调用把显卡的物理内存空间映射到用户空间</P>
                        <P>3、直接写内存。</P>
                        <P>/********************************</P>
                        <P>File name : fbtools.h</P>
                        <P>*/</P>
                        <P>#ifndef _FBTOOLS_H_</P>
                        <P>#define _FBTOOLS_H_</P>
                        <P>＃i nclude &lt;linux/fb.h&gt;</P>