• 驱动_LCD驱动框架




    LCD驱动具体编写:

            1) 分配一个fb_info结构体       

            2) 设置fb_info (fix , var , fbops )

            3) 设置硬件相关的操作

            4) 使能LCD,并注册fb_info: register_framebuffer()



    
    
    重要函数:

    ①:fbmem.c
    
    
    struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev);  
    //功能: 向内核申请一段大小为sizeof(struct fb_info) + size的空间,其中size的大小代表设备的私有数据空间,并用fb_info的par域指向该私有空间。
    //参数: 参数一:空间大小       参数二: dev->dev(父类)
    //申请一个fb_info结构体

       void *dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp); //分配DMA缓存区给显存

    //返回值为:申请到的DMA缓冲区的虚拟地址,若为NULL,表示分配失败,则需要使用dma_free_writecombine()释放内存,避免内存泄漏
    //参数如下: //*dev:指针,这里填0,表示这个申请的缓冲区里没有内容 //size:分配的地址大小(字节单位) //*handle:申请到的物理起始地址 //gfp:分配出来的内存参数,标志定义在<linux/gfp.h>,常用标志如下: //GFP_ATOMIC 用来从中断处理和进程上下文之外的其他代码中分配内存. 从不睡眠. //GFP_KERNEL 内核内存的正常分配. 可能睡眠. //GFP_USER 用来为用户空间页来分配内存; 它可能睡眠.








    int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info);  
    //向内核中注册fb_info结构体,若内存不够,注册失败会返回负数
    
    int unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info) ;
    //注销内核中fb_info结构体





      error:
          
    
    
    
    
    
    

        ②: xxfb.c 

       struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev); //申请一个fb_info结构体,

       int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info);//向内核中注册fb_info结构体,若内存不够,注册失败会返回负数

    // 分配显存,并告诉fb_info
    fb_info->screen_base = dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp)  

       error:

             int  unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info);   

           struct fb_info * framebuffer_release(size_t size, struct device *dev);

     重要结构体

    struct fb_info {                            //  记录缓冲区设备的全部信息
      ... ...
      struct fb_var_screeninfo var; //可变的参数
      struct fb_fix_screeninfo fix; //固定的参数
      ... ...
      struct fb_ops *fbops; //操作函数
      ... ...
      char __iomem *screen_base;  //显存虚拟起始地址
      unsigned long   screen_size;   //显存虚拟地址长度

      void *pseudo_palette;
      //假的16色调色板,里面存放了16色的数据,可以通过8bpp数据来找到调色板里面的16色颜色索引值,模拟出16色颜色来,节省内存,不需要的话就指向一个不用的数组即可

      struct device *device;/* This is the parent */  父设备(父类)

      ... ...
    };

    struct fb_fix_screeninfo {    //记录控制器不可修改的参数(缓冲区的物理地址和长度)

           char id[16];               //id名字,字符串形式的标识符
           unsigned long smem_start;  //控制器物理起始地址                          
           __u32         smem_len;    //控制器长度,字节为单位
           __u32 type;                //lcd类型,默认值0即可
           __u32 type_aux;            //附加类型,为0,分界
           __u32 visual;              //画面设置,常用参数如下
        // FB_VISUAL_MONO01             0   单色,0:白色,1:黑色
        // FB_VISUAL_MONO10             1    单色,1:白色,0:黑色
        // FB_VISUAL_TRUECOLOR          2     真彩(TFT:真彩)
        // FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR     3     伪彩
        // FB_VISUAL_DIRECTCOLOR        4     直彩
    
        __u16 xpanstep;                /*如果没有硬件panning就赋值为0 */
        __u16 ypanstep;                /*如果没有硬件panning就赋值为0 */
        __u16 ywrapstep;               /*如果没有硬件ywrap就赋值为0   */

        char __iomem *screen_base;  /* "显存“的基地址 */
        unsigned long screen_size;  /* ”显存“的大小 */ 
        void *pseudo_palette;      /* 16位假的调色板 */      __u32 line_length; /*一行的字节数 ,例:(RGB565)240*320,那么这里就等于240*16/8 */     /*以下成员都可以不需要*/     unsigned long mmio_start; /*内存映射IO的起始地址,用于应用层直接访问寄存器,可以不需要*/ __u32 mmio_len; /* 内存映射IO的长度,可以不需要*/ __u32 accel; __u16 reserved[3];       /* 保留 */
    };

     

     

    struct  fb_var_screeninfo  {              //记录控制器可以修改的参数 (分辨率,像素位数)

       __u32  xres;              /*可见屏幕一行有多少个像素点(就是分辨率X)*/
         __u32 yres;        /*可见屏幕一列有多少个像素点(就是分辨率Y)*/
        __u32 xres_virtual;     /*虚拟屏幕一行有多少个像素点*/       
        __u32 yres_virtual;     /*虚拟屏幕一列有多少个像素点*/
        __u32 xoffset;          /*虚拟到可见屏幕之间的行偏移,若可见和虚拟的分辨率一样,就直接设为0*/
        __u32 yoffset;          /*虚拟到可见屏幕之间的列偏移*/
        __u32 bits_per_pixel;   /*每个像素的位数即BPP,比如:RGB565则填入16*/
        __u32 grayscale;        /*非0时,指的是灰度,真彩直接填0即可*/
    
        struct fb_bitfield red;//fb缓存的R位域, fb_bitfield结构体成员如下:
       __u32 offset;          //区域偏移值,比如RGB565中的R,就在第11位
       __u32 length;          //区域长度,比如RGB565的R,共有5位
       __u32 msb_right;       //msb_right ==0,表示数据左边最大, msb_right!=0,表示数据右边最大
    
    
        struct fb_bitfield green;        /*fb缓存的G位域*/
        struct fb_bitfield blue;         /*fb缓存的B位域*/
    
       /*以下参数都可以不填,默认为0*/
        struct fb_bitfield transp; /*透明度,不需要填0即可*/    
     
        __u32 nonstd;              /* != 0表示非标准像素格式*/
        __u32 activate;            /*设为0即可*/
        __u32 height;              /*外设高度(单位mm),一般不需要填*/
        __u32 width;               /*外设宽度(单位mm),一般不需要填*/
        __u32 accel_flags;         /*过时的参数,不需要填*/
    
        /* 除了pixclock本身外,其他的都以像素时钟为 单位*/ 
        __u32 pixclock;        /*像素时钟(皮秒)*/
        __u32 left_margin;     /*行切换,从同步到绘图之间的延迟*/
        __u32 right_margin;    /*行切换,从绘图到同步之间的延迟*/
        __u32   upper_margin;  /*帧切换,从同步到绘图之间的延迟*/
        __u32l  ower_margin;   /*帧切换,从绘图到同步之间的延迟*/
        __u32   hsync_len;     /*水平同步的长度*/
        __u32   vsync_len;     /*垂直同步的长度*/
        __u32   sync;
        __u32   vmode;
        __u32   rotate;
        __u32   reserved[5];   /*保留*/
    
    }


    static struct fb_ops  = {      // 底层硬件操作函数的集合

    .owner = THIS_MODULE //被使用时阻止模块被卸载

          int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info);    //检查可变参数并进行设置  

         int (*fb_set_par)(struct fb_info *info);              //根据设置的值进行更新,使之有效  

         int (*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info);   //显示空白  
             .fb_setcolreg  //设置调色板fb_info-> pseudo_palette,自己构造该函数,     //设置颜色寄存器  
    
             .fb_fillrect    //填充矩形,用/drivers/video/ cfbfillrect.c里的函数即可, //矩形填充  
    
             .fb_copyarea    //复制数据, 用/drivers/video/cfbcopyarea.c里的函数即可  //复制数据  
     
             .fb_imageblit   //绘画图形, 用/drivers/video/imageblit.c里的函数即可    //图形填充  
    }; 



     时序参数:

                         ① 控制器输出时序

        

    帧参数:

         VSYNC:垂直同步时钟

         VSPW  :垂直同步脉宽  VBPD:垂直后肩  LINEVAL:垂直有效  VFPD:垂直前肩

         INT_FRSyn :帧同步中断

         VDEN :   视频数据使能  

    行参数:

        HSYNC:水平同步时钟  VCLK :像素时钟

           HSPW  :水平同步脉宽   HBPD:水平后肩  HOZVAL:水平有效  HFPD:水平前肩

        VD :  视频数据

        VDEN :  视频数据使能信号

        LDEN :   行结束信号

                         ② 液晶屏输出时序

         


     

    <程序控制>

    1.打开设备   

      int fd = open("/dev/fd0",O_RDWR);


    2.获取到lcd屏的信息xres,yres,bpp    

      应用:  ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var);
    ---------------------------------------------------------------------------------
      驱动:  static long fb_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

    3.映射显存到应用空间

      char *addr  = mmap(NULL, length,  PROT_READ|PROT_WRITE,  MAP_SHARED, int fd, 0);

      framebuffer_ptr =(char *)mmap( NULL,//如果此值为NULL,则表示用内核来自动给你分配一块虚拟空间
      screensize, //空间大小
      PROT_READ|PROT_WRITE,//权限
      MAP_SHARED, //是否可以共享
      framebuffer_fd, //文件描述符
      0); //从哪个地方开始

    4. 得到图片的数据,将数据写入到映射的虚拟地址指向的空间

      运行程序的格式:./lcd_test   dev/fbx   pic.bmp 

      /*1.打开一副图片*/
      pic_fd =open(argv[2],O_RDWR);
      printf("pic_fd=%d ",pic_fd);

      /*2.获取图片大小*/
      len =lseek(pic_fd, 0, SEEK_END);
      printf("len =%ld ",len);

      /*3.读取图片数据*/
      read(pic_fd,buffer,len);

      /*4.初始化lcd*/
      fd=init_lcd(argv[1]);

      //5.buffer存放了bmp图片数据,framebuffer_ptr映射后返回的显存的地址
      draw_bmp(buffer,(unsigned short *) framebuffer_ptr);

        代码示例:https://www.cnblogs.com/panda-w/p/10992943.html

    <笔记>

    1. 


     帧率:每秒生成图片个数(60fps就是每秒钟显卡生成60张画面图片)

     刷新率:显示信号输出刷新的速度。60赫兹(hertz)就是每秒钟显卡向显示器输出60次信号。

    假设帧数是刷新率的1/2,那么意思就是显卡每两次向显示器输出的画面是用一幅画面。相反,如果帧数是刷新率的2倍,那么画面每改变两次,其中只有1次是被显卡发送并在显示器上显示的。 所以高于刷新率的帧数都是无效帧数,对画面效果没有任何提升,反而可能导致画面异常。

    帧率 =dotclock/((xres+left_margin+right_margin+hsync)*(yres+upper_margin+low_margin+vsync))

    而android系统最高帧率为60fps,所以最好保证lcd的帧率也应大于等于60fps。xres和yres已经由硬件固定,因此根据公式调整其他参数,可以调整lcd帧率,使其尽量接近60fps。

    https://blog.csdn.net/zqh2007/article/details/46504835

    先说明下像素时钟pixclock的概念
    pixclock=1/dotclock  其中dotclock是视频硬件在显示器上绘制像素的速率
    dotclock=(x向分辨率+左空边+右空边+HSYNC长度)* (y向分辨率+上空边+下空边+YSYNC长度)*整屏的刷新率
    其中x向分辨率、左空边、右空边、HSYNC长度、y向分辨率、上空边、下空边和YSYNC长度可以在X35LCD说明文档中查到。
    整屏的刷新率计算方法如下:
    假如我们通过查X35LCD说明文档,知道fclk=6.34MHZ,那么画一个像素需要的时间就是1/6.34us,如果屏的大小是240*320,那么现实一行需要的时间就是240/6.34us,每条扫描线是240,但是水平回扫和水平同步也需要时间,如果水平回扫和水平同步需要29个像素时钟,因此,画一条扫描线完整的时间就是(240+29) /6.34us。完整的屏有320根线,但是垂直回扫和垂直同步也需要时间,如果垂直回扫和垂直同步需要13个像素时钟,那么画一个完整的屏需要(240+29)*(320+13)/6.34us,所以整屏的刷新率就是6.34/((240+29)*(320+13))MHZ

     

    Stay hungry, stay foolish 待续。。。
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