LCD动程序分析

1、*/*2007618*文件在/kernel/include/asm-arm/arch-s3c2410/bitfield.h中：#ifndef_ASSEMBLY_#defineUData(Data)(unsignedlong)(Data)#else#defineUData(Data)(Data)#endif例：UData(5);=5/* MACRO:Fld* Purpose* ThemacroFldencodesabitfield,givenitssizeanditsshiftvalue* withrespecttobit0.* Note* Amoreintuitivewaytoencodebi

2、tfieldswouldhavebeentousetheir* mask.However,extractingsizeandshiftvalueinformationfromabit* fieldsmaskiscumbersomeandmightbreaktheassembler(255-character* line-sizelimit).InputSizeSizeSizeofthebitfield,innumberofbits.ShftShiftvalueofthebitfieldwithrespecttobit0.OutputFldEncodedbitfield.*/#defineFld

3、(Size,Shft)(Size)16)例：FSize(0x20005);=2#defineFShft(Field)(Field)&OxOOOOFFFF)例：FShft(0x20005);=5/* MACRO:FInsrt* Purpose* ThemacroFinsrtinsertsavalueintoabitfieldbyshiftingthe* formerappropriately.*Input* ValueBit-fieldvalue.* FieldEncodedbitfield(usingthemacroFid).* Output* FlnsrtBit-fieldvalueposi

4、tionedappropriately.*/(UData(Value)FShft(Field)例：Finsrt(0x3,0x20005);=0x3max_xres*fbi-max_yres*fbi-max_bpp/en+PAGE_SIZE);fbi-map_cpu=consistent_alloc(GFP_KERNEL,fbi-map_size,&fbi-map_dma);if(fbi-map_cpu)fbi-screen_cpu=fbi-map_cpu+PAGE_SIZE;fbi-screen_dma=fbi-map_dma+PAGE_SIZE;fbi-fb.fix.smem_start=f

5、bi-screen_dma;在/kernel/include/asm-arm/proc-armo/page.h文件中:/*PAGE_SHIFTdeterminesthepagesize.Thisisconfigurable.*/#ifdefined(CONFIG_PAGESIZE_16)hereisnotinterruptcontextsafe.*Notethatthisdoes*not*zerotheallocatedarea!*/void*consistent_alloc(intgfp,size_tsize,dma_addr_t*dma_handle)这里首先计算出需要视频缓冲区的大小(L

6、CD屏的宽度*LCI屏的高度*每像素的位数/每字节的位数)en二240*320*16/8=0x25800=150K(9.375个PAGEPAGE_SHIFT=14PAGE_SIZE=1map_dma);最后得到：framebuffer（物理地址）I丨11map_dma|16K|分配了|1screen_dma=176K|共11个|160K=10个PAGEPAGE|160K|可以容下所需的150K视频缓冲区大小(16K)|.|*/*2007619*在/kernel/drivers/video/s3c2410fb.c文件中的s3c2410fb_activate_var函数中：unsignedlong

7、VideoPhysicalTemp=fbi-screen_dma;这里已经得到了framebuffer在内存中的起始地址为VideoPhysicalTemp，地址数据位为A30:0。new_regs.lcdcon1=fbi-reg.lcdcon1&LCD1_ENVID;new_regs.lcdcon2=(fbi-reg.lcdcon2&LCD2_LINEVAL_MSK)|LCD2_LINEVAL(var-yres-1);/*TFTLCDonly!*/new_regs.lcdcon3=(fbi-reg.lcdcon3&LCD3_HOZVAL_MSK)|LCD3_HOZVAL(var-xres-1

8、);new_regscdcon4二fbi-regcdcon4;new_regscdcon5=fbi-regcdcon5;LCDCON1首先需要禁止视频输出才能进行寄存器的设置，然后对LCDCON2LCDCON进行设置，主要是增加LINEVAL和HOZVAL这两个显示尺寸的参数。LCDCON4LCDCON按原来配置设置。LCDBANK29:21为系统内存中视频缓冲区在系统存储器内的段地址的A30:22LCDBASEU20:0为LCDframebuffer的起始地址的A21:1LCDBASEL20:0为LCDframebuffer的结束地址的A21:10FFSIZE21:11为某一行的第一个半字与

9、前一行最后一个半字之间的距离(单位：半字数，即2个字节)PAGEWIDTH10:0为显示存储区的可见帧宽度(单位：半字数，即2个字节)new_regscdsaddr1=LCDADDR_BANK(unsignedIong)VideoPhysicalTemp22)|LCDADDR_BASEU(unsignedIong)VideoPhysicalTemp1);new_regs.lcdsaddr2=LCDADDR_BASEL(unsignedIong)VideoPhysicalTemp+(var-xres*2*(varyres)1);这里LCDADDR_BASEL计算方法为用framebuffer在内

10、存中的起始地址VideoPhysicalTemp，加上framebuffer的大小(LCD屏的宽度*LCD屏的高度*每像素的位数/每字节的位数)，得到framebuffer在内存中的结束地址，然后右移1位。new_regs.lcdsaddr3=LCDADDR_OFFSET(0)|(LCDADDR_PAGE(var-xres);这里PAGEWIDT的计算方法为：LCD屏的宽度*每像素的位数/16位(半字)。问题：以上这些操作是否已经对DMA控制器进行了设置？我认为这里将framebuffer在内存中的起始地址为VideoPhysicalTemp变换后载入LCDADDR1LCDADDR2LCDAD

11、DR中就已经完成了对LCDCDM控制器的源数据的基地址设置，当打开LCDCON1|=LCD1_ENVID后就可以由LCDCDM控制器自动从framebuffer中传数据到LCD屏幕了。在/kernel/drivers/video/s3c2410fb.c文件中的xxx_stnnfo结构体初始化中：lcdcon5:LCD5_FRM565|LCD5_INVVLINE|LCD5_INVVFRAME|LCD5_HWSWP|LCD5_PWREN,INVVCLK，INVLINE，INVFRAME，INVVD:通过前面的时序图，我们知道，CPU勺LCD空制器输出的时序默认是正脉冲，而LCD需要VSYNCVFR

12、AM)VLINE(HSYNC均为负脉冲，因此INVLINE和INVFRAME必须设为“1”，即选择反相输出。INVVDEN,INVPWRENINVLEND的功能同前面的类似。PWREN为LCD电源使能控制。在CPULC控制器的输出信号中，有一个电源使能管脚LCD_PWREN用来做为LCD屏电源的开关信其中LCD5_HWSW一项，设置了LCD从内存中显示数据时，经过了半字交换。16BPPDisplay(BSWP=0,HWSWP=0)D31:16D15:0000HP1P2004HP3P4008HP5P6(BSWP=0,HWSWP=1)D31:16D15:0000HP2P1004HP4P3008HP

13、6P5像素显示顺序如下:P1P2P3P4P5.例如：内存地址的数据为：0x11223344（32位）系统存储器采用Big-Endian（大端模式）存储格式，地址数据格式如下：D31:16D15:00001020300H0x110x220x330x44（0x1122）（0x3344）04H.08H.则首先显示0x3344的数据到第一个像素，然后再显示0x1122到第二个像素。系统存储器采用Little-Endian（小端模式）存储格式，地址数据格式如下：D31:16D15:00302010000H0x110x220x330x44(0x1122)(0x3344)04H.08H.0x1122到则首先

14、显示0x3344的数据到第一个像素，然后再显示第二个像素。*在/kernel/arch/arm/mm/consistent.c文件中的consistent_alloc函数中：void*consistent_alloc(intgfp,size_tsize,dma_addr_t*dma_handle)virt=page_address(page);*dma_handle=virt_to_bus(virt);ret=_ioremap（virt_to_phys（virt）,size,0）;这里调用该函数来分配一段内存空间有两个返回值，一个返回值返回给了ret指针，另一个返回值返回给了dma_handl

15、e指针。virt_to_bus和virt_to_phys函数的调用可以参考下面的分析。经过分析这两个函数作用一样，都是将virt这个虚拟地址转换为物理地址。所以返回给指针dma_handle的是所分配内存的起始地址（物理地址）。_ioremap函数的调用也可以参考下面的说明，该函数也返回所分配内存的起始地址（虚拟地址），不过是经过I/O内存映射的，把物理地址转换为了虚拟地址。这样一来就很清楚了，返回的framebuffer的物理地址给了扌旨针dma_handle，也就是fbi-map_dma，至Ufbi-screen_dma，再至,最后至U了指针VideoPhysicalTemp,这样写入到L

16、CDADDRLCDADDR寄存器中的framebuffer的地址其实都是物理地址。而返回的framebuffer的虚拟地址给了指针ret，也就是fbi-map_cpu，至Ufbi-screen_cpu，最后至U了display-screen_base（见/kernel/drivers/video/s3c2410fb.c文件中的s3c2410fb_set_var函数）。在/kernel/drivers/video/fbmem.c文件中：/* register_framebuffer-registersaframebufferdevice* fb_info:framebufferinfostruc

17、ture* Registersaframebufferdevicefbnfo.*Returnsnegativeerrnoonerror,orzeroforsuccess.*/intregister_framebuffer(structfbnfo*fbnfo)/*device* unregister_framebuffer-releasesaframebuffer* fb_info:framebufferinfostructureUnregistersaframebufferdevicefb_info.* Returnsnegativeerrnoonerror,orzeroforsuccess.

18、*/intunregister_framebuffer(structfbnfo*fbnfo)staticintfb_open(structinode*inode,structfile*file)staticintfb_release(structinode*inode,structfile*file)staticssize_tfb_read(structfile*file,char*buf,size_tcount,loff_t*ppos)staticssize_tfb_write(structfile*file,constchar*buf,size_tcount,loff_t*ppos)sta

19、ticintfb_ioctl(structinode*inode,structfile*file,unsignedintcmd,unsignedlongarg)staticintfb_mmap(structfile*file,structvm_area_struct*vma)在该文件中包含了所有驱动LCD的函数。在fb_read和fb_write这两个函数中，都对framebuffer进行了操作。fb_read函数中：char*base_addr;base_addr=info-disp-screen_base;count-=copy_to_user(buf,base_addr+p,count)

20、;fb_write函数中：char*base_addr;base_addr=info-disp-screen_base;count-=copy_from_user(base_addr+p,buf,count);所读写的framebuffer的基地址就是disp-screen_base，也就是fbi-screen_cpu所指的framebuffer的虚拟地址。从而得到：framebuffer(虚拟地址)|.|11map_cpu|16K|分配了|1screen_cpu=display-screen_base176K|共11个|160K=10个PAGEPAGE|160K|可以容下所需的150K视频缓

21、冲区大小(16K)|III.|其中display-screen_base结构在/kernel/include/video/fbcon.h文件中定义。得出结论，在分配framebuffer时一共返回两个指针，虽然是同一块内存空间，但一个返回的是实际的物理地址，另一个返回的是经过地址转换的虚拟地址。在设置LCD控制器中framebuffer起始地址寄存器时，用的是所分配内存的物理地址；而当要对framebuffer进行读写操作时，用的是同一块内存的物理地址所转换后的虚拟地址。由此可以知道，内核在对每个I/O地址进行读写操作时用的都是经过转换的虚拟地址。在/kernel/include/asm-ar

22、m/arch-s3c2410/memory.h文件中：/*Pageoffset:3GB*/#definePAGE_OFFSET(OxcOOOOOOOUL)#definePHYS_OFFSET(0x30000000UL)/* Wetakeadvantageofthefactthatphysicalandvirtualaddresscanbethe* saem.ThuNUMAodeishandlingthelargeholesthatmightexistbetween虚拟地址转为物理地址宏：_virt_to_phys(x)=(x)-(PAGE_OFFSET-PHYS_OFFSET)=(x)-PAG

23、E_OFFSET|卜PHYS_OFFSET物理地址转为虚拟地址宏：_phys_to_virt(x)=(x)+(PAGE_OFFSET-PHYS_OFFSET)=(x)+PAGE_OFFSET-PHYS_OFFSET内核虚拟地址和实际物理地址仅仅是相差一个偏移量(PAGE_OFFS)T可以很方便的将其转化为物理内存地址，同时内核也提供了virt_to_phys()函数将内核虚拟空间中的物理影射区地址转化为物理地址。/* VirtualviewDMAviewmemoryaddresstranslations* virt_to_bus:Usedtotranslatethevirtualaddress

24、toan* addresssuitabletobepassedtoset_dma_addr* bus_to_virt:UsedtoconvertanaddressforDMAoperations* toanaddressthatthekernelcanuse.*/#definevirttobusisamacro#definebustovirtisamacro#define_virt_to_bus(x)_virt_to_phys(x)#define_bus_to_virt(x)_phys_to_virt(x)这里注意：_virt_to_bus(x)就等于_virt_to_phys(x)在/ker

25、nel/include/asm-arm/memory.h文件中：/* Theseare*only*validonthekerneldirectmappedRAMmemory.*/staticinlineunsignedlongvirt_to_phys(volatilevoid*x)return_virt_to_phys(unsignedIong)(x);/* VirtualDMAviewmemoryaddresstranslationsAgain,theseare*only*validonthekerneldirectmaRAM*memory.*/#definevirt_to_bus(x)(_

26、virt_to_bus(unsignedlong)(x)由上面的分析可知：virt_to_bus(x)和virt_to_phys(volatilevoid*x)这两个函数调用的都是_virt_to_phys(x)即(x)-PAGE_OFFSET+PHYS_OFFSET)所以这两个调用都是将虚拟地址转换为了物理地址。在/kernel/arch/arm/mm/ioremap.c文件中：/* Remapanarbitraryphysicaladdressspaceintothekernelvirtual* addressspace.Neededwhenthekernelwantstoaccesshi

27、ghaddresses* directly.* NOTE!Weneedtoallownon-page-alignedmappingstoo:wewillobviously* havetoconvertthemintoanoffsetinapage-alignedmapping,butthe* callershouldntneedtoknowthatsmalldetail.* flagsaretheextraL_PTE_flagsthatyouwanttospecifyforthis* mapping.Seeinclude/asm-arm/proc-armv/pgtable.hformorein

28、formation.*/void*_ioremap(unsignedlongphys_addr,size_tsize,unsignedlongflags)ioremap函数的作用是将physicaladdress以及busaddress映射为kernel的virtualadrress。ioremap的作用是把I/O内存地址(物理地址)映射到虚拟地址空间，使用之前需要分配I/O内存区域。但是，ioremap函数的内部实现并不是简单的（10的物理地址）-0x10000000+0xE4000000。所以，得到的虚拟地址可能是不同的。因为linux用的是页面映射机制，CPU不能按物理地址来访问存储空间

29、，而必须使用虚拟地址，所以必须反向的从物理地址出发找到一片虚存空间并建立起映射。/*2007622在/kernel/drivers/video/fbmem.c文件中:staticstructfile_operationsfb_fops=owner:THIS_MODULE,read:fb_read,write:fb_write,ioctl:fb_ioctl,mmap:fb_mmap,open:fb_open,release:fb_release,#ifdefHAVE_ARCH_FB_UNMAPPED_AREAget_unmapped_area:get_fb_unmapped_area,#endi

30、f;这个结构中定义了对LCD所分配的framebuffer进行读写操作,以及一些内存映射之类的函数，这些源函数都在该文件中。/* register_framebuffer-registersaframebufferdevice* fb_info:framebufferinfostructure* Registersaframebufferdevicefbnfo.* Returnsnegativeerrnoonerror,orzeroforsuccess.*/intregister_framebuffer(structfbnfo*fbnfo)这个是对LCD的framebuffer设备进行注册时调

31、用到的注册函数，该函数在/kernel/drivers/video/s3c2410fb.c文件的s3c2410fb_init函数里的最后部分被调用。fb_info-devfs_handle=devfs_register(devfs_handle,name_buf,DEVFS_FL_DEFAULT,FB_MAJOR,i,S_IFCHR|S_IRUGO|SWUGO,&fb_fops,NULL);在注册函数的最后部分，将前面的fb_fops结构里的各个驱动函数的入口点传入到devfs_register()设备注册函数中。*/*2007626上面这个devfs_register函数（原型在/kerne

32、l/fs/devfs/base.c文件中）执行前，在fbmemnit函数中调用了函数：devfs_handle=devfs_mk_dir(NULL,fb,NULL);在/kernel/fs/devfs/base.c在/kernel/fs/devfs/base.c文件中:* devfs_mk_dir-Createadirectoryinthedevfsnamespace* dir:Thehandletotheparentdevfsdirectoryentry.Ifthisis%NULLthe* newnameisrelativetotherootofthedevfs.* name:Thename

33、oftheentry.* info:Anarbitrarypointerwhichwillbeassociatedwiththeentry.* Useofthisfunctionisoptional.Thedevfs_register()function* willautomaticallycreateintermediatedirectoriesasneeded.Thisfunction* isprovidedforefficiencyreasons,asitprovidesahandletoadirectory.* Returnsahandlewhichmaylaterbeusedinac

34、alltodevfs_unregister().* Onfailure%NULLisreturned.*/devfs_handle_tdevfs_mk_dir(devfs_handle_tdir,constchar*name,void*info)这个devfs_mk_dir函数会在设备文件系统中创建一个名为fb的目录，并返回一个带有devfs设备文件系统目录结构的数据结构变量devfs_handle。然后把这个数据结构作为下一步调用devfs_register函数时的参数，该参数在调用设备文件系统注册清除函数devfs_unregister时也要作为参数传入。/* devfs_register-Registeradeviceentry.* dir:Thehandletotheparentdevfsdirectoryentry.Ifthisis%NULLthe* newnameisrelativetotherootofthedevfs.* name:Thenameo