2.2.2 S3C2410中LCD的数据结构
在S3C2410的LCD设备驱动中，定义了s3c2410fb_info来标识一个LCD设备，结构体如下：
struct s3c2410fb_info {
struct fb_info *fb;
struct device *dev;
struct s3c2410fb_mach_info *mach_info;
struct s3c2410fb_hw regs; /* LCD Hardware Regs */
dma_addr_t map_dma; /* physical */
u_char * map_cpu; /* virtual */
u_int map_size;
/* addresses of pieces placed in raw buffer */
u_char * screen_cpu; /* virtual address of buffer */
dma_addr_t screen_dma; /* physical address of buffer */
…………
};
成员变量fb指向我们上面所说明的fb_info结构体，代表了一个FrameBuffer。dev则表示了这个LCD设备。map_dma，map_cpu，map_size这三个域向了开辟给LCD DMA使用的内存地址。screen_cpu，screen_dma指向了LCD控制器映射的内存地址。另外regs标识了LCD控制器的寄存器。
struct s3c2410fb_hw {
unsigned long lcdcon1;
unsigned long lcdcon2;
unsigned long lcdcon3;
unsigned long lcdcon4;
unsigned long lcdcon5;
};
这个寄存器和硬件的寄存器一一对应，主要作为实际寄存器的映像，以便程序使用。
这个s3c2410fb_info中还有一个s3c2410fb_mach_info成员域。它存放了和体系结构相关的一些信息，如时钟、LCD设备的GPIO口等等。这个结构体定义为
struct s3c2410fb_mach_info {
unsigned char fixed_syncs; /* do not update sync/border */
int type; /* LCD types */
int width; /* Screen size */
int height;
struct s3c2410fb_val xres; /* Screen info */
struct s3c2410fb_val yres;
struct s3c2410fb_val bpp;
struct s3c2410fb_hw regs; /* lcd configuration registers */
/* GPIOs */
unsigned long gpcup;
unsigned long gpcup_mask;
unsigned long gpccon;
unsigned long gpccon_mask;
…………
};
图2.3
上图表示了S3C2410驱动的整体结构，反映了结构体之间的相互关系
2.3 主要代码结构以及关键代码分析
2.3.1 FrameBuffer驱动的统一管理
fbmem.c实现了Linux FrameBuffer的中间层，任何一个FrameBuffer驱动，在系统初始化时，必须向fbmem.c注册，即需要调用register_framebuffer()函数，在这个过程中，设备驱动的信息将会存放入名称为registered_fb数组中，这个数组定义为
struct fb_info *registered_fb[FB_MAX];
int num_registered_fb;
它是类型为fb_info的数组，另外num_register_fb则存放了注册过的设备数量。
我们分析一下register_framebuffer的代码。
int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info)
{
int i;
struct fb_event event;
struct fb_videomode mode;
if (num_registered_fb == FB_MAX) return -ENXIO; /* 超过最大数量 */
num_registered_fb++;
for (i = 0 ; i < FB_MAX; i++)
if (!registered_fb[i]) break; /* 找到空余的数组空间 */
fb_info->node = i;
fb_info->dev = device_create(fb_class, fb_info->device,
MKDEV(FB_MAJOR, i), "fb%d", i); /* 为设备建立设备节点 */
if (IS_ERR(fb_info->dev)) {
…………
} else{
fb_init_device(fb_info); /* 初始化改设备 */
}
…………
return 0;
}
从上面的代码可知，当FrameBuffer驱动进行注册的时候，它将驱动的fb_info结构体记录到全局数组registered_fb中，并动态建立设备节点，进行设备的初始化。注意，这里建立的设备节点的次设备号就是该驱动信息在registered_fb存放的位置，即数组下标i 。在完成注册之后，fbmem.c就记录了驱动的fb_info。这样我们就有可能实现fbmem.c对全部FrameBuffer驱动的统一处理。
2.3.2 实现消息的分派
fbmem.c实现了对系统全部FrameBuffer设备的统一管理。当用户尝试使用一个特定的FrameBuffer时，fbmem.c怎么知道该调用那个特定的设备驱动呢？
我们知道，Linux是通过主设备号和次设备号，对设备进行唯一标识。不同的FrameBuffer设备向fbmem.c注册时，程序分配给它们的主设备号是一样的，而次设备号是不一样的。于是我们就可以通过用户指明的次设备号，来觉得具体该调用哪一个FrameBuffer驱动。下面通过分析fbmem.c的fb_open()函数来说明。（注：一般我们写FrameBuffer驱动不需要实现open函数，这里只是说明函数流程。）
static int fb_open(struct inode *inode, struct file *file){
int fbidx = iminor(inode);
struct fb_info *info;
int res;
/* 得到真正驱动的函数指针 */
if (!(info = registered_fb[fbidx])) return -ENODEV;
if (info->fbops->fb_open) {
res = info->fbops->fb_open(info,1); //调用驱动的open()
if (res) module_put(info->fbops->owner);
}
return res;
}
当用户打开一个FrameBuffer设备的时，将调用这里的fb_open()函数。传进来的inode就是欲打开设备的设备号，包括主设备和次设备号。fb_open函数首先通过iminor()函数取得次设备号，然后查全局数组registered_fb得到设备的fb_info信息，而这里面存放了设备的操作函数集fb_ops。这样，我们就可以调用具体驱动的fb_open() 函数，实现open的操作。下面给出了一个LCD驱动的open() 函数的调用流程图，用以说明上面的步骤。
图2.4
2.3.3 开发板S3C2410 LCD驱动的流程
（1）在mach-smdk2410.c中，定义了初始的LCD参数。注意这是个全局变量。
static struct s3c2410fb_mach_info smdk2410_lcd_cfg = {
.regs= {
.lcdcon1 = S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP |
S3C2410_LCDCON1_TFT|
S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(7),
......
},
.width = 240, .height = 320,
.xres = {.min = 240,.max= 240,.defval = 240},
.bpp = {.min = 16, .max= 16, .defval = 16},
......
};
（2）内核初始化时候调用s3c2410fb_probe函数。下面分析这个函数的做的工作。首先先动态分配s3c2410fb_info空间。
fbinfo = framebuffer_alloc(sizeof(struct s3c2410fb_info),&pdev->dev);
把域mach_info指向mach-smdk2410.c中的smdk2410_lcd_cfg 。
info->mach_info = pdev->dev.platform_data;
设置fb_info域的fix，var，fops字段。
fbinfo->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;
fbinfo->fix.type_aux = 0;
fbinfo->fix.xpanstep = 0;
fbinfo->var.nonstd = 0;
fbinfo->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;
fbinfo->var.height = mach_info->height;
fbinfo->var.width = mach_info->width;
fbinfo->fbops = &s3c2410fb_ops;
……
该函数调用s3c2410fb_map_video_memory()申请DMA内存，即显存。
fbi->map_size = PAGE_ALIGN(fbi->fb->fix.smem_len + PAGE_SIZE);
fbi->map_cpu = dma_alloc_writecombine(fbi->dev, fbi->map_size,
&fbi->map_dma, GFP_KERNEL);
fbi->map_size = fbi->fb->fix.smem_len;
…….
设置控制寄存器，设置硬件寄存器。
memcpy(&info->regs, &mach_info->regs,sizeof(info->regs));
info->regs.lcdcon1 &= ~S3C2410_LCDCON1_ENVID;
……….
调用函数s3c2410fb_init_registers()，把初始值写入寄存器。
writel(fbi->regs.lcdcon1, S3C2410_LCDCON1);
writel(fbi->regs.lcdcon2, S3C2410_LCDCON2);
（3）当用户调用mmap()映射内存的时候，Fbmem.c把刚才设置好的显存区域映射给用户。
start = info->fix.smem_start;
len = PAGE_ALIGN( (start & ~PAGE_MASK) + info->fix.smem_len);
io_remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, off >> PAGE_SHIFT,
vma->vm_end - vma->vm_start,vma->vm_page_prot)；
……
这样就完成了驱动初始化到用户调用的整个过程。
