驅動_LCD驅動框架

LCD驅動具體編寫：php

　　　　　　　　1) 分配一個fb_info結構體　　　　　　　html

　　　　　　　　2) 設置fb_info （fix , var , fbops ）linux

　　　　　　　　3) 設置硬件相關的操做android

　　　　　　　　4) 使能LCD,並註冊fb_info: register_framebuffer()數組

重要函數：

①：fbmem.c

struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev);  
//功能:　向內核申請一段大小爲sizeof(struct fb_info) + size的空間，其中size的大小表明設備的私有數據空間，並用fb_info的par域指向該私有空間。 
//參數： 參數一：空間大小　　　　　　　參數二： dev->dev（父類）
//申請一個fb_info結構體

void *dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp); //分配DMA緩存區給顯存緩存

//返回值爲:申請到的DMA緩衝區的虛擬地址,若爲NULL,表示分配失敗,則須要使用dma_free_writecombine()釋放內存,避免內存泄漏
//參數以下: 

//*dev:指針,這裏填0,表示這個申請的緩衝區裏沒有內容

//size:分配的地址大小(字節單位)

//*handle:申請到的物理起始地址

//gfp:分配出來的內存參數,標誌定義在<linux/gfp.h>,經常使用標誌以下:
    //GFP_ATOMIC    用來從中斷處理和進程上下文以外的其餘代碼中分配內存. 從不睡眠.
    //GFP_KERNEL    內核內存的正常分配. 可能睡眠.
    //GFP_USER      用來爲用戶空間頁來分配內存; 它可能睡眠.

int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info);  
//向內核中註冊fb_info結構體,若內存不夠,註冊失敗會返回負數

int unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info) ;
//註銷內核中fb_info結構體






　　error:

②: xxfb.c app

　　　struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev); //申請一個fb_info結構體,ide

　　　int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info);//向內核中註冊fb_info結構體,若內存不夠,註冊失敗會返回負數函數

// 分配顯存，並告訴fb_info
fb_info->screen_base = dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp)

　　　error：ui

　　　　　 int unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info);　　　

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

重要結構體 ：

struct fb_info { // 記錄緩衝區設備的所有信息
　　... ...
　　struct fb_var_screeninfo var; //可變的參數
　　struct fb_fix_screeninfo fix; //固定的參數
　　... ...
　　struct fb_ops *fbops; //操做函數
　　... ...
　　char __iomem *screen_base; //顯存虛擬起始地址
　　unsigned long screen_size; //顯存虛擬地址長度

　　void *pseudo_palette;
　　//假的16色調色板,裏面存放了16色的數據,能夠經過8bpp數據來找到調色板裏面的16色顏色索引值,模擬出16色顏色來,節省內存,不須要的話就指向一個不用的數組便可

　　struct device *device;/* This is the parent */　　父設備（父類）

　　... ...
};

struct fb_fix_screeninfo {　　　　//記錄控制器不可修改的參數（緩衝區的物理地址和長度）

 char id[16]; //id名字，字符串形式的標識符 unsigned long smem_start; //控制器物理起始地址  __u32 smem_len; //控制器長度,字節爲單位 __u32 type; //lcd類型,默認值0便可 __u32 type_aux; //附加類型,爲0，分界 __u32 visual; //畫面設置,經常使用參數以下 　　　　// FB_VISUAL_MONO01 0 　　單色,0:白色,1:黑色 　　　　// FB_VISUAL_MONO10 1 　 單色,1:白色,0:黑色 　　　　// FB_VISUAL_TRUECOLOR 2 真彩(TFT:真彩) 　　　　// FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR 　　　 3 僞彩 　　　　// FB_VISUAL_DIRECTCOLOR 4 直彩 　　　　__u16 xpanstep; /*若是沒有硬件panning就賦值爲0 */ 　　　　__u16 ypanstep; /*若是沒有硬件panning就賦值爲0 */ 　　　　__u16 ywrapstep; /*若是沒有硬件ywrap就賦值爲0 */

　　　　char __iomem *screen_base;　　/* "顯存「的基地址 */
　　　　unsigned long screen_size;  /* 」顯存「的大小 */ 
　　　　void *pseudo_palette;      /* 16位假的調色板 */  　　　　__u32 line_length; /*一行的字節數 ,例:(RGB565)240*320,那麼這裏就等於240*16/8 */ 　　　　/*如下成員均可以不須要*/ 　　　　unsigned long mmio_start; /*內存映射IO的起始地址,用於應用層直接訪問寄存器,能夠不須要*/ __u32 mmio_len; /* 內存映射IO的長度,能夠不須要*/ __u32 accel; __u16 reserved[3];　　　　　　 /* 保留 */

};

struct fb_var_screeninfo { //記錄控制器能夠修改的參數（分辨率，像素位數）

　　 __u32 xres; /*可見屏幕一行有多少個像素點（就是分辨率X）*/
   __u32 yres; /*可見屏幕一列有多少個像素點（就是分辨率Y）*/
    __u32 xres_virtual; /*虛擬屏幕一行有多少個像素點*/       
    __u32 yres_virtual; /*虛擬屏幕一列有多少個像素點*/
    __u32 xoffset; /*虛擬到可見屏幕之間的行偏移,若可見和虛擬的分辨率同樣,就直接設爲0*/
    __u32 yoffset; /*虛擬到可見屏幕之間的列偏移*/
    __u32 bits_per_pixel;   /*每一個像素的位數即BPP,好比:RGB565則填入16*/
    __u32 grayscale;        /*非0時，指的是灰度,真彩直接填0便可*/

    struct fb_bitfield red;//fb緩存的R位域, fb_bitfield結構體成員以下:
　　 __u32 offset;          //區域偏移值,好比RGB565中的R,就在第11位
　　 __u32 length;          //區域長度,好比RGB565的R,共有5位
　　 __u32 msb_right;       //msb_right ==0,表示數據左邊最大, msb_right!=0,表示數據右邊最大


    struct fb_bitfield green;        /*fb緩存的G位域*/
    struct fb_bitfield blue;         /*fb緩存的B位域*/

　　 /*如下參數均可以不填,默認爲0*/
    struct fb_bitfield transp; /*透明度,不須要填0便可*/    
 
    __u32 nonstd;              /* != 0表示非標準像素格式*/
    __u32 activate;            /*設爲0便可*/
    __u32 height;              /*外設高度(單位mm),通常不須要填*/
    __u32 width;               /*外設寬度(單位mm),通常不須要填*/
    __u32 accel_flags;         /*過期的參數,不須要填*/

    /* 除了pixclock自己外，其餘的都以像素時鐘爲 單位*/ 
 __u32 pixclock; /*像素時鐘(皮秒)*/ __u32 left_margin; /*行切換，從同步到繪圖之間的延遲*/ __u32 right_margin; /*行切換，從繪圖到同步之間的延遲*/
 __u32 upper_margin; /*幀切換，從同步到繪圖之間的延遲*/ __u32l ower_margin; /*幀切換，從繪圖到同步之間的延遲*/ __u32 hsync_len; /*水平同步的長度*/ __u32 vsync_len; /*垂直同步的長度*/ __u32 sync; __u32 vmode; __u32 rotate; __u32 reserved[5]; /*保留*/

}

static struct fb_ops  = {　　　　　　// 底層硬件操做函數的集合


         .owner = THIS_MODULE //被使用時阻止模塊被卸載

　　　　 int (*fb_check_var)(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info); 　//檢查可變參數並進行設置

　　　　　int (*fb_set_par)(struct fb_info *info); 　　　　　　　　　 　  //根據設置的值進行更新，使之有效  

　　　　 int (*fb_blank)(int blank, struct fb_info *info);           //顯示空白

 .fb_setcolreg　 //設置調色板fb_info-> pseudo_palette,本身構造該函數, //設置顏色寄存器   .fb_fillrect //填充矩形,用/drivers/video/ cfbfillrect.c裏的函數便可, //矩形填充   .fb_copyarea //複製數據, 用/drivers/video/cfbcopyarea.c裏的函數便可 //複製數據   .fb_imageblit //繪畫圖形, 用/drivers/video/imageblit.c裏的函數便可 //圖形填充   };

　時序參數：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ① 控制器輸出時序

幀參數：

　　　　 VSYNC：垂直同步時鐘

　　　　 VSPW ：垂直同步脈寬　　VBPD：垂直後肩　　LINEVAL：垂直有效　　VFPD：垂直前肩

　　　　 INT_FRSyn ：幀同步中斷

　　　　VDEN ：　　視頻數據使能　　

行參數：

　　　　HSYNC：水平同步時鐘　　VCLK ：像素時鐘

　　　 HSPW ：水平同步脈寬　　 HBPD：水平後肩　　HOZVAL：水平有效　　HFPD：水平前肩

　　　　VD ：　　視頻數據

　　　　VDEN ：視頻數據使能信號

　　　　LDEN ：行結束信號

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　② 液晶屏輸出時序

<程序控制>

1.打開設備　　

　　int fd = open("/dev/fd0"，O_RDWR);

2.獲取到lcd屏的信息xres,yres,bpp　　　

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

3.映射顯存到應用空間

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

　　framebuffer_ptr =(char *)mmap( NULL,//若是此值爲NULL,則表示用內核來自動給你分配一塊虛擬空間
　　screensize, //空間大小
　　PROT_READ|PROT_WRITE,//權限
　　MAP_SHARED, //是否能夠共享
　　framebuffer_fd, //文件描述符
　　0); //從哪一個地方開始

4. 獲得圖片的數據，將數據寫入到映射的虛擬地址指向的空間

　　運行程序的格式：./lcd_test dev/fbx pic.bmp

　　/*1.打開一副圖片*/
　　pic_fd =open(argv[2],O_RDWR);
　　printf("pic_fd=%d\n",pic_fd);

　　/*2.獲取圖片大小*/
　　len =lseek(pic_fd, 0, SEEK_END);
　　printf("len =%ld\n",len);

　　/*3.讀取圖片數據*/
　　read(pic_fd,buffer,len);

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

　　//5.buffer存放了bmp圖片數據，framebuffer_ptr映射後返回的顯存的地址
　　draw_bmp(buffer,(unsigned short *) framebuffer_ptr);

　代碼示例：https://www.cnblogs.com/panda-w/p/10992943.html

<筆記>

幀率：每秒生成圖片個數（60fps就是每秒鐘顯卡生成60張畫面圖片）

刷新率：顯示信號輸出刷新的速度。60赫茲（hertz）就是每秒鐘顯卡向顯示器輸出60次信號。

假設幀數是刷新率的1/2，那麼意思就是顯卡每兩次向顯示器輸出的畫面是用一幅畫面。相反，若是幀數是刷新率的2倍，那麼畫面每改變兩次，其中只有1次是被顯卡發送並在顯示器上顯示的。因此高於刷新率的幀數都是無效幀數，對畫面效果沒有任何提高，反而可能致使畫面異常。

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

而android系統最高幀率爲60fps，因此最好保證lcd的幀率也應大於等於60fps。xres和yres已經由硬件固定，所以根據公式調整其餘參數，能夠調整lcd幀率，使其儘可能接近60fps。

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

先說明下像素時鐘pixclock的概念pixclock=1/dotclock 其中dotclock是視頻硬件在顯示器上繪製像素的速率dotclock=(x向分辨率+左空邊+右空邊+HSYNC長度)* (y向分辨率+上空邊+下空邊+YSYNC長度)*整屏的刷新率其中x向分辨率、左空邊、右空邊、HSYNC長度、y向分辨率、上空邊、下空邊和YSYNC長度能夠在X35LCD說明文檔中查到。整屏的刷新率計算方法以下：假如咱們經過查X35LCD說明文檔，知道fclk=6.34MHZ，那麼畫一個像素須要的時間就是1/6.34us，若是屏的大小是240*320，那麼現實一行須要的時間就是240/6.34us，每條掃描線是240，可是水平回掃和水平同步也須要時間，若是水平回掃和水平同步須要29個像素時鐘，所以，畫一條掃描線完整的時間就是(240+29) /6.34us。完整的屏有320根線，可是垂直回掃和垂直同步也須要時間，若是垂直回掃和垂直同步須要13個像素時鐘，那麼畫一個完整的屏須要(240+29)*(320+13)/6.34us，因此整屏的刷新率就是6.34/((240+29)*(320+13))MHZ