LCD驅動及Framebuffer相關
1.名詞解釋 java
GPU：Graphic Processing Unit （圖形處理器）OpenGL：Open Graphic Library 定義了一個跨編程語言、跨平臺的編程接口的規格，不一樣廠商會有不一樣的實現方法，它主要用於三維圖象（二維的亦可）繪製。
SurfaceFlinger：Android中負責Surface之間疊加、混合操做的動態庫
Skia：Android中的2D圖形庫
libagl：Android中經過軟件方法實現的一套OpenGL動態庫
libhgl：爲區別libagl，自定義的一種叫法。特指GPU廠商提供的硬件實現的OpenGL
composition：特指SurfaceFlinger對各個Surface之間的疊加、混合操做
render：特指使用OpenGL動態庫進行3D渲染
copybit:Android使用2D引擎來加速圖形操做（主要是Surface之間的composition操做）的一種技術，對應着一個或幾個動態庫。
pmem：Android特有驅動，從linux內核中reserve物理連續內存，能夠爲2d、3d引擎、vpu等設備分配物理連續內存。
Android在啓動後，會在運行時根據配置文件加載OpenGL（libagl & libhgl）的實現，若是有libhgl實現，默認使用libhgl實現，不然使用libagl實現。
OpenGL在Android中兩個做用：
1. 用於Surface的composition操做。
SurfaceFlinger 會調用到OpenGL中，經過libagl或者libhgl作Surface的組合、疊加操做。
2. 用於圖形圖像的渲染
Android framework會對OpenGL實現進行java層次的簡單封裝，在java應用程序中對OpenGL的調用最終會調用到libagl或者libhgl中去。
不少第三方遊戲、3D圖庫、某些launcher會使用OpenGL實現比較炫麗UI的特效。 node
Copybit在Android中的做用Copybit在Android中主要用於Surface的composition操做。
Skia在Android中的做用
Skia是Android的2D圖形庫，用於繪製文字、幾何圖形、圖像等。
Skia的設備後端：Raster、OpenGL、PDF
雙緩衝:
在計算機上的動畫與實際的動畫有些不一樣：實際的動畫都是先畫好了，播放的時候直接拿出來顯示就行。計算機動畫則是畫一張，就拿出來一張，再畫下一張，再拿 出來。若是所須要繪製的圖形很簡單，那麼這樣也沒什麼問題。但一旦圖形比較複雜，繪製須要的時間較長，問題就會變得突出。
讓咱們把計算機想象成一個畫圖比較快的人，假如他直接在屏幕上畫圖，而圖形比較複雜，則有可能在他只畫了某幅圖的一半的時候就被觀衆看到。然後面雖然他把 畫補全了，但觀衆的眼睛卻又沒有反應過來，還停留在原來那個殘缺的畫面上。也就是說，有時候觀衆看到完整的圖象，有時卻又只看到殘缺的圖象，這樣就形成了 屏幕的閃爍。
如何解決這一問題呢？咱們設想有兩塊畫板，畫圖的人在旁邊畫，畫好之後把他手裏的畫板與掛在屏幕上的畫板相交換。這樣以來，觀衆就不會看到殘缺的畫了。這 一技術被應用到計算機圖形中，稱爲雙緩衝技術。即：在存儲器（頗有多是顯存）中開闢兩塊區域，一塊做爲發送到顯示器的數據，一塊做爲繪畫的區域，在適當 的時候交換它們。因爲交換兩塊內存區域實際上只須要交換兩個指針，這一方法效率很是高，因此被普遍的採用。
(以上這段是網上摘的)
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LCD調光方式有:
一線脈衝計數調光
PWM調光
調試LCD須要注意的:
SCLK
SDA
CS
RESET
上面這幾路線是發命令和參數用的,因此首先要調通,這幾路OK後屏應該亮或花屏
PCLK
HSYNC
VSYNC
DE
這幾路是刷數據用的,屏亮後顯示不正常就調這幾路的參數
320x480的,參數爲:
PCLK 10MHz
HSYNC 30KHz(行刷新)
VSYNC 60Hz(列刷新,即一屏)
SCLK 70KHz
DE 30KHz(Data Enable RGB寫數據時用到)
CS SPI寫命令或參數時用,往屏上刷數據時用不到
常見的問題:
---
lk亮屏了,可是白屏,查下極性,看是否是反了
極性: lcdc側的Pclk,Hsync,Vsync,DE是高有效,那麼panel driver的
這些信號也應該是高有效,在往寄存器寫參數時要覈對下
---
要注意這些東西,HFP,HBP,VFP,VBP 即一般所講的前沿,後沿屏幕圖像左右抖動,不用說,確定是HFP/HBP不對。
前沿後沿就是給hsync,vsync往屏幕刷數據提供時間,能夠看你的LCD IC SPEC瞭解。
另外關於前沿後沿(前消隱/後消隱)的概念, 感受下面這一段是比較靠譜的:
正常的TFT一行的顯示週期是 前消隱+實際點輸出+後消隱
HBP、HFP 表明先後消隱所須要的週期
若是前消隱設置小了,後消隱設置大了,LCD控制器的實際輸出就會被當作消隱而不會實際顯示出來,看到的效果就是圖像左移,反之圖像右移.若是先後消隱都 設置小了,理論上第二行的圖像可能會被當作第一行的圖像顯示,形成屏幕歪斜不一樣步,可是有些TFT中內部的時序電路會自動補上缺乏的時鐘,因此也不必定會 看到不一樣步的畫面.場的消隱同理.
至於爲何要消隱是爲了兼容CRT顯示器的顯示原理,CRT顯示器每個掃描行完成後,電子槍須要回掃,這段時間不能顯示,因此這段時間的視頻信號須要暫停一下,就是消隱.
調試步驟(這段是網上摘的):
1）調試lcd背光,背光主要分爲PMIC自帶的和單獨的DCDC，若是爲PMIC自帶的背光，通常平臺廠商已經作好，
直接調用接口便可，若是爲單獨的DCDC驅動，則須要用GPIO控制DCDC的EN端
2）確認lcd的模擬電，io電是否正常
3）根據lcd的分辨率，RGB／CPU／MIPI等不一樣的接口，配置控制寄存器接口
4）根據lcd spec配置PCLK的頻率，配置PCLK,VSYNC,HSYNC,DE等控制線的極性
5）使用示波器測試全部clk的波形，確認頻率，極性是否符合要求
6）使用示波器測試data線，看是否有數據輸出，bpp的設置是否正確
7）若是lcd須要初始化，配置spi的接口，通常分爲cpu自帶的spi控制器，和gpio模擬的spi。
8）根據lcd spec中的初始化代碼進行lcd的初始化
9）用示波器測量lcd的spi clk及數據線，確認是否正常輸出
10）正常狀況下，此時lcd應該能夠點亮。若是沒有點亮，按照上述步驟1到9，逐項進行檢查測試，重點檢查第5項，clk的極性
11）若是lcd點亮，可是花屏。則須要先確認數據格式是否正確，而後確認fb裏的數據是否正常，有如下幾種方法確認fb裏的數據
i)cat /dev/graphics/fb0 > /sdcard/fb0，而後將/sdcard/fb0 >到另外一臺相同分辨率及相同格式的手機上，看圖片顯示是否正常
ii)使用irfanview軟件顯示cat /dev/graphics/fb0出來的raw數據，注意要正確設置分辨率及格式，不然顯示花屏
iii)若是adb鏈接正常，可使用豌豆莢等軟件，查看fb中的數據是否正常
經過以上三種途徑，若是確認fb中的數據正常顯示，則極可能爲lcd初始化代碼的問題，或者clk極性的問題，若是fb數據不正常，則可能爲lcd控制寄存器配置不正常致使。
LCD屏的調試注意事項
1. Pix clock是否在規定的範圍內。
2. Pclk是否極性正確。上升沿仍是降低沿。
3. 變頻引發的閃屏問題。能夠經過鎖定頻率來試驗是不是變頻引發。
要確保每一步都正確,那確定能夠顯示出圖像來
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framebuffer
咱們如今用的是Adreno系列，Adreno是什麼？就至關於PC機上的顯卡。顯卡，也叫GPU，它的好壞會對手機的多媒體播放和3D遊戲性能有着直接的影響。framebuffer即幀緩衝區，這個幀緩衝區就位於顯卡的內部，幀緩衝區是顯卡上固化的存儲器，其中存放的是當前屏幕的內容。你要作高通平臺，那麼還會遇到MDP， MDP(Mobile Display Processor)， MDP是什麼? 比方說你用的data format是RGB666，那麼這裏的data format輸出是多少位是由MDP決定的，MDP1.1/MDP1.2只能輸出16或18bpp，而MDP1.3能夠輸出24bpp。還有圖形的旋轉等效果，上面說的Copybit進行composition的動做我想底層就是由MDP支持的。咱們也能夠選擇是GPU來composition仍是MDP 來composition。 那麼GPU和MDP是什麼關係？GPU是顯卡，GPU處理要顯示的數據，即把矢量轉換爲bit，MDP負責把數據轉成接口信號送給相關的panel。在MDP裏有DMA，DMA會把framebuffer裏的內容放到panel上。後面分析代碼會看到，咱們把數據寫到MDP就無論了，它內部應該是把數據再調整，而後再寫到各個接口(MIPI/LCDC)鏈接的panel上。這些東西都是SoC，因此你在板子上是看不到的。
顯卡對CPU來講是外設，外設會經過I/O接口鏈接到I/O總線上，I/O總線再鏈接到CPU。 I/O接口包含多個I/O端口。每一個鏈接到I/O總線上的設備都有本身的I/O地址集，一般稱爲I/O端口(LKD part13 原話)。爲I/O編程提供統一的方法，但又不犧牲性能，因此設計者們把一組I/O端口(即一地址集)組織成一組專用的寄存器。這也就是咱們一般所說的I/O端口即寄存器的由來。因此每一個外設都是經過讀寫其寄存器來控制的。
I/O接口是處於一組I/O端口和對應的設備控制器之間的一種硬件電路。它起翻譯器的做用，即把I/O端口中的值轉換成設備所須要的命令和數據。還能夠經過一條IRQ線把這種電路鏈接到可編程中斷控制器上，以使它表明相應的設備發出中斷請求。
硬件組織上了解後咱們看軟件上怎麼處理。咱們要作的工做是，檢測哪些I/O端口已經分配給I/O設備。 一般來說，I/O設備驅動程序爲了探測硬件設備，須要盲目地向某一I/O端口寫入數據，可是，若是其餘硬件設備已經使用了這個端口，那麼系統就會崩潰。因此，linux的設計者們便想出用"資源"來記錄分配給每一個硬件設備的I/O端口。
資源(resource)被互斥地分配給設備驅動程序，一個資源表示I/O端口地址的一個範圍。
我爲何會說I/O呢，由於幀緩衝區就是I/O內存，和I/O有關，拋磚引玉。關於I/O端口和I/O內存的區別但是有學問的，你知道嗎？不知道是哪位大俠創做或整理的文章，粉好，你要是知道這二者的區別，那就不用看了，你要是不知道，那不妨看一看吧：http://blog.csdn.net/insoonior/article/details/8011192#t0
說到這裏咱們須要看代碼了:
static struct resource msm_fb_resources[] = {
{
.flags = IORESOURCE_DMA,
}
};
static struct platform_device msm_fb_device = {
.name = "msm_fb",
.id = 0,
.num_resources = ARRAY_SIZE(msm_fb_resources),
.resource = msm_fb_resources,
.dev = {
.platform_data = &msm_fb_pdata,
}
};
void __init msm_msm7627a_allocate_memory_regions(void)
{
addr = alloc_bootmem_align(fb_size, 0x1000); //這就是framebuffer的物理地址,在framebuffer的驅動中會用到
msm_fb_resources[0].start = __pa(addr);
msm_fb_resources[0].end = msm_fb_resources[0].start + fb_size - 1;
}
# TO tag FROM line in file/text
1 1 platform_add_devices 1455 arch/arm/mach-msm/board-qrd7627a.c
2 1 platform_device_register 114 drivers/base/platform.c
3 1 platform_device_add 337 drivers/base/platform.c
4 1 insert_resource 275 drivers/base/platform.c
5 1 insert_resource_conflict 667 conflict = insert_resource_conflict(parent, new);
6 1 __insert_resource 651 conflict = __insert_resource(parent, new);
有了以上的資源後就清楚了:
static int msm_fb_probe(struct platform_device *pdev)
{
fbram_size =
pdev->resource[0].end - pdev->resource[0].start + 1;
fbram_phys = (char *)pdev->resource[0].start;
fbram = __va(fbram_phys);
}
static int msm_fb_register(struct msm_fb_data_type *mfd)
{
struct fb_fix_screeninfo *fix;
struct fb_var_screeninfo *var; //主要是根據panel的信息初始化這兩個數據結構
fbram_offset = PAGE_ALIGN((int)fbram)-(int)fbram;
fbram += fbram_offset;
fbram_phys += fbram_offset;
fbram_size -= fbram_offset;
fbi->screen_base = fbram;
fbi->fix.smem_start = (unsigned long)fbram_phys;
}
------------------------------------------------------------------------------------------
咱們看下數據到framebuffer後是怎麼顯示到屏幕上的。先從HAL層分析數據的走向，再往上的邏輯待定。
android/hardware/msm7k/libgralloc-qsd8k/ 這是display subsys的HAL層
// 上層調用這句ioctl把數據推給driver，放到framebuffer裏 ioctl(m->framebuffer->fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &m->info)
// 上層經過這句能夠獲知屏幕的大小 ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &info)
drivers/video/fbmem.c
static long do_fb_ioctl(struct fb_info *info, unsigned int cmd,
unsigned long arg)
case FBIOPUT_VSCREENINFO:
if (copy_from_user(&var, argp, sizeof(var)))
return -EFAULT;
if (!lock_fb_info(info))
return -ENODEV;
console_lock();
info->flags |= FBINFO_MISC_USEREVENT;
ret = fb_set_var(info, &var); //struct fb_info info, struct fb_var_screeninfo var
info->flags &= ~FBINFO_MISC_USEREVENT;
console_unlock();
unlock_fb_info(info);
if (!ret && copy_to_user(argp, &var, sizeof(var)))
ret = -EFAULT;
break;
int fb_set_var(struct fb_info *info, struct fb_var_screeninfo *var)
fb_pan_display(info, &info->var);
int fb_pan_display(struct fb_info *info, struct fb_var_screeninfo *var)
if ((err = info->fbops->fb_pan_display(var, info)))
return err;
drivers/video/msm/msm_fb.c
static int msm_fb_pan_display(struct fb_var_screeninfo *var,
struct fb_info *info)
if (info->node == 0 && !(mfd->cont_splash_done)) { /* primary */ /* 若是未上電,給panel上電 */
mdp_set_dma_pan_info(info, NULL, TRUE);
if (msm_fb_blank_sub(FB_BLANK_UNBLANK, info, mfd->op_enable)) {
pr_err("%s: can't turn on display!\n", __func__);
return -EINVAL;
}
}
mdp_dma_pan_update(info); /* 這句是把數據經過MDP更新到panel */
drivers/video/msm/mdp_dma.c
void mdp_dma_pan_update(struct fb_info *info)
struct msm_fb_data_type *mfd = (struct msm_fb_data_type *)info->par;
mfd->dma_fnc(mfd);
static int mdp_probe(struct platform_device *pdev)
case LCDC_PANEL:
mfd->dma_fnc = mdp_lcdc_update;
void mdp_lcdc_update(struct msm_fb_data_type *mfd)
struct fb_info *fbi = mfd->fbi;
uint8 *buf;
int bpp;
bpp = fbi->var.bits_per_pixel / 8;
buf = (uint8 *) fbi->fix.smem_start;
buf += calc_fb_offset(mfd, fbi, bpp);
MDP_OUTP(MDP_BASE + dma_base + 0x8, (uint32) buf); /* 最終會調到這句,上層拋過來的一堆數據存在buf指針指向的區域,而後把這個地址寫到MDP BASE,而後MDP再寫到panel上 */
#define MDP_OUTP(addr, data) outpdw((addr), (data))
#define outpdw(port, val) writel(val, port)------------------------------------------------------------------------------------------ framebuffer還有好多方方面面沒提到的，網上一搜一大把，就不提了。我只寫些本身認爲須要整理的東西，算是作個整理吧。 初始化過程：fbmem-->msm_fb-->mdp-->lcdc-->panel 初始化好以後，panel device的註冊過程：panel-->lcdc-->mdp-->msm_fb-->fbmem on/off: msm_fb-->mdp-->lcdc-->panel msm_fb的pdata是mdp mdp的pdata是lcdc lcdc的pdata是panel panel driver probe裏初始化了一個lcdc_dev，在lcdc driver probe裏初始化了一個mdp dev，在mdp driver probe裏初始化了一個msm_fb dev。最後調用msm_fb_register-->register_framebuffer最終和fbmem關聯上。 遺留問題: addr = alloc_bootmem_align(fb_size, 0x1000)分配的內存怎麼與幀緩衝區這個IO內存對應上的？ 在手機的GPU上，可能framebuffer並未在GPU裏，就是一塊從物理內存上分配獲得的。 gpu確實有塊緩存，adreno 205配置了256KB圖形緩存(GMEM)專用於顏色緩衝，Z緩衝和模板緩衝等。顯然這個緩存不是framebuffer，不然過小了。 因此這個問題也不攻自破了，在手機設備上也許根本不存在幀緩衝區這個IO內存。
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