linux驱动篇-LCD
前言
在嵌入式行业，有很多从业者。我们工作的主旋律是拿开源代码，拿厂家代码，完成产品的功能，提升产品的性能，进而解决各种各样的问题。或者是维护一个模块或方向，一搞就是好几年。
时间长了，中年润发现我们对从零开始编写驱动、应用、算法、系统、协议、文件系统等缺乏经验。没有该有的广度和深度。中年润也是这样，工作了很多年，都是针对某个问题点修修补补或者某个模块的局部删删改改。很少有机会去独自从零开始编写一整套完整的代码。
当然，这种现状对于企业来说是比较正常的，可以降低风险。但是对于员工本身，如果缺乏必要的规划，很容易工作多年却还是停留在单点的层面，而丧失了提升到较高层面的机会。随着时间的增长很容易丧失竞争力。
另外，根据中年润的经验，绝大多数公司对于0-5年经验从业者的定位主要是积极的问题解决者。而对于5-10经验从业者的定位主要是积极的系统规划者和引领者。在这种行业规则下，中年润认为，每个从业者都应该问自己一句，“5年后，我是否具备系统化把控软件的能力呢？”。
当前的这种行业现状，如果我们不做出一点改变，是没有办法突破的。有些东西，仅仅知道是不够的，还需要深思熟虑的思考和必要的训练，简单来说就是要知行合一。
也许有读者会有疑惑？这不就是重复造轮子么？我们确实是在重复造轮子，因为别人会造轮子那是别人的能力，我们自己会造轮子是我们自己的能力。在行业中，有太多的定制化需求是因为轮子本身有原生性缺陷，我们无法直接使用，或者需要对其进行改进，或者需要抽取开源代码的主体思想和框架，根据公司的需要定制自己的各项功能。设想，如果我们具备这种能力，必然会促使我们在行业中脱颖而出，而不是工作很多年一直在底层搬砖。底层搬砖没什么不好，问题是当有更廉价更激情的劳动力涌进来的时候，我们这些老的搬砖民工也就失去了价值。我们不会天天重复造轮子，我们需要通过造几个轮子使得自己具备造轮子的能力，从而更好的适应这个环境，适应这个世界。
针对当前行业现状，中年润经过深思熟虑，想为大家做点实实在在的事情，希望能够帮助大家在巩固基础的同时提升系统化把控软件的能力。当然，中年润的水平也有限，有些观点也只是一家之谈，希望大家独立思考，谨慎采用，如果写的有错误或者不对的地方还请读者们批评斧正，我们一起共同进步。
在这里简单介绍下中年润，中年润现在就职于一家大型国际化公司，工作经验6年，硕士毕业。曾经担任过组内的项目主管，项目经理，也曾经组建过新团队，带领大家冲锋陷阵。在工作中，有做的不错的地方，也有失误的地方，有激情的时刻，也有失落的时刻。现在偏安一隅，专心搞技术，目前个人规划的技术方向是嵌入式和AI基础设施建设，以及嵌入式和AI的融合发展。
最后，说了这么多，中年润希望，在未来的日子里和未知的领域里，你我同行，为我们的美好生活而努力奋斗。
总体目标
本篇文章的目标是介绍如何从自顶向下从零编写linux下的LCD驱动。着力从总体思路，需求端，分析端，实现端，详尽描述一个完整需求的开发流程，是中年润多年经验的提炼，希望读者能够有所收获。最后的实战目标，请读者尽量完成，这样读者才能形成自己的思路。
本示例采用arm920架构，天祥电子生产的tx2440a开发板，核心为三星的s3c2440。Linux版本为2.6.31，是已经移植好的版本。编译器为arm920t-eabi-4.1.2.tar。
总体思路
总体思路是严格遵循需求的开发流程来，不遗漏任何思考环节。读者在阅读时请先跟中年润的思路走一遍，然后再抛弃中年润的思路，按照自己的思路走一遍，如果遇到困难请先自己思考，实在不会再来参考中年润的思路和实现。
中年润在写代码的的总体思路如下：
需求描述—能够详细完整的描述一个需求。
需求分析—根据需求描述，提取可供实现的功能，需要有定量或者定性的指标。（从宏观上确定需要什么功能）。
需求分解—根据需求分析，考虑要实现需求所需要做的工作（根据宏观确定的功能，拆分成小的可单独实现的功能）。
编写思路—根据需求分解从总体上描述应该如何编写代码，（解决怎么在宏观上实现）。
详细步骤—根据编写思路，落实具体步骤，（解决怎么在微观上实现）。
编写框架—根据编写思路，实现总体框架（实现编写思路里主体框架，细节内容留在具体代码里编写）。
具体代码—根据编写框架，编写每一个函数里所需要实现的小功能，主要是实现驱动代码，测试代码。
Makefile—用来编译驱动代码。
目录结构—用来说明当完成编码后的结果。
测试步骤—说明如何对驱动进行测试，主要是加载驱动模块，执行测试代码。
执行结果—观察执行结果是否符合预期。
结果总结—回顾本节的思路，知识点，api，结构体。
实战目标—说明如何根据本文档训练。
需求描述
编写LCD 驱动，要求如下：
1能够执行echo hello > /dev/tty1，显示hello字符；
2能够执行cat lcd.ko > /dev/fb0，显示花屏；
3能够用按键执行ls命令并在lcd屏幕上显示。（需要结合按键模拟l，s，enter驱动）
需求分析
要分析出需要实现哪些功能，经过分析，可以得出需要实现以下功能。
1能够控制soc上的LCD控制器；
2能够通过控制LCD控制器让LCD屏显示图像；
3能够将LCD屏作为终端输出设备，显示终端输入的结果；
4需要利用linux提供的framebuffer模块相关api。
需求分解
根据需求分析的结果，分解出需要实现的功能：
1需要向内核注册和卸载LCD驱动；
2需要配置LCD相关寄存器（需要和LCD屏时序进行匹配）；
3配置脚本使得LCD屏能够作为终端输入输出设备。
编写思路
LCD相关的具体硬件原理和linux机制，中年润会专门出两篇文章来分析和讲解，敬请读者关注。
1需要向内核注册和卸载LCD驱动
1.0编写代码框架，头文件，出入口函数，声明LICENSE
1.1需要注册fb驱动
1.1.1需要申请struct fb_info结构体
1.1.2需要填充struct fb_info结构体
1.1.3需要注册struct fb_info结构体
1.2需要卸载fb驱动
2需要配置LCD控制器
2.1构造LCD控制器寄存器数据结构
2.2配置LCD相关GPIO
2.3配置LCD相关寄存器
2.4设置显存
2.5启动LCD控制器及LCD屏幕
3配置脚本使得LCD屏能够作为终端输入输出设备
详细步骤
1向内核注册和卸载LCD驱动
1.1注册fb驱动
1.1.0编写代码框架，头文件，出入口函数，声明LICENSE
1.1.1申请struct fb_info结构体
1.1.2填充struct fb_info结构体
1.1.2.1设置固定参数fix字段
设置名字
设置帧缓冲的长度（单位，byte）
设置帧缓冲的类型
设置帧缓冲的可视化
设置lcd一行的长度（单位，byte）
设置帧缓冲内存的起始地址（可不设置）
1.1.2.2设置可变参数var字段
设置x方向分辨率
设置y方向分辨率
设置虚拟分辨率
设置虚拟分辨率和实际分辨率偏移值（可不设置）
设置每个像素占多少位
设置灰度值
设置red、green、blue字段，设置颜色的偏移和长度
设置激活字段
设置宽度和高度字段，为LCD物理尺寸，可不设置
1.1.2.3设置操作函数fbops字段
填充owner、fb_setcolreg、fb_fillrect、fb_copyarea、fb_imageblit字段
1.1.2.4其他设置
设置调色板
设置显存的虚拟地址（可留在2.4设置）
设置显存大小（单位，byte）
1.1.3注册struct fb_info结构体
1.2卸载fb驱动
1.2.1卸载fb驱动
1.2.2关闭lcd本身
1.2.3释放申请的帧缓冲区
1.2.4取消寄存器映射
1.2.5释放申请的fb_info结构体
2配置LCD控制器
2.1构造LCD控制器寄存器数据结构
2.2配置LCD相关GPIO
2.2.1映射物理地址为虚拟地址
2.2.2配置gpio用于LCD控制
2.3配置LCD相关寄存器
2.3.1映射物理地址为虚拟地址
2.3.2设置LCD控制器寄存器LCDCON1-LCDCON5
2.3.2.1设置LCDCON1来控制VCLK，vm触发频率，显示模式，像素格式等
2.3.2.2设置LCDCON2来控制垂直方向的时间参数
2.3.2.3设置LCDCON3来控制水平方向的时间参数
2.3.2.4设置LCDCON4来控制HSYNC同步信号的脉冲宽度
2.3.2.5设置LCDCON5来控制极性参数
2.4设置显存
2.4.1分配显存
2.4.2设置帧缓冲相关寄存器
2.4.2.1设置LCDSADDR1中的LCDBANK，LCDBASEU寄存器（说明缓冲区的开始地址）
2.4.2.2设置LCDSADDR2中的LCDBASEL寄存器（说明缓冲区的结束地址）
2.4.2.3设置LCDSADDR3中的PAGEWIDTH寄存器（说明虚拟屏幕页的宽度，单位，半字）
2.5启动LCD控制器及LCD本身
2.5.1使能LCD控制器
2.5.2使能LCD本身
3配置脚本使得LCD屏能够作为终端输入输出设备
3.1配置/etc/inittab
编写框架
/* 本文件是依照lcd 驱动<编写思路>章节编写，本文件* 的目的是编写代码框架，不做具体细节的编写*/
/* 本头文件是linux2.6.31内核所提供的，其他版本按需调整 *//* 1.0编写代码框架，头文件，出入口函数，声明LICENSE */
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/fb.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/div64.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/arch/regs-lcd.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/arch/fb.h>struct fb_info *s3c2440_lcd_info = NULL;/* 1.1需要注册fb驱动 */
static int lcd_init()
{/* 1.1.1需要申请struct fb_info结构体 */s3c2440_lcd_info = framebuffer_alloc(0, NULL);/* 1.1.2需要填充struct fb_info结构体 *//** 2需要配置LCD控制器* 2.1构造LCD控制器寄存器数据结构* 2.2配置LCD相关GPIO* 2.3配置LCD相关寄存器* 2.4设置显存* 2.5启动LCD控制器及LCD屏幕*//* 1.1.3需要注册struct fb_info结构体 */register_framebuffer(s3c2440_lcd_info);return 0;
}/* 1.2需要卸载fb驱动 */
static void lcd_exit()
{unregister_framebuffer(s3c2440_lcd_info);
}/* 1.0编写代码框架，头文件，出入口函数，声明LICENSE */module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
驱动代码
/* 本文件是依照lcd 驱动<详细步骤>章节编写，本文件* 的目的是编写代具体代码，不介绍框架*//* 本头文件是linux2.6.31内核所提供的，其他版本按需调整 */
/* 本文件参考的lcd 芯片手册为BL43014_SPEC *//* 1.1.0编写代码框架，头文件，出入口函数，声明LICENSE */
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/fb.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/clk.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/div64.h>
#include <asm/mach/map.h>/* 2.1构造LCD控制器寄存器数据结构 */
struct lcd_regs {unsigned long lcdcon1;unsigned long lcdcon2;unsigned long lcdcon3;unsigned long lcdcon4;unsigned long lcdcon5;unsigned long lcdsaddr1;unsigned long lcdsaddr2;unsigned long lcdsaddr3;unsigned long redlut;unsigned long greenlut;unsigned long bluelut;unsigned long reserved[9];unsigned long dithmode;unsigned long tpal;unsigned long lcdintpnd;unsigned long lcdsrcpnd;unsigned long lcdintmsk;unsigned long lpcsel;
};static u32 s3c2440_pseudo_palette[16];
static struct fb_info *s3c2440_lcd_info = NULL;
static volatile unsigned long *gpccon;
static volatile unsigned long *gpdcon;
static volatile unsigned long *gpgcon;
static volatile struct lcd_regs *plcd_regs;/* from pxafb.c */
/* 将三原色的数值转换成可被设置的值 */
static inline unsigned int chan_to_field(unsigned int chan, struct fb_bitfield *bf)
{chan &= 0xffff;chan >>= 16 - bf->length;return chan << bf->offset;
}/* set color register */
/* 设置调色板中的颜色 */
int s3c2440_lcd_setcolreg(unsigned regno, unsigned red, unsigned green,unsigned blue, unsigned transp, struct fb_info *info)
{unsigned int val;if (regno > 16)return -1;val = chan_to_field(red,&info->var.red);val |= chan_to_field(green,&info->var.green);val |= chan_to_field(blue,&info->var.blue);s3c2440_pseudo_palette[regno] = val;return 0;
}static struct fb_ops s3c2440_lcd_ops = {.owner = THIS_MODULE,.fb_setcolreg = s3c2440_lcd_setcolreg,//设置颜色寄存器.fb_fillrect = cfb_fillrect,//填充一个矩形.fb_copyarea = cfb_copyarea,//拷贝一个区域的数据到另一个区域.fb_imageblit = cfb_imageblit,//向显示屏画一幅图像
};/* 1.1注册fb驱动 */
static int lcd_init()
{/* 1.1.1需要申请struct fb_info结构体 */s3c2440_lcd_info = framebuffer_alloc(0, NULL);/* 1.1.2需要填充struct fb_info结构体 *//* 1.1.2.1设置固定参数fix字段 *//* 设置名字 */strcpy(s3c2440_lcd_info->fix.id,"s3c2440_lcd");/* 设置帧缓冲长度 */s3c2440_lcd_info->fix.smem_len = 480 * 272 * 16 / 8;/* 设置帧缓冲内存的起始地址（可不设置） *///s3c2440_lcd_info->fix.smem_start = ;/* 设置帧缓冲的类型 */s3c2440_lcd_info->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS;/* 设置帧缓冲的可视化 */s3c2440_lcd_info->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR;/* 设置lcd一行的长度（单位，byte） */s3c2440_lcd_info->fix.line_length = 480 * 2;/* 1.1.2.2设置可变参数var字段 *//* 设置x方向分辨率 */s3c2440_lcd_info->var.xres = 480;/* 设置y方向分辨率 */s3c2440_lcd_info->var.yres = 272;/* 设置虚拟分辨率 */s3c2440_lcd_info->var.xres_virtual = 480;s3c2440_lcd_info->var.yres_virtual = 272;/* 设置每个像素占多少位 */s3c2440_lcd_info->var.bits_per_pixel = 16;/* 设置red、green、blue字段，设置颜色的偏移和长度 */s3c2440_lcd_info->var.red.offset = 11;s3c2440_lcd_info->var.red.length = 5;s3c2440_lcd_info->var.green.offset = 5;s3c2440_lcd_info->var.green.length = 6;s3c2440_lcd_info->var.blue.offset = 0;s3c2440_lcd_info->var.blue.length = 5;/* 设置激活字段 */s3c2440_lcd_info->var.activate = FB_ACTIVATE_NOW;/* 设置宽度和高度字段，为LCD物理尺寸，可不设置 */s3c2440_lcd_info->var.width = 480;s3c2440_lcd_info->var.height = 272;/* 1.1.2.3设置操作函数fbops字段 */s3c2440_lcd_info->fbops = &s3c2440_lcd_ops;/* 1.1.2.4其他设置 *//* 设置调色板 */s3c2440_lcd_info->pseudo_palette = s3c2440_pseudo_palette;/* 设置显存的虚拟地址（可留在2.4设置） *///s3c2440_lcd_info->screen_base = ;/* 设置显存大小（单位，byte） */s3c2440_lcd_info->screen_size = 480 * 272 * 16 / 8;/* 主体思路* 2需要配置LCD控制器* 2.1构造LCD控制器寄存器数据结构* 2.2配置LCD相关GPIO* 2.3配置LCD相关寄存器* 2.4设置显存* 2.5启动LCD控制器及LCD本身*//* 2配置LCD控制器 *//* 2.1构造LCD控制器寄存器数据结构 *//* 2.2配置LCD相关GPIO *//* 2.2.1映射物理地址为虚拟地址 */gpccon = ioremap(0x56000020,4);gpdcon = ioremap(0x56000030,4);gpgcon = ioremap(0x56000060,4);/* 2.2.2配置gpio用于LCD控制 *//* 根据s3c2440手册配置 *//* config vd0 - vd7,lcd_lpcrevb,lcd_lpcrev,lcd_lpcode,vm,vframe,vline,vclk,lend*/*gpccon = 0xaaaaaaaa;/* config vd8 - vd23 */*gpdcon = 0xaaaaaaaa;/* config lcd_pwrdn */*gpgcon &= (~(3<<8))|(3<<8);/* 2.3配置LCD相关寄存器 *//* 2.3.1映射物理地址为虚拟地址 */plcd_regs = ioremap(0X4d000000,sizeof(struct lcd_regs));/* 2.3.2设置LCD控制器寄存器LCDCON1-LCDCON5 */#if 1/* 2.3.2.1设置LCDCON1来控制VCLK，vm触发频率，显示模式，像素格式等*//* configed by myself *//* CLKVAL bit[17:8]: VCLK = HCLK / [(CLKVAL+1) x 2]* 10MHz(100ns) = 100MHz / [(CLKVAL+1) x 2]* CLKVAL = 4* MMODE bit[7]:0=each frame, toggle rate of VM* PNRMODE bit[6:5]: 0b11, TFT LCD* BPPMODE bit[4:1]: 0b1100, 16 bpp for TFT* ENVID bit[0] : 0 = Disable the video output and the LCD control signal.*//* CLKVAL CLKVAL_TFT,determine VCLK* MMODE MVAL_USED,determine rates of VM* PNRMODE dispaly mode* BPPMODE bits per pixel* ENVID LCD video output and the logic enable/disable* (CLKVAL<<8)|(MMODE<<7)|(PNRMODE<<5)|(BPPMODE<<1)|(ENVID<<0)*/plcd_regs->lcdcon1 = (4<<8) | (0<<7) | (3<<5) | (0x0c<<1);/* 2.3.2.2设置LCDCON2来控制垂直方向的时间参数*//* 垂直方向的时间参数* VBPD bit[31:24]: VSYNC之后再过多长时间才能发出第1行数据* LCD手册，Tvbp = 3，VBPD = 3 - 1 = 2* LINEVAL bit[23:14]: 多少行* LCD 手册272, LINEVAL=272-1=271* VFPD bit[13:6] : 发出最后一行数据之后，再过多长时间才发出VSYNC* LCD手册，Tvfp = 2，VFPD = 2 - 1 = 1* VSPW bit[5:0] : VSYNC信号的脉冲宽度,* LCD手册Tvwh=1, 所以VSPW=1-1=0*/ /* VBPD 垂直同步信号的后肩* VFPD 垂直同步信号的前肩* VSPW 垂直同步信号的脉宽* (VBPD<<24)|(LINEVAL<<14)|(VFPD<<6)|(VSPW)*/plcd_regs->lcdcon2 = (2<<24) | (271<<14) | (1<<6) | 0;/* 2.3.2.3设置LCDCON3来控制水平方向的时间参数*//* 水平方向的时间参数* HBPD bit[25:19]: HBPD, VSYNC之后再过多长时间才能发出第1行数据* LCD手册，Thbp = 36, HBPD= 36 -1 =35* HOZVAL bit[18:8]: 多少列* LCD手册 480, 所以HOZVAL=480-1=479* HFPD bit[7:0] : HFPD, 发出最后一行里最后一个象素数据之后，* 再过多长时间才发出HSYNC* LCD手册，Thfb = 4, 所以HFPD= 4 - 1= 3*/ /* HBPD 垂直同步信号的后肩* HFPD 垂直同步信号的前肩* HSPW 垂直同步信号的脉宽* (HBPD<<19)|(HOZVAL<<8)|(HFPD);*/plcd_regs->lcdcon3 = (35<<19) | (479<<8) | (3<<0);/* 2.3.2.4设置LCDCON4来控制HSYNC同步信号的脉冲宽度*//* 水平方向的同步信号* HSPW bit[7:0] : HSYNC信号的脉冲宽度,* LCD手册Thwh = 1, 所以HSPW= 1 - 1 = 0*//* MVAL VM 信号触发率* HSPW 垂直同步信号的脉宽* (MVAL<<8)|(HSPW)*/plcd_regs->lcdcon4 = 0;/* 2.3.2.5设置LCDCON5来控制极性参数*//* 信号的极性* bit[11]: 1=565 format* bit[10]: 0 = The video data is fetched at VCLK falling edge* bit[9] : 1 = HSYNC信号要反转,即低电平有效* bit[8] : 1 = VSYNC信号要反转,即低电平有效* bit[6] : 0 = VDEN不用反转* bit[3] : 0 = PWREN输出0* bit[1] : 0 = BSWP* bit[0] : 1 = HWSWP 2440手册P427*/plcd_regs->lcdcon5 = (1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) |(0<<7) | (0<<6)| (1<<3) | (0<<1) |(1<<0);
#endif#if 0/* supported by vendor */plcd_regs->lcdcon1 = (4<<8) | (0<<7) | (3<<5) | (0x0c<<1);plcd_regs->lcdcon2 = (2<<24) | (271<<14) | (4<<6) | 8;plcd_regs->lcdcon3 = (10<<19) | (479<<8) | (19<<0);plcd_regs->lcdcon4 = (13<<8) | 30;plcd_regs->lcdcon5 = (1<<11) | (0<<10) | (1<<9) | (1<<8) |(0<<7) | (0<<6)| (1<<3) | (0<<1) |(1<<0);
#endif /* 2.4设置显存 *//* 2.4.1分配显存 */s3c2440_lcd_info->screen_base = dma_alloc_writecombine(NULL,s3c2440_lcd_info->fix.smem_len,&s3c2440_lcd_info->fix.smem_start,GFP_KERNEL);/* 2.4.2设置帧缓冲相关寄存器 *//* 2.4.2.1设置LCDSADDR1中的LCDBANK，LCDBASEU寄存器（说明缓冲区的开始地址） *//* 取缓冲区开始地址的1-30bit */plcd_regs->lcdsaddr1 = (s3c2440_lcd_info->fix.smem_start >> 1) & ~(3<<30);/* 2.4.2.2设置LCDSADDR2中的LCDBASEL寄存器（说明缓冲区的结束地址） *//* 取缓冲区结束地址的1-21bit */plcd_regs->lcdsaddr2 = ((s3c2440_lcd_info->fix.smem_start +s3c2440_lcd_info->fix.smem_len) >> 1) & 0x1fffff;/* 2.4.2.3设置LCDSADDR3中的PAGEWIDTH寄存器（说明虚拟屏幕页的宽度，单位，半字） */plcd_regs->lcdsaddr3 = (480*16/16); /* 一行的长度(单位: 2字节) */ /* 2.5启动LCD控制器及LCD本身 *//* 2.5.1使能LCD控制器 */plcd_regs->lcdcon1 |= (1<<0);/* 2.5.2使能LCD本身 */plcd_regs->lcdcon5 |= (1<<3);/* 1.1.3需要注册struct fb_info结构体 */register_framebuffer(s3c2440_lcd_info);return 0;
}/* 1.2需要卸载fb驱动 */
static void lcd_exit()
{/* 1.2.1卸载fb驱动 */unregister_framebuffer(s3c2440_lcd_info);/* 1.2.2关闭lcd本身 */plcd_regs->lcdcon1 &= ~(1<<0); /* 关闭LCD本身 *//* 1.2.3释放申请的帧缓冲区 */dma_free_writecombine(NULL, s3c2440_lcd_info->fix.smem_len,s3c2440_lcd_info->screen_base, s3c2440_lcd_info->fix.smem_start);/* 1.2.4取消寄存器映射 */iounmap(plcd_regs);iounmap(gpccon);iounmap(gpdcon);iounmap(gpgcon);/* 1.2.5释放申请的fb_info结构体 */framebuffer_release(s3c2440_lcd_info);
}/* 1.0编写代码框架，头文件，出入口函数，声明LICENSE */module_init(lcd_init);
module_exit(lcd_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
测试代码
本示例无需测试代码，可以通过相关命令测试。
Makefile
KERN_DIR = /home/linux/tools/linux-2.6.31_TX2440Aall:make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modulesclean:make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules cleanrm -rf modules.orderobj-m += lcd.o目录结构
代码编写完成的目录结构如下所示。
├── lcd.c
├── lcd_skeleton.c
└── Makefile
Make执行完成后的目录结构体如下所示，其中cfb*.ko的生成请参考测试步骤。
├── cfbcopyarea.ko
├── cfbfillrect.ko
├── cfbimgblt.ko
├── lcd.c
├── lcd.ko
├── lcd_skeleton.c
└── Makefile
测试步骤
0 在linux下的makefile +180行处配置好arch为arm，cross_compile为arm-linux-（或者arm-angstrom-linux-gnueabi-）。
1在menuconfig中配置好内核源码的目标系统为s3c2440。
2 移植好的linux默认是有s3c2440 lcd模块的的，如果我们的驱动也加载进去，会调用原有的驱动。因此需要在menuconfig中去掉移植的lcd驱动。
make menuconfig
Location:
-> Device Drivers
-> Graphics support
-> Support for frame buffer devices (FB [=y])
S3C2410 LCD framebuffer support
3 make uImage 生成uImage，并使用新的内核启动。
4 配置三个依赖函数并执行make modules 将依赖的三个函数生成模块。
Lcd驱动需要依赖三个函数，因此需要修改Kconfig（drivers/video/Kconfig）将这三个模块配置成m并编译成.ko，通过insmod命令加载到系统中。系统默认是y，会编译成.o。
87 config FB_CFB_FILLRECT
88 tristate
89 depends on FB
90 default m
96 config FB_CFB_COPYAREA
97 tristate
98 depends on FB
99 default m
105 config FB_CFB_IMAGEBLIT
106 tristate
107 depends on FB
108 default m
5 在pc上将驱动程序编译生成.ko，命令：make。
6 挂载nfs，这样就可以在开发板上看到pc端的.ko文件和测试文件。
mount -t nfs -o nolock,vers=2 192.168.0.105:/home/linux/nfs_root /mnt/nfs
7 加载ko。
[root@TX2440A 10lcd]# insmod cfbfillrect.ko
[root@TX2440A 10lcd]# insmod cfbcopyarea.ko
[root@TX2440A 10lcd]# insmod cfbimgblt.ko
[root@TX2440A 10lcd]# insmod lcd.ko
8在开发板执行如下命令，观察现象。
echo hello > /dev/tty1
cat lcd.ko > /dev/fb0
特别注意：以下为另一个测试步骤，基于上述步骤和buttons驱动模拟l，s，enter按键的驱动
9配合buttons驱动，让按键模拟l，s，enter，并显示输出到lcd屏幕上
9.1修改/etc/inittab，新增一行，如果读者的脚本无法直接在板子上修改，请自行修改自己的根文件系统并更新。
tty1::askfirst:-/bin/sh
并重新上电。
[root@TX2440A 08button]# insmod buttons.ko
input: Unspecified device as /class/input/input1
[root@TX2440A 10lcd]# insmod cfbfillrect.ko
[root@TX2440A 10lcd]# insmod cfbcopyarea.ko
[root@TX2440A 10lcd]# insmod cfbimgblt.ko
[root@TX2440A 10lcd]# insmod lcd.ko
Console: switching to colour frame buffer device 60x34
加载完成后，会在lcd屏幕显示一行，如下所示。
Please press Enter to activate this console.
9.2按下表示enter的按键，则会激活该lcd console。
9.3按下表示l，s，enter的按键，则会像在串口上输入ls+enter命令一样，显示当前目录下的文件。
执行结果
8在开发板执行如下命令，观察现象。
echo hello > /dev/tty1
cat lcd.ko > /dev/fb0
echo hello > /dev/tty1
该命令执行后，lcd屏幕上会显示hello字符，如下图所示
cat lcd.ko > /dev/fb0
该命令执行后，lcd屏幕上会花屏，且只会花屏一半左右，如下图所示
9配合buttons驱动，让按键模拟l，s，enter，并显示输出到lcd屏幕上
9.1重新上电后，lcd屏幕如下图所示
9.2按下enter后如下图所示
9.3按下l+s+enter按键后如下图所示
结果总结
在本篇文章中，中年润跟读者分享了lcd驱动的编写思路和方法，其中贯穿始终的有几个函数和关键数据结构，它们分别是：
struct fb_ops
struct fb_info
framebuffer_alloc
framebuffer_release
dma_alloc_writecombine
dma_free_writecombine
register_framebuffer
unregister_framebuffer
请读者尽力去了解这些函数的作用，入参，返回值。
问题汇总
为什么echo hello > /dev/tty1时会将hello字符显示在lcd屏幕上呢？
因为tty1就是用drivers/video/fbcon.c的驱动安装的，它也会用到我们编写的lcd驱动。当我们向tty1写入数据的时候，数据自然会被输出到lcd屏幕上了。
实战目标
1请读者根据《需求描述》章节，独立编写需求分析和需求分解。
2请读者根据需求分析和需求分解，独立编写编写思路和详细步骤。
3请读者根据编写思路，独立写出编写框架。
4请读者根据详细步骤，独立编写驱动代码和测试代码。
5请读者根据《Makefile》章节，独立编写Makefile。
6请读者根据《测试步骤》章节，独立进行测试。
7请读者抛开上述练习，自顶向下从零开始再编写一遍驱动代码，测试代码，makefile
8如果无法独立写出7，请重复练习1-6，直到能独立写出7。
参考资料
《linux设备驱动开发祥解》
《TX2440开发手册及代码》
《韦东山嵌入式教程》
《鱼树驱动笔记》
致谢
感谢在嵌入式领域深耕多年的前辈，感谢中年润的家人，感谢读者。没有前辈们的开拓，我辈也不能站在巨人的肩膀上看世界；没有家人的鼎力支持，我们也不能集中精力完成自己的工作；没有读者的关注和支持，我们也没有充足的动力来编写和完善文章。看完中年润的文章，希望读者学到的不仅仅是如何编写代码，更进一步能够学到一种思路和一种方法。
中年润后续有计划按照本模板编写linux下的常见驱动，敬请读者关注。
联系方式
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