Linux驱动开发（9）——- framebuffer驱动详解


目录

  • 一，framebuffer介绍
  • 二，framebuffer驱动源码分析
    • 1.framebuffer驱动框架总览
    • 2.framebuffer驱动框架分析
    • 3.framebuffer驱动分析
  • 三，framebuffer应用编程实践
一，framebuffer介绍

1、什么是framebuffer
(1)很多人都会说操纵lcd显示就是操纵framebuffer，表面上来看是这样的。实际上是frambuffer就是linux内核驱动申请的一片内存空间，然后lcd内有一片sram，cpu内部有个lcd控制器，它有个单独的dma用来将frambuffer中的数据拷贝到lcd的sram中去 拷贝到lcd的sram中的数据就会显示在lcd上，LCD驱动和framebuffer驱动没有必然的联系，它只是驱动LCD正常工作的，比如有信号传过来，那么LCD驱动负责把信号转成显示屏上的内容，至于什么内容这就是应用层要处理的。
(2)framebuffer帧缓冲（简称fb）是linux内核中虚拟出的一个设备
(3)framebuffer向应用层提供一个统一标准接口的显示设备
(4)从驱动来看，fb是一个典型的字符设备，而且创建了一个类/sys/class/graphics

2、帧缓冲设备驱动的结构
在这里插入图片描述
3、framebuffer的使用步骤
(1)打开设备文件 /dev/fb0
(2)获取当前设备信息 #include (3)mmap做映射
(4)填充framebuffer

二，framebuffer驱动源码分析

1.framebuffer驱动框架总览

1、驱动框架部分

  • drivers/video/fbmem.c主要任务：fbmen_init()函数负责创建graphics类、注册FB的字符设备驱动、register_framebuffer()函数提供接口给具体framebuffer驱动编写着来注册fb设备。本文件相对于fb来说，地位和作用和misc.c文件相对于杂散类设备来说一样的，结构和分析方法也是类似的。
  • drivers/video/fbsys.c这个文件是处理fb在/sys目录下的一些属性文件的。
  • drivers/video/modedb.c这个文件是管理显示模式（譬如VGA、720P等就是显示模式）的。
  • drivers/video/fb_notify.c这个文件是frame buff用来管理相关通知的。

2、驱动部分

  • drivers/video/samsung/s3cfb.c驱动主体
  • drivers/video/samsung/s3cfb_fimd6x.c里面有很多LCD硬件操作的函数
  • arch/arm/mach-s5pv210/mach-x210.c负责提供platform_device的
  • arch/arm/plat-s5p/devs.c为platform_device提供一些硬件描述信息的

3、如何分析
(1)经验
(2)分析menuconfig、Makefile、Kconfig等
(3)内核编译后检查编译结果中的.o文件

2.framebuffer驱动框架分析

1、fbmem_init函数
(1)#ifdef MODULE

在这里插入图片描述
(2)fb_proc_fops和fb在proc文件系统中的表现

在这里插入图片描述

(3)register_chrdev注册fb设备
(4)class_create创建graphics类
(5)fbmem_exit的对应
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2、fb_fops
(1)read/write/mmap/ioctl
(2)registered_fb和num_registered_fb
(3)struct fb_info
在这里插入图片描述

3、register_framebuffer和unregister_framebuffer

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3.framebuffer驱动分析

1、s3cfb.c

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2、s3c_device_fb

在这里插入图片描述

3、probe函数分析
(1)struct s3c_platform_fb ：这个结构体是fb的platform_data结构体，这个结构体变量就是platform设备的私有数据，这个数据在platform_device.device.platform_data中存储。在mach文件中去准备并填充这些数据，在probe函数中通过传参的platform_device指针取出来。
(2)struct s3cfb_global： 这个结构体主要作用是在驱动部分的2个文件（s3cfb.c和s3cfb_fimd6x.c）的函数中做数据传递用的。
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4、
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5、

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三，framebuffer应用编程实践

实验步骤：

1、打开设备
2、获取设备信息
(1)不可变信息FSCREENINFO，使用ioctl的FBIOGET_FSCREENINFO名
(2)可变信息VSCREENINFO，使用ioctl的FBIOGET_VSCREENINFO名

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3、mmap做映射
做完了mmap后fb在当前进程中就已经就绪了，随时可以去读写LCD显示器了。

4、fb显示之刷背景和画横线

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#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>

// 宏定义
#define FBDEVICE    "/dev/fb0"
#define WIDTH       1024   
#define HEIGHT      600

#define WHITE       0xffffffff          // test ok
#define BLACK       0x00000000
#define RED         0xffff0000
#define GREEN       0xff00ff00          // test ok
#define BLUE        0xff0000ff         
#define GREENP      0x0000ff00          // 一样，说明前2个ff透明位不起作用

// 函数声明
void draw_back(unsigned int width, unsigned int height, unsigned int color);
void draw_line(unsigned int color);

// 全局变量
unsigned int *pfb = NULL;


int main(void)
{
    int fd = -1, ret = -1;
   
   
    struct fb_fix_screeninfo finfo = {0};
    struct fb_var_screeninfo vinfo = {0};
   
    // 第1步：打开设备
    fd = open(FBDEVICE, O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }
    printf("open %s success.\n", FBDEVICE);
   
    // 第2步：获取设备的硬件信息
    ret = ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo);
    if (ret < 0)
    {
        perror("ioctl");
        return -1;
    }
    printf("smem_start = 0x%x, smem_len = %u.\n", finfo.smem_start, finfo.smem_len);
   
    ret = ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo);
    if (ret < 0)
    {
        perror("ioctl");
        return -1;
    }
    printf("xres = %u, yres = %u.\n", vinfo.xres, vinfo.yres);
    printf("xres_virtual = %u, yres_virtual = %u.\n", vinfo.xres_virtual, vinfo.yres_virtual);
    printf("bpp = %u.\n", vinfo.bits_per_pixel);

   
    // 第3步：进行mmap
    unsigned long len = vinfo.xres_virtual * vinfo.yres_virtual * vinfo.bits_per_pixel / 8;
    printf("len = %ld\n", len);
    pfb = mmap(NULL, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (NULL == pfb)
    {
        perror("mmap");
        return -1;
    }
    printf("pfb = %p.\n", pfb);
   
    draw_back(WIDTH, HEIGHT, WHITE);
    draw_line(RED);
   

    close(fd);
   
    return 0;
}


//刷背景函数
void draw_back(unsigned int width, unsigned int height, unsigned int color)
{
    unsigned int x, y;
   
    for (y=0; y<height; y++)
    {
        for (x=0; x<width; x++)
        {
            *(pfb + y * WIDTH + x) = color;
        }
    }
}

//画线函数
void draw_line(unsigned int color)
{
    unsigned int x, y;
   
    for (x=50; x<600; x++)
    {
        *(pfb + 200 * WIDTH + x) = color;
    }
}