LCD驱动#

framebuffer框架#

lcd显示原理通俗的来说一般是这样:lcd通过若干数据线连接到主控芯片(除了数据线之外,还有时钟线、同步信号线等),主控芯片分配一块内存空间用于存放显示画面数据,通过数据线发送画面数据到lcd屏幕显示。这一块内存空间就是帧缓冲framebuffer。Linux中把framebuffer抽象成一个设备,对lcd的操作最终被简化成了framebuffer的操作,所以lcd驱动在Linux内核中的实现也就是framebuffer框架。

framebuffer框架本质上是一个字符设备,和之前讲的misc设备如出一辙,是对字符设备的再封装,并且创建了一个类/sys/class/graphics。对于应用层来说,使用framebuffer的方法大概是这样的:报函头文件linux/fb.h、打开设备文件/dev/fbn、mmap映射、填充framebuffer。

framebuffer框架相关的代码在/driver/video/fbdev/core/fbmem.c中,与具体硬件操作相关的代码则是/driver/video/fbdev目录下*fb.c的这些文件。fbmem.c中提供了与用户层对接的操作函数接口以及并和*fb.c关联,而*fb.c则负责接口函数的具体实现。驱动开发者需要完成的也就是*fb.c部分,xilinx也提供了xilinxfb.c。参考这些已经实现的*fb.c,大概能推测实现一个lcd驱动的步骤大致如下:

  1. 使用framebuffer_alloc函数注册一个fb_info结构体变量

fb_info结构体定义在/include/linux/fb.h中,用于描述fb设备。我们主要需要关心的是:可变参数struct fb_var_screeninfo var、不可变参数struct fb_fix_screeninfo fix、操作函数集struct fb_ops *fbops。也是我们设置fb_info结构体变量的重点。

  1. 设置fb_info结构体变量,包括实现fb_fops操作函数集

设置固定参数显存字节大小、类型、lcd行长等。设置可变参数水平分片率、垂直分辨率、虚拟水平分辨率、虚拟垂直分辨率、像素深度、RGB等。其他参数根据需求设置。操作函数根据也需要实现。

  1. 完成硬件相关操作

映射相关寄存器并完成硬件初始化,需要结合具体硬件。

  1. 使用register_framebuffer函数向内核注册fb_info结构体变量

这一步也就可以理解为关联*fb.c和fbmem.c中的操作函数接口了。

实际上ZYNQ中没用framebuffer框架,但鉴于framebuffer框架对于lcd来说还比较常用,所以这里就只简单的带过一下。当然ZYNQ也可以使用fb来实现lcd驱动,就拿我们的开发板来说,lcd屏幕的接口是连接到PL端的,只要把PL端的资源配置成相应的IO即可当然这也是我理论上的说法,没有实际试验过,有兴趣的朋友可以自己尝试。

VDMA#

VMDA是xilinx提供的一个Ip核,是ZYNQ设备上显示设备工作的关键。

VDMA好处都有啥?VDMA可以方便的实现双缓冲或者多缓冲机制。双缓冲机制解决至少说是改善了画面闪烁、撕裂等不良效果。前面我们说了帧缓存,帧缓存中的内容会直接显示到屏幕上,当帧缓存中的数据没有准备好时,屏幕上的图像就会缺损,而双缓冲则是再帧缓存的基础上在家了一个后缓冲区back buffer。数据现在back buffer中准备好,再交换前后缓冲区的显示。也就是原先的前缓冲区变成的后缓冲区,准备下一个显示的数据,而后缓冲区则变成了前缓冲区,显示图像。

硬件上VDMA通过AXI_HP接口访问DDR。本质上VDMA是一个搬运数据的IP,为数据今出DDR提供了便捷,VDMA数据接口分读写通道,我们可以通过通道将AXI-Stream数据流写入DDR,也可以将DDR中的数据以AXI-Stream数据流格式读出。数据进入DDR也就达到了我们需要将数据存入帧缓存的目的。VDMA可以控制32个帧缓存,所以能够亲送实现多缓冲。

VDMA主要由控制和状态寄存器、数据搬运模块和行缓冲分构成。数据进出DDR要经过行缓冲,然后由数据搬运模块读写数据。VDMA的工作状态可以通过状态寄存器读取。

VDMA有以下几种接口:

AXI-lite: PS通过该接口来配置VDMA;

AXI Memory Map write:映射到存储器写;

AXI Memory Map read:映射到存储器读;

AXI Stream Write(S2MM):AXI Stream视频流写入图像;

AXI Stream Read(MM2S):AXI Stream视频流读出图像。

VDMA也提供了寄存器操作,具体细节可以参考xilinx官方提供的说明。VDMA在vivado中的使用可以参考cause4中的触摸屏实验。

在Linux中使用VDMA实际上xilinx已经实现好了,在文件/drivers/dma/xilinx/xilinx_dma.c中,实现了zynq支持的axidma、cdma以及vdma。我们可以直接使用这个驱动,使用方法我们来看一下设备树中这一段:

../_images/image1279.png

这段设备树在couse4的触摸屏例程中截取,它的作用之后再说,先看到16行的dmas = <&axi_vdma_0 0>,这显然是对axi_vdma_0这个节点的引用,那儿这个节点在哪里?在petalinux工程中搜索axi_vdma_0,可以找到一个pl.dtsi的设备树头文件,其中我们找到了如下节点:

../_images/image2193.png

不过找到这个节点,除了能通过compatible属性找到vdma驱动的源码所在(/drivers/dma/xilinx/xilinx_dma.c),对于我们使用来说没有什么意义,除非有兴趣分析vdma驱动实现的源码。

回头再看看引用节点的这段设备树,先前我们说vdma是实现zynq显示的关键,那这段设备树对应的驱动,就应该是zynq上取代fb框架的实际lcd驱动了。

DRM框架#

通过上面截取的设备树compatible = “xlnx,drm”,不难发现ZYNQ上使用了drm框架来实现lcd显示。framebuffer框架无法处理基于GPU的3D加速需求,也无法处理多个程序协同访问视频卡的情况。DRM(Direct Rendering Manager)应运而生,DRM独占视屏卡的访问权限,由它来负责初始化并维护命令队列、视屏卡等硬件资源。要使用GPU的程序向DRM发送请求,DRM仲裁避免冲突。同时DRM也负责GPU 切换的问题。

通俗的讲DRM是Linux内核用来管理显示输出、buffer 分配的。DRM 由两个部分组成:一是内核态的子系统,这个子系统对硬件操作进行了一层框架封装。二是提供了一个用户态libdrm库,应用程序可以直接操作库里的API如ioctl或者是用 framebuffer 提供的接口进行显示相关操作。libdrm库的具体使用就不展开说了。

DRM涵盖了很多以前需要在用户空间处理的问题,如图形执行管理器 GEM、内核模式设置 KMS,这些都是属于 DRM 子系统。

GEM(Graphic Execution Manager),主要负责显存的分配。

KMS(Kernel Mode Setting),主要负责画面更新和设置显示参数(包括分辨率、刷新率等)。

KMS特性中又包含这些块:Framebuffer、CRTC、Planes、Encoder、Connector。

Framebuffer和前面fb框架中提到的其实是一个意思,驱动和应用都可以访问,使用前需要格式化,设置分辨率、色彩等选项。它只用于描述显存信息,不负责显存的分配,

CRTC是RGB信号发生源,阴极射像管上下文,对内连接frame buffer,对外连接encoder。他会扫描fb中的内容并叠加上planes中的内容传送到encoder。每个CRTC至少要有一个plane。

planes也是一段内存地址,和framebuffer的区别是,它给视屏提供了高速通道,可以叠加在framebuffer上下,并且planes可以存在多个。

encoder也就是编码器,他的工作就是把像素数据转换为显示器所需要的信号,不同的显示设备需要不同的电信号,如DVID、VGA、MIPI等。

connector通常对应硬件上的连接器如VGA、HDMI等,同时他还保存与连接器相连的显示设备的相关信息如连接状态、DPMS状态等。

DRM驱动框架,也就是对上述这些特性的封装,这里只是简单过了一遍,DRM的具体实现可以说相当复杂不是这里三言两语能说清楚的。好在xilinx也为我们提供了一套完整的drm驱动实现,在/driver/gpu/drm/xilinx文件夹中,我们可以直接使用。使用的方法也就是在设备树中添加相应的节点,具体方法可以参考内何种文档\Documentation\devicetree\bindings\drm\xilinx\xilinx_drm.txt。

我们再回头看上一节中节选的设备树代码,我们之前关注的axi_vdma_0这个节点,他是plane0这个节点下的属性,plane0是我们上面说到的视频通道,也就是说VDMA对应的缓存通道0对应到了plane0视频通道。

节选设备树中的第11行设置编码器,这里为了对应我们的液晶屏修改成了我们定制的编码器驱动,这个几点在第三行,属性只有compatible,是驱动中的probe能够执行。定制的编码器驱动代码如下:

#include <drm/drm_atomic_helper.h>
#include <drm/drm_crtc_helper.h>
#include <drm/drm_probe_helper.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/component.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of_device.h>
#include <linux/of_graph.h>
#include <linux/phy/phy.h>
#include <video/videomode.h>

/* SDI register offsets */
#define XSDI_TX_RST_CTRL               0x00
#define XSDI_TX_MDL_CTRL               0x04
#define XSDI_TX_GLBL_IER               0x0C
#define XSDI_TX_ISR_STAT               0x10
#define XSDI_TX_IER_STAT               0x14
#define XSDI_TX_ST352_LINE             0x18
#define XSDI_TX_ST352_DATA_CH0         0x1C
#define XSDI_TX_VER                    0x3C
#define XSDI_TX_SYS_CFG                        0x40
#define XSDI_TX_STS_SB_TDATA           0x60
#define XSDI_TX_AXI4S_STS1             0x68
#define XSDI_TX_AXI4S_STS2             0x6C
#define XSDI_TX_ST352_DATA_DS2         0x70

/* MODULE_CTRL register masks */
#define XSDI_TX_CTRL_M                 BIT(7)
#define XSDI_TX_CTRL_INS_CRC           BIT(12)
#define XSDI_TX_CTRL_INS_ST352         BIT(13)
#define XSDI_TX_CTRL_OVR_ST352         BIT(14)
#define XSDI_TX_CTRL_INS_SYNC_BIT      BIT(16)
#define XSDI_TX_CTRL_USE_ANC_IN                BIT(18)
#define XSDI_TX_CTRL_INS_LN            BIT(19)
#define XSDI_TX_CTRL_INS_EDH           BIT(20)
#define XSDI_TX_CTRL_MODE              0x7
#define XSDI_TX_CTRL_MUX               0x7
#define XSDI_TX_CTRL_MODE_SHIFT                4
#define XSDI_TX_CTRL_M_SHIFT           7
#define XSDI_TX_CTRL_MUX_SHIFT         8
#define XSDI_TX_CTRL_ST352_F2_EN_SHIFT 15
#define XSDI_TX_CTRL_420_BIT           BIT(21)
#define XSDI_TX_CTRL_INS_ST352_CHROMA  BIT(23)
#define XSDI_TX_CTRL_USE_DS2_3GA       BIT(24)

/* TX_ST352_LINE register masks */
#define XSDI_TX_ST352_LINE_MASK                GENMASK(10, 0)
#define XSDI_TX_ST352_LINE_F2_SHIFT    16

/* ISR STAT register masks */
#define XSDI_GTTX_RSTDONE_INTR         BIT(0)
#define XSDI_TX_CE_ALIGN_ERR_INTR      BIT(1)
#define XSDI_AXI4S_VID_LOCK_INTR       BIT(8)
#define XSDI_OVERFLOW_INTR             BIT(9)
#define XSDI_UNDERFLOW_INTR            BIT(10)
#define XSDI_IER_EN_MASK               (XSDI_GTTX_RSTDONE_INTR | \
                                       XSDI_TX_CE_ALIGN_ERR_INTR | \
                                       XSDI_OVERFLOW_INTR | \
                                       XSDI_UNDERFLOW_INTR)

/* RST_CTRL_OFFSET masks */
#define XSDI_TX_CTRL_EN                        BIT(0)
#define XSDI_TX_BRIDGE_CTRL_EN         BIT(8)
#define XSDI_TX_AXI4S_CTRL_EN          BIT(9)
/* STS_SB_TX_TDATA masks */
#define XSDI_TX_TDATA_GT_RESETDONE     BIT(2)

#define XSDI_TX_MUX_SD_HD_3GA          0
#define        XSDI_TX_MUX_3GB                 1
#define        XSDI_TX_MUX_8STREAM_6G_12G      2
#define        XSDI_TX_MUX_4STREAM_6G          3
#define        XSDI_TX_MUX_16STREAM_12G        4

#define SDI_MAX_DATASTREAM             8
#define PIXELS_PER_CLK                 2
#define XSDI_CH_SHIFT                  29
#define XST352_PROG_PIC                        BIT(6)
#define XST352_PROG_TRANS              BIT(7)
#define XST352_2048_SHIFT              BIT(6)
#define XST352_YUV420_MASK             0x03
#define ST352_BYTE3                    0x00
#define ST352_BYTE4                    0x01
#define GT_TIMEOUT                     50
/* SDI modes */
#define XSDI_MODE_HD                   0
#define        XSDI_MODE_SD                    1
#define        XSDI_MODE_3GA                   2
#define        XSDI_MODE_3GB                   3
#define        XSDI_MODE_6G                    4
#define        XSDI_MODE_12G                   5

#define SDI_TIMING_PARAMS_SIZE         48

/**
 * enum payload_line_1 - Payload Ids Line 1 number
 * @PAYLD_LN1_HD_3_6_12G:      line 1 HD,3G,6G or 12G mode value
 * @PAYLD_LN1_SDPAL:           line 1 SD PAL mode value
 * @PAYLD_LN1_SDNTSC:          line 1 SD NTSC mode value
 */
enum payload_line_1 {
       PAYLD_LN1_HD_3_6_12G = 10,
       PAYLD_LN1_SDPAL = 9,
       PAYLD_LN1_SDNTSC = 13
};

/**
 * enum payload_line_2 - Payload Ids Line 2 number
 * @PAYLD_LN2_HD_3_6_12G:      line 2 HD,3G,6G or 12G mode value
 * @PAYLD_LN2_SDPAL:           line 2 SD PAL mode value
 * @PAYLD_LN2_SDNTSC:          line 2 SD NTSC mode value
 */
enum payload_line_2 {
       PAYLD_LN2_HD_3_6_12G = 572,
       PAYLD_LN2_SDPAL = 322,
       PAYLD_LN2_SDNTSC = 276
};

/**
 * struct xlnx_sdi - Core configuration SDI Tx subsystem device structure
 * @encoder: DRM encoder structure
 * @connector: DRM connector structure
 * @dev: device structure
 * @base: Base address of SDI subsystem
 * @mode_flags: SDI operation mode related flags
 * @wait_event: wait event
 * @event_received: wait event status
 * @enable_st352_chroma: Able to send ST352 packets in Chroma stream.
 * @enable_anc_data: Enable/Disable Ancillary Data insertion for Audio
 * @sdi_mode: configurable SDI mode parameter, supported values are:
 *             0 - HD
 *             1 - SD
 *             2 - 3GA
 *             3 - 3GB
 *             4 - 6G
 *             5 - 12G
 * @sdi_mod_prop_val: configurable SDI mode parameter value
 * @sdi_data_strm: configurable SDI data stream parameter
 * @sdi_data_strm_prop_val: configurable number of SDI data streams
 *                         value currently supported are 2, 4 and 8
 * @sdi_420_in: Specifying input bus color format parameter to SDI
 * @sdi_420_in_val: 1 for yuv420 and 0 for yuv422
 * @sdi_420_out: configurable SDI out color format parameter
 * @sdi_420_out_val: 1 for yuv420 and 0 for yuv422
 * @is_frac_prop: configurable SDI fractional fps parameter
 * @is_frac_prop_val: configurable SDI fractional fps parameter value
 * @bridge: bridge structure
 * @height_out: configurable bridge output height parameter
 * @height_out_prop_val: configurable bridge output height parameter value
 * @width_out: configurable bridge output width parameter
 * @width_out_prop_val: configurable bridge output width parameter value
 * @in_fmt: configurable bridge input media format
 * @in_fmt_prop_val: configurable media bus format value
 * @out_fmt: configurable bridge output media format
 * @out_fmt_prop_val: configurable media bus format value
 * @en_st352_c_prop: configurable ST352 payload on Chroma stream parameter
 * @en_st352_c_val: configurable ST352 payload on Chroma parameter value
 * @use_ds2_3ga_prop: Use DS2 instead of DS3 in 3GA mode parameter
 * @use_ds2_3ga_val: Use DS2 instead of DS3 in 3GA mode parameter value
 * @video_mode: current display mode
 * @axi_clk: AXI Lite interface clock
 * @sditx_clk: SDI Tx Clock
 * @vidin_clk: Video Clock
 */
struct xlnx_sdi {
       struct drm_encoder encoder;
       struct drm_connector connector;
       struct device *dev;
       void __iomem *base;
       u32 mode_flags;
       wait_queue_head_t wait_event;
       bool event_received;
       bool enable_st352_chroma;
       bool enable_anc_data;
       struct drm_property *sdi_mode;
       u32 sdi_mod_prop_val;
       struct drm_property *sdi_data_strm;
       u32 sdi_data_strm_prop_val;
       struct drm_property *sdi_420_in;
       bool sdi_420_in_val;
       struct drm_property *sdi_420_out;
       bool sdi_420_out_val;
       struct drm_property *is_frac_prop;
       bool is_frac_prop_val;
       struct xlnx_bridge *bridge;
       struct drm_property *height_out;
       u32 height_out_prop_val;
       struct drm_property *width_out;
       u32 width_out_prop_val;
       struct drm_property *in_fmt;
       u32 in_fmt_prop_val;
       struct drm_property *out_fmt;
       u32 out_fmt_prop_val;
       struct drm_property *en_st352_c_prop;
       bool en_st352_c_val;
       struct drm_property *use_ds2_3ga_prop;
       bool use_ds2_3ga_val;
       struct drm_display_mode video_mode;
       struct clk *axi_clk;
       struct clk *sditx_clk;
       struct clk *vidin_clk;
};

#define connector_to_sdi(c) container_of(c, struct xlnx_sdi, connector)
#define encoder_to_sdi(e) container_of(e, struct xlnx_sdi, encoder)

static const struct drm_display_mode alinx_lcd_001_mode = {
    .clock = 33260,
    .hdisplay = 800,
    .hsync_start = 800 + 40,
    .hsync_end = 800 + 40 + 128,
    .htotal = 800 + 40 + 128 + 88,
    .vdisplay = 480,
    .vsync_start = 480 + 10,
    .vsync_end = 480 + 10 + 2,
    .vtotal = 480 + 10 + 2 + 33,
    .flags = DRM_MODE_FLAG_NHSYNC | DRM_MODE_FLAG_NVSYNC,
    .type = 0,
    .name = "800x480",
};

static int xlnx_sdi_atomic_set_property(struct drm_connector *connector,
                            struct drm_connector_state *state,
                            struct drm_property *property, uint64_t val)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = connector_to_sdi(connector);

       if (property == sdi->sdi_mode)
               sdi->sdi_mod_prop_val = (unsigned int)val;
       else if (property == sdi->sdi_data_strm)
               sdi->sdi_data_strm_prop_val = (unsigned int)val;
       else if (property == sdi->sdi_420_in)
               sdi->sdi_420_in_val = val;
       else if (property == sdi->sdi_420_out)
               sdi->sdi_420_out_val = val;
       else if (property == sdi->is_frac_prop)
               sdi->is_frac_prop_val = !!val;
       else if (property == sdi->height_out)
               sdi->height_out_prop_val = (unsigned int)val;
       else if (property == sdi->width_out)
               sdi->width_out_prop_val = (unsigned int)val;
       else if (property == sdi->in_fmt)
               sdi->in_fmt_prop_val = (unsigned int)val;
       else if (property == sdi->out_fmt)
               sdi->out_fmt_prop_val = (unsigned int)val;
       else if (property == sdi->en_st352_c_prop)
               sdi->en_st352_c_val = !!val;
       else if (property == sdi->use_ds2_3ga_prop)
               sdi->use_ds2_3ga_val = !!val;
       else
               return -EINVAL;
       return 0;
}

static int xlnx_sdi_atomic_get_property(struct drm_connector *connector,
                            const struct drm_connector_state *state,
                            struct drm_property *property, uint64_t *val)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = connector_to_sdi(connector);

       if (property == sdi->sdi_mode)
               *val = sdi->sdi_mod_prop_val;
       else if (property == sdi->sdi_data_strm)
               *val =  sdi->sdi_data_strm_prop_val;
       else if (property == sdi->sdi_420_in)
               *val = sdi->sdi_420_in_val;
       else if (property == sdi->sdi_420_out)
               *val = sdi->sdi_420_out_val;
       else if (property == sdi->is_frac_prop)
               *val =  sdi->is_frac_prop_val;
       else if (property == sdi->height_out)
               *val = sdi->height_out_prop_val;
       else if (property == sdi->width_out)
               *val = sdi->width_out_prop_val;
       else if (property == sdi->in_fmt)
               *val = sdi->in_fmt_prop_val;
       else if (property == sdi->out_fmt)
               *val = sdi->out_fmt_prop_val;
       else if (property == sdi->en_st352_c_prop)
               *val =  sdi->en_st352_c_val;
       else if (property == sdi->use_ds2_3ga_prop)
               *val =  sdi->use_ds2_3ga_val;
       else
               return -EINVAL;

       return 0;
}

static int xlnx_sdi_drm_add_modes(struct drm_connector *connector)
{
    int num_modes = 0;
    struct drm_display_mode *mode;
    struct drm_device *dev = connector->dev;

    mode = drm_mode_duplicate(dev, &alinx_lcd_001_mode);
    drm_mode_probed_add(connector, mode);
    num_modes++;

    return num_modes;
}

static enum drm_connector_status xlnx_sdi_detect(struct drm_connector *connector, bool force)
{
       return connector_status_connected;
}

static void xlnx_sdi_connector_destroy(struct drm_connector *connector)
{
       drm_connector_unregister(connector);
       drm_connector_cleanup(connector);
       connector->dev = NULL;
}

static const struct drm_connector_funcs xlnx_sdi_connector_funcs = {
       .detect = xlnx_sdi_detect,
       .fill_modes = drm_helper_probe_single_connector_modes,
       .destroy = xlnx_sdi_connector_destroy,
       .atomic_duplicate_state = drm_atomic_helper_connector_duplicate_state,
       .atomic_destroy_state = drm_atomic_helper_connector_destroy_state,
       .reset = drm_atomic_helper_connector_reset,
       .atomic_set_property = xlnx_sdi_atomic_set_property,
       .atomic_get_property = xlnx_sdi_atomic_get_property,
};

static struct drm_encoder *
xlnx_sdi_best_encoder(struct drm_connector *connector)
{
       return &(connector_to_sdi(connector)->encoder);
}

static int xlnx_sdi_get_modes(struct drm_connector *connector)
{
       return xlnx_sdi_drm_add_modes(connector);
}

static struct drm_connector_helper_funcs xlnx_sdi_connector_helper_funcs = {
       .get_modes = xlnx_sdi_get_modes,
       .best_encoder = xlnx_sdi_best_encoder,
};

static void xlnx_sdi_drm_connector_create_property(struct drm_connector *base_connector)
{
       struct drm_device *dev = base_connector->dev;
       struct xlnx_sdi *sdi  = connector_to_sdi(base_connector);

       sdi->is_frac_prop = drm_property_create_bool(dev, 0, "is_frac");
       sdi->sdi_mode = drm_property_create_range(dev, 0,
                                                 "sdi_mode", 0, 5);
       sdi->sdi_data_strm = drm_property_create_range(dev, 0,
                                                      "sdi_data_stream", 2, 8);
       sdi->sdi_420_in = drm_property_create_bool(dev, 0, "sdi_420_in");
       sdi->sdi_420_out = drm_property_create_bool(dev, 0, "sdi_420_out");
       sdi->height_out = drm_property_create_range(dev, 0,
                                                   "height_out", 2, 4096);
       sdi->width_out = drm_property_create_range(dev, 0,
                                                  "width_out", 2, 4096);
       sdi->in_fmt = drm_property_create_range(dev, 0,
                                               "in_fmt", 0, 16384);
       sdi->out_fmt = drm_property_create_range(dev, 0,
                                                "out_fmt", 0, 16384);
       if (sdi->enable_st352_chroma) {
               sdi->en_st352_c_prop = drm_property_create_bool(dev, 0,
                                                               "en_st352_c");
               sdi->use_ds2_3ga_prop = drm_property_create_bool(dev, 0,
                                                                "use_ds2_3ga");
       }
}

static void xlnx_sdi_drm_connector_attach_property(struct drm_connector *base_connector)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = connector_to_sdi(base_connector);
       struct drm_mode_object *obj = &base_connector->base;

       if (sdi->sdi_mode)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->sdi_mode, 0);

       if (sdi->sdi_data_strm)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->sdi_data_strm, 0);

       if (sdi->sdi_420_in)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->sdi_420_in, 0);

       if (sdi->sdi_420_out)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->sdi_420_out, 0);

       if (sdi->is_frac_prop)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->is_frac_prop, 0);

       if (sdi->height_out)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->height_out, 0);

       if (sdi->width_out)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->width_out, 0);

       if (sdi->in_fmt)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->in_fmt, 0);

       if (sdi->out_fmt)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->out_fmt, 0);

       if (sdi->en_st352_c_prop)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->en_st352_c_prop, 0);

       if (sdi->use_ds2_3ga_prop)
               drm_object_attach_property(obj, sdi->use_ds2_3ga_prop, 0);
}

static int xlnx_sdi_create_connector(struct drm_encoder *encoder)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = encoder_to_sdi(encoder);
       struct drm_connector *connector = &sdi->connector;
       int ret;

       connector->interlace_allowed = true;
       connector->doublescan_allowed = true;

       ret = drm_connector_init(encoder->dev, connector,
                                &xlnx_sdi_connector_funcs,
                                DRM_MODE_CONNECTOR_Unknown);
       if (ret) {
               dev_err(sdi->dev, "Failed to initialize connector with drm\n");
               return ret;
       }

       drm_connector_helper_add(connector, &xlnx_sdi_connector_helper_funcs);
       drm_connector_register(connector);
       drm_connector_attach_encoder(connector, encoder);
       xlnx_sdi_drm_connector_create_property(connector);
       xlnx_sdi_drm_connector_attach_property(connector);

       return 0;
}

static void xlnx_sdi_set_display_enable(struct xlnx_sdi *sdi)
{

}

static void xlnx_sdi_encoder_atomic_mode_set(struct drm_encoder *encoder,
                                            struct drm_crtc_state *crtc_state,
                                 struct drm_connector_state *connector_state)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = encoder_to_sdi(encoder);

       sdi->video_mode = alinx_lcd_001_mode;
}

static void xlnx_sdi_commit(struct drm_encoder *encoder)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = encoder_to_sdi(encoder);
       long ret;

       dev_dbg(sdi->dev, "%s\n", __func__);
       sdi->event_received = false;
}

static void xlnx_sdi_disable(struct drm_encoder *encoder)
{

}

static const struct drm_encoder_helper_funcs xlnx_sdi_encoder_helper_funcs = {
       .atomic_mode_set        = xlnx_sdi_encoder_atomic_mode_set,
       .enable                 = xlnx_sdi_commit,
       .disable                = xlnx_sdi_disable,
};

static const struct drm_encoder_funcs xlnx_sdi_encoder_funcs = {
       .destroy = drm_encoder_cleanup,
};

static int xlnx_sdi_bind(struct device *dev, struct device *master,
                        void *data)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = dev_get_drvdata(dev);
       struct drm_encoder *encoder = &sdi->encoder;
       struct drm_device *drm_dev = data;
       int ret;

       encoder->possible_crtcs = 1;

       drm_encoder_init(drm_dev, encoder, &xlnx_sdi_encoder_funcs,
                        DRM_MODE_ENCODER_TMDS, NULL);

       drm_encoder_helper_add(encoder, &xlnx_sdi_encoder_helper_funcs);

       ret = xlnx_sdi_create_connector(encoder);
       if (ret) {
               dev_err(sdi->dev, "fail creating connector, ret = %d\n", ret);
               drm_encoder_cleanup(encoder);
       }
       return ret;
}

static void xlnx_sdi_unbind(struct device *dev, struct device *master,
                           void *data)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = dev_get_drvdata(dev);

       drm_encoder_cleanup(&sdi->encoder);
       drm_connector_cleanup(&sdi->connector);
}

static const struct component_ops xlnx_sdi_component_ops = {
       .bind   = xlnx_sdi_bind,
       .unbind = xlnx_sdi_unbind,
};

static int xlnx_sdi_probe(struct platform_device *pdev)
{
       struct device *dev = &pdev->dev;
       struct resource *res;
       struct xlnx_sdi *sdi;
       struct device_node *vpss_node;
       int ret, irq;
       struct device_node *ports, *port;
       u32 nports = 0, portmask = 0;

       sdi = devm_kzalloc(dev, sizeof(*sdi), GFP_KERNEL);
       if (!sdi)
               return -ENOMEM;

       sdi->dev = dev;

       platform_set_drvdata(pdev, sdi);


       /* in case all "port" nodes are grouped under a "ports" node */
       ports = of_get_child_by_name(sdi->dev->of_node, "ports");
       if (!ports) {
               dev_dbg(dev, "Searching for port nodes in device node.\n");
               ports = sdi->dev->of_node;
       }

       for_each_child_of_node(ports, port) {
               struct device_node *endpoint;
               u32 index;

               if (!port->name || of_node_cmp(port->name, "port")) {
                       dev_dbg(dev, "port name is null or node name is not port!\n");
                       continue;
               }

               endpoint = of_get_next_child(port, NULL);
               if (!endpoint) {
                       dev_err(dev, "No remote port at %s\n", port->name);
                       of_node_put(endpoint);
                       ret = -EINVAL;
                       goto err_disable_vidin_clk;
               }

               of_node_put(endpoint);

               ret = of_property_read_u32(port, "reg", &index);
               if (ret) {
                       dev_err(dev, "reg property not present - %d\n", ret);
                       goto err_disable_vidin_clk;
               }

               portmask |= (1 << index);

               nports++;
       }


       /* initialize the wait queue for GT reset event */
       init_waitqueue_head(&sdi->wait_event);

       /* video mode properties needed by audio driver are shared to audio
        * driver through a pointer in platform data. This will be used in
        * audio driver. The solution may be needed to modify/extend to avoid
        * probable error scenarios
        */

       sdi->video_mode = alinx_lcd_001_mode;


       pdev->dev.platform_data = &sdi->video_mode;

       ret = component_add(dev, &xlnx_sdi_component_ops);
       if (ret < 0)
               goto err_disable_vidin_clk;

       dev_info(sdi->dev, "alinx lcd probed\n");

       return ret;

err_disable_vidin_clk:

err_disable_sditx_clk:

err_disable_axi_clk:


       return ret;
}

static int xlnx_sdi_remove(struct platform_device *pdev)
{
       struct xlnx_sdi *sdi = platform_get_drvdata(pdev);

       component_del(&pdev->dev, &xlnx_sdi_component_ops);
       clk_disable_unprepare(sdi->vidin_clk);
       clk_disable_unprepare(sdi->sditx_clk);
       clk_disable_unprepare(sdi->axi_clk);

       return 0;
}

static const struct of_device_id xlnx_sdi_of_match[] = {
       { .compatible = "ax-drm-encoder"},
       { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, xlnx_sdi_of_match);

static struct platform_driver sdi_tx_driver = {
       .probe = xlnx_sdi_probe,
       .remove = xlnx_sdi_remove,
       .driver = {
               .name = "alinx_lcd",
               .of_match_table = xlnx_sdi_of_match,
       },
};

module_platform_driver(sdi_tx_driver);

MODULE_AUTHOR("alinx");
MODULE_DESCRIPTION("alinx lcd");
MODULE_LICENSE("GPL v2");

在上一章实验的基础上,把我们节选出来的那段设备树代码添加到system-user.dtsi中。编译上面这个驱动代码为一个ko模块,在系统中载入这个模块和上一章的触摸模块。运行crouse4中的QT程序(别忘了运行QT程序前需要配置环境),点击上面的按钮,这样就是一套完整触摸屏的实验了。此外还可以尝试使用xilinx自带的encoder看看效果,或者更改我们解码器驱动程序中的参数再运行查看效果,加深对encoder的理解。

实验#

运行测试#

测试方法步骤如下:

mount -t nfs -o nolock 192.168.1.107:/home/alinx/work /mnt

cd /mnt

mkdir /tmp/qt

mount qt_lib.img /tmp/qt

cd /tmp/qt

source ./qt_env_set.sh

cd /mnt

insmod ./ax-touchscreen-drv.ko

insmod ./ax-lcd-drv.ko

./qt_test

在触摸屏和lcd的驱动成功加载后,控制台信息会显示在LCD屏上.

../_images/image3167.png ../_images/image4140.png

运行Qt程序后,在LCD屏幕上会显示出几个按键,每个按键点击后,都会呈现出按下的效果,同时串口也会打印出对应的坐标信息。

../_images/image5108.png