嵌入式2D加速显卡SM501驱动的移植

本文从三个方面说明一下SM501显卡驱动在2440+2.6.18环境下的移植：
1 硬件情况。
2 移植过程
3 驱动测试

一、硬件情况：
第一次接触到显卡编程，有点不太适应。SM501的Datasheet写的太简略，个人觉得有用的基本上就是两个方面：

1 内存映射模式。
2440与SM501连接模式为2440作为HOST有独立的SDRAM，SM501除了可以访问HOSTSDRAM外，还拥有8MB的本地内存作为FrameBuffer。SM501的帧缓存与IO寄存器占有64M地址空间。其中0~62M属于Framebuffer,高2M地址空间属于SM501的IO寄存器端口地址MMIO_BASE。这2M IO端口空间中每64KB属于一组接口寄存器。 在我的板子上，SM501的64M地址空间映射在2440的0x800_0000~0x1000_1000范围内。即FrameBuffer的起始物理地址为0x800_0000，SM501 MMIO_BASE地址0xBE0_0000。 这些对于移植驱动来说应该已经足够。
2 基本配置。由于两个原因：1是对于图形显示芯片的基本知识欠缺，2是SM501的Datasheet实在不怎么样，太简略。应该是具体的配置还不太清晰。 主要方面如下：
1)系统设置 ：系统配置，DRAM配置时序等，GPIO功能配置。
2)2D加速操作。设置寄存器的值和命令，启动图形加速操作。
3)LCD接口设置
4)CRT接口设置

二、SM501驱动在2.6.18内核下的移植过程：
下载SM501驱动，版本0.05，按照其readme.txt的说法，支持2.6.4内核和2.4.20。
开发板环境s3c2440 + linux2.6.18。

1)按照驱动目录下的readme.txt，先将4个驱动源文件voyage.c(.h),smi2d.c(.h)拷贝到driver/vedio/下面。
2)在该目录下修改与编译相关的Kconfig和Makefile:
首先修改Kconfig文件，在menu "Graphics support" 菜单，config FB选项下边 添加选项
# added by beelike ,for sm501 support !!
config FB_SM501_KERNEL_2_6_X
bool "Silicon Motion, Inc. SM501 support"
depends on FB
choice
在Makefile中 添加 编译规则 ：
obj-$(CONFIG_FB_SM501_KERNEL_2_6_X) += voyager.o smi2d.o cfbfillrect.o cfbcopyarea.o cfbimgblt.o
3)在make menuconfig 中，选中Frame buffer 支持，LOGO，SM501支持。
下面是源代码的修改。
使驱动默认支持支持1024*768*32 CRT显示。
4)在voyager.h中，相关修改
#define isPC 0 //非PC系统
#define isPCI 0 //非PCI总线
#define SCREEN_X_RES 1024 //水平分辨率
#define SCREEN_Y_RES 768 //480
#define SCREEN_BPP 32 // BPP

#define isACCELENT 0 /* 2440 非 Accelent 平台*/
#define FB_PHYSICAL_ADDR 0x08000000 //nGCS1
#define REG_PHYSICAL_ADDR 0x0BE00000 //0x08000000+62M的地址为MMIO_BASE

voyager.h修改结束。

5)接下来的移植过程与readme.txt中的大不相同。我想是因为2.6.4与2..6.18版本的不一样。Readme.txt中说到将voyager.c中sm501fb_init函数添加到fbmem.c中的fb_drivers数组中去，然而，2.6.18的内核已经没有这个数组了。添加到这个数组中无非就是为了使得在启动的时候sm501fb_init得到执行而已。我想到的办法是使用module_init(sm501fb_init)。事实证明，这样做是正确的。

6)在sm501fb_init函数中添加外部晶振频率设定。驱动源码中默认使用24M，但是我的板子上使用的是12M。

在sm501fb_init中添加：
//beelike add , here set extern cystal clock =12M .
crystal=regRead32(MISC_CTRL);
crystal=FIELD_SET(crystal,MISC_CTRL,CRYSTAL,12);
regWrite32(MISC_CTRL, crystal);
//end add
添加的位置必须在对SM501的64M缓存进行ioremap之后，否则会出现Oops。

如果显存不为8M，可以在sm501fb_init函数中设置。驱动默认设置的是8M。
7)设置CRT模式，修改smi_set_timing函数中的panelSetMode为crtSetMode。
static void smi_set_timing(struct smifb_info *sfb,struct par_info *hw)
{
//panelSetMode(hw->width, hw->height, 0, hw->hz, sfb->fb.var.bits_per_pixel);
crtSetMode(hw->width, hw->height, 0, hw->hz, sfb->fb.var.bits_per_pixel);
// Turn on CRT DAC. for simultanous display
regWrite32(MISC_CTRL, FIELD_SET(regRead32(MISC_CTRL), MISC_CTRL, DAC_POWER, NABLE));
}

8)其它改动：主要是添加了module_exit清理函数。
在voyager.c头文件包含下面定义全局指针：
//added by beelike
struct smifb_info *gpinfo=NULL;/*驱动数据结构的全局变量，清理函数引用它来注销和释放资源。*/

在sm501fb_init()中修改：
gpinfo=sfb = smi_alloc_fb_info(pdev, name);
在voyager.c末尾添加：
/*
* beelike add
*/
void sm501fb_exit(void)
{
if(!gpinfo) return;
smi_unmap_smem(gpinfo);
smi_unmap_mmio(gpinfo);
unregister_framebuffer(&(gpinfo->fb));
smi_free_fb_info(gpinfo);
}
module_init(sm501fb_init);
module_exit(sm501fb_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("SM501 Framebuffer driver .");
/**end add **/

9)其它被证明为没有必要的修改：
添加头文件：
#include
/*beelike add 这里添加对bank1的DRAM控制寄存器设置*/
#define S3C2410_BWSCON_DW1 (3<<4)
void sm501_hwinit(void)
{ volatile unsigned int * p;
p= S3C2410_BWSCON;
*p = (*p & (~(S3C2410_BWSCON_ST1| S3C2410_BWSCON_WS1|S3C2410_BWSCON_DW1)));
*p = (*p)|(S3C2410_BWSCON_ST1| S3C2410_BWSCON_WS1 |S3C2410_BWSCON_DW1_32);
p=S3C2410_BANKCON1;
*p= S3C2410_BANKCON_Tacs0|S3C2410_BANKCON_Tcos4|S3C2410_BANKCON_Tacc14|S3C2410_BANKCON_Tcoh1 | S3C2410_BANKCON_Tcah4 | S3C2410_BANKCON_Tacp6 | S3C2410_BANKCON_PMCnorm;
}
/* 虽然被证明没有必要，那因为内核或者u-boot已经对这两个寄存器做过正确设置，如果移植失败，则的确应该考虑内存控制器的设置问题 end add */

整体来说，移植SM501驱动还是比较顺利的。系统启动后在屏幕左上角安静显示了小企鹅。

三、驱动测试：(Framebuffer 编程)

所有的fb驱动拥有同一个FB_MAJOR(29)。SM501显卡驱动在我的板上占用的minor=0。先生成节点：

mknod /dev/fb0 c 29 0

然后使用程序fbtest.c测试，源码如下：(此源码来自网络，略加修改)
#include
#include
#include
#include
#include

int main()
{
int fbfd = 0;
struct fb_var_screeninfo vinfo;
struct fb_fix_screeninfo finfo;
long int screensize = 0;
int * fbp = 0;
int i;

fbfd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
if (!fbfd) {
printf("Error: cannot open framebuffer device.\n");
exit(1);
}

if (ioctl(fbfd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo)) {
printf("Error reading fixed information.\n");
exit(2);
}
if (ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)) {
printf("Error reading variable information.\n");
exit(3);
}
screensize = vinfo.xres * vinfo.yres * vinfo.bits_per_pixel / 8;
fbp = (int *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fbfd, 0);
if ((int)fbp == -1) {
printf("Error: failed to map framebuffer device to memory.\n");
exit(4);
}
printf("/dev/fb0:\n xres=%d,yres=%d,bpp=%d\n",vinfo.xres,vinfo.yres,vinfo.bits_per_pixel);
for(i=0;i *(fbp+i) = 255<<8 ;
munmap(fbp, screensize);
close(fbfd);
return 0;
}

交叉编译，下载执行，CRT屏幕显示整屏绿色。测试成功。