[Android6.0][RK3399] PWM Backlight 驱动分析

最新推荐文章于 2024-05-13 02:38:57 发布

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本文详细解析了RK3399平台上背光控制的实现原理，包括DTS配置、驱动流程及关键函数解释，并针对占空比异常问题提供了解决方案。

Platform: RK3399
OS: Android 6.0
Kernel: 4.4

DTS 分析

backlight: backlight {
        status = "disabled";
        compatible = "pwm-backlight";
        pwms = <&pwm0 0 25000 0>;
        brightness-levels = <
              0   1   2   3   4   5   6   7
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            248 249 250 251 252 253 254 255>;
        default-brightness-level = <50>;
        //enable-gpios = <GPIO>
    };

pwms = <&pwm0 0 25000 0>;

第一个参数 表示此背光接在 pwm0 上;

第二个参数 表示 index 为 0，pwm0 下只有 1个 pwm，所以填 0

第三个参数 表示周期为 25000ns，即频率为 40k

第四个参数 表示极性，0 正极性，1 负极性
正极性 0 表示背光为正极 0～255 ，占空比从 0～100% 变化
负极性 1 表示背光为负极 255～0 ，占空比从 100～0% 变化

default-brightness-level = <50>

表示默认的背光,它存在于开机时候背光初始化到安卓
设置下来新的背光这段时间, default-brightness-level = < 50 > 表示为第 50 个元素的背光亮度

enable-gpios

表示背光使能脚，这个根据电路原理图配置即可；
有的硬件没有这个背光使能脚，那么将这个配置删除，背光驱动通过配置 brightness-levels 数组的第 0 个元素将显示调黑

驱动分析

kernel/drivers/video/backlight/pwm_bl.c

pwm_backlight_probe 
    pwm_backlight_parse_dt    //解析 dts 中的 brightness-levels、default-brightness-level
    //RK3288 还会在这里解析 enable-gpios ，但是 3399 没有，3399 是在 probe 里面用 devm_gpiod_get_optional 获取 enable-gpio 状态的
    devm_gpiod_get_optional  //实际上就是封装了 gpio_request_one
    devm_gpio_request_one   //申请背光使能 gpio
    devm_pwm_get ->     /drivers/pwm/core.c //获得一个pwm
        pwm_get ->
            of_pwm_get ->
                of_parse_phandle_with_args  //解析上面dts中的pwms属性.
                of_node_to_pwmchip
                pwm = pc->of_xlate    //最终生成struct pwm_device类型.    
    pwm_request       //申请pwm,防止其他驱动也会使用.
    pwm_set_period    //pb->pwm->period = data->pwm_period_ns
    pwm_get_period    //获取period.
    dev_set_name(&pdev->dev, "rk28_bl");    //name不能改,用户空间会被用到: /sys/class/backlight/rk28_bl
    backlight_device_register -> /drivers/video/baklight/backlight.c  //注册标准背光设备
        device_register
        backlight_register_fb ->
            fb_register_client   //callback 是 fb_notifier_callback 
            fb_register_client   // 注册内核通知链
    backlight_update_status ->   //用默认值更新.
        bd->ops->update_status ->
            pwm_backlight_update_status ->
                compute_duty_cycle    //计算占空比
                pwm_config            //配置pwm 
                pwm_backlight_power_on    //enable背光
    platform_set_drvdata //可以将 pdev 保存成平台总线设备的私有数据，以后再要使用它时只需调用 platform_get_drvdata

计算占空比：
compute_duty_cycle:

static int compute_duty_cycle(struct pwm_bl_data *pb, int brightness)
{
    /*一般情况下这个值都为0*/
    unsigned int lth = pb->lth_brightness;
    /*占空比*/
    int duty_cycle;
    /*pb->levels这个表格就是从dts节点brightness-levels中获取的,
    假设进来的参数brightness是254,那么得到的duty_cycle就是1,
    如果没有这个表格,那么就直接是进来的亮度值.*/
    if (pb->levels)
        duty_cycle = pb->levels[brightness];
    else
        duty_cycle = brightness;

    /*假设这里lth是0,那么公式就是duty_cycle * pb->period / pb->scale
    pb->period也就是dts节点 pwms 的第三个参数周期值为 25000
    pb->scale为pb->levels数组中的最大值
    所以这个公式就是按照将Android的纯数值转换成事件周期值对应的占空比.*/
    return (duty_cycle * (pb->period - lth) / pb->scale) + lth;
}

KrisFei 的小结:
其实不管用哪种方式都是调用backlight_update_status来改变背光,syfs也是,看下backlight.c
backlight_class_init -> backlight.c
class_create //创建class,名字是backlight.
backlight_class->dev_attrs = bl_device_attributes;

static struct device_attribute bl_device_attributes[] = {  
    __ATTR(bl_power, 0644, backlight_show_power, backlight_store_power),  
    __ATTR(brightness, 0644, backlight_show_brightness,  
             backlight_store_brightness),  
    __ATTR(actual_brightness, 0444, backlight_show_actual_brightness,  
             NULL),  
    __ATTR(max_brightness, 0444, backlight_show_max_brightness, NULL),  
    __ATTR(type, 0444, backlight_show_type, NULL),  
    __ATTR_NULL,  
};

其中backlight_store_brightness() 最终调用backlight_update_status().
还有一种情况是亮屏/灭屏时调用,记得前面有注册一个fb notify callback.

static int fb_notifier_callback(struct notifier_block *self,  
                unsigned long event, void *data)  
{  
...  
    /*只处理亮屏和灭屏事件.*/  
    /* If we aren't interested in this event, skip it immediately ... */  
    if (event != FB_EVENT_BLANK && event != FB_EVENT_CONBLANK)  
        return 0;  
...  
    if (bd->ops)  
        if (!bd->ops->check_fb ||  
            bd->ops->check_fb(bd, evdata->info)) {  
            bd->props.fb_blank = *(int *)evdata->data;  
            //亮屏情况  
            if (bd->props.fb_blank == FB_BLANK_UNBLANK)  
                bd->props.state &= ~BL_CORE_FBBLANK;  
            //灭屏时  
            else  
                bd->props.state |= BL_CORE_FBBLANK;  
            backlight_update_status(bd);  
        }  
...  
}

可以看到最后也是调用backlight_update_status()

问题集锦

占空比到 20% 就黑了，到 80% 就满了

有时候屏 pwm 占空比到 20% 就灭了，到 80% 就很亮了，即 brightness-levels 到 50 就灭了，到 200 就足够亮了。
此时不需要 0～49 和 201 ～ 255
所以我们 brightness-levels 数组的时候可以均匀的重复某些值。
比如
brightness-levels = <
255 50 51 51 52 53 53 54
54 55 56 56 57 57 58 59
59 60 60 61 62 62 63 63
… 198 199 199 200>

参考文章：
[1] KrisFei http://blog.youkuaiyun.com/kris_fei/article/details/52485635