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OpenHarmony-3.HDF Display子系统（6）

news 来源：原创 2025/6/8 23:39:24

Display 子系统

1.Display驱动模型介绍

当前操作系统和 SOC 种类繁多，各厂商的显示屏器件也各有不同，随之针对器件的驱动代码也不尽相同，往往是某一款器件驱动，只适用于某单一内核系统或 SOC，如果要迁移到其他内核或者 SOC，可能会有不小的移植工作量。而且，不同驱动 IC 的驱动代码差异较大，产品更换驱动 IC，则又需要重新开发对应的器件驱动，造成重复工作。因此基于 HDF 驱动框架，编写一套较通用的 Display 器件驱动模型，尽可能降低驱动开发者的开发或移植工作量，简化器件驱动开发，提升开发效率。

Display驱动编程，通过对显示器上电、初始化显示器驱动IC（Integrated Circuit）内部寄存器等操作，使其可以正常工作。基于HDF（Hardware Driver Foundation）驱动框架构建的Display驱动模型作用如下：

为LCD器件驱动开发提供了基础驱动框架，提升驱动开发效率。
便于开发的器件驱动实现跨OS、跨芯片平台迁移。

基于HDF驱动框架的Display驱动模型如下所示：
在这里插入图片描述
模型各层设计说明:

Display 驱动模型基于 HDF 驱动框架、Platform 接口及 OSAL 接口开发，可以做到不区分OS(LiteOS、Linux)和芯片平台(Hi35xx、Hi38xx、V3S等)，为 LCD 器件提供统一的驱动模型。
当前 HDF Display 驱动模型主要分为四层：标准架构适配层(DRM Panel Adapter Driver)、显示公共驱动层(Display Common Driver)、芯片平台适配层(SoC Adapter Driver)、器件驱动层(Display Panel Driver)。

1.1.标准架构适配层

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_drm_panel.c

本层主要完成对接标准的显示驱动架构，如 DRM(Direct Rending Manager)或 FB(Framebuffer)，以 DRM 为例，将 panel 侧驱动接口对接到标准框架中，保证在 DRM 框架中实现对 Panel 驱动的操作接口，当前注册的接口如下：

static struct drm_panel_funcs g_hdfDrmPanelFuncs = {.get_modes = HdfDrmPanelGetModes,.enable = HdfDrmPanelEnable,.disable = HdfDrmPanelDisable,.prepare = HdfDrmPanelPrepare,.unprepare = HdfDrmPanelUnprepare,
};

1.2.显示公共驱动层

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_disp.c

此部分属于整个驱动模型的中枢，所有的屏端接口注册、Panel 信息管理、屏幕状态控制、用户态 HDI 接口命令处理、以及通用的基础显示特性，目前都是通过这部分实现。

在本层通过结构体 DispManager 管理所有的显示信息，其成员 PanelManager 用于记录与显示屏相关的接口及参数信息。同时接收并处理 HDI 层直接对 panel 操作相关的指令（主要用于 L0-L1 等轻量级系统），如 Panel 器件信息的获取、休眠唤醒、背光设置等指令。此外，本层还负责实现一些基础显示特性的业务框架，如 ESD 检查机制，力求将显示相关的共有逻辑集中到本层实现，以简化 Panel 器件驱动的实现，避免 panel 驱动中相同功能的重复实现，便于统一管理和维护。

1.3.芯片平台适配层

在这里插入图片描述

借助此 SoC 适配层，实现 Display 器件驱动和 SoC 侧硬件资源的解耦，主要完成芯片平台强相关的参数配置，如 mipi 速率计算及设置、管脚复用配置，以及其他和 SoC 强相关的差异化配置及初始化等。

1.4.器件驱动层

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\panel

器件驱动层主要实现和器件自身强相关的驱动适配接口，例如发送初始化序列、休眠唤醒流程、背光设置、ESD 检测等，同时完成 panel 信息的解析，并将 panel 向上注册到公共驱动层进行管理。

1.5.驱动加载及运行

HDF 的驱动的加载方式，框架通过解析设备描述的 hcs 配置文件，获取到各设备的配置信息，根据 moduleName 来匹配对应设备的驱动文件入口，按照配置的加载优先级，依次加载驱动。
在这里插入图片描述加载流程分为 9 步，分别说明如下：

HDF Device Manager 解析设备描述；
HDF 优先加载器件驱动层，构建 Panel 设备；
将 panel信息及操作接口注册到公共驱动层；
HDF 其次加载芯片平台适配层，进行 SoC 相关硬件资源初始化；
HDF再次加载公共驱动层，对共有特性进行初始化；
HDF 最后加载标准架构适配层；
从公共驱动层中获取到 PanelManager,；
将对应panel 注册到 DRM 框架中；
在系统运行起来后，DRM 会调用 panel ops 进行显示屏控制。

备注：

对于LiteOS 这种轻量内核的系统，不会像 Linux 内核那样提供标准的显示框架，驱动模型也无法与其对接，因而上层图形系统可以通过 HDI 接口，来直接操控显示屏。

2.LCD接口

LCD接口通常可分为MIPI DSI接口、TTL接口和LVDS接口，常用的是MIPI DSI接口和TTL接口。

MIPI DSI接口

MIPI DSI接口是MIPI（Mobile Industry Processor Interface）联盟定义的显示接口，主要用于移动终端显示屏接口，接口数据传输遵循MIPI协议，MIPI DSI接口为数据接口，传输图像数据，通常情况下MIPI DSI接口的控制信息以MIPI包形式通过MIPI DSI接口发送到对端IC，不需要额外的外设接口。
TTL接口
TTL接口是并行方式传输数据的接口，有数据信号、时钟信号和控制信号（行同步、帧同步、数据有效信号等），在控制信号控制下完成数据传输。通常TTL接口的LCD，内部寄存器读写需要额外的外设接口，比如SPI接口、I2C接口等。

3.HDF LCD 驱动

3.1.LCD 内核配置

Kconfig\Makefile

drivers_hdf_core\adapter\khdf\linux\model\display\Kconfig:
config DRIVERS_HDF_DISPbool "Enable HDF Display driver"default ndepends on DRIVERS_HDFhelpAnswer Y to choice HDF Display driver.
config DRIVERS_HDF_LCDKITbool "Enable HDF Lcdkit driver"default ndepends on DRIVERS_HDF_DISPhelpAnswer Y to enable HDF Lcdkit driver.
config DRIVERS_HDF_LCD_ICN9700bool "Enable HDF Icn9700 driver"default ndepends on DRIVERS_HDF_DISPhelpAnswer Y to enable HDF Icn9700 driver.drivers_hdf_core\adapter\khdf\linux\model\display\Makefile:
KHDF_DISPLAY_BASE_ROOT_DIR = ../../../../../../..
DISPLAY_ROOT_DIR = ../../../../../framework/model/display/driverifeq ($(CONFIG_DRIVERS_HDF_DISP), y)
obj-y += \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/hdf_disp.o \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/backlight/hdf_bl.o#if (LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(5, 10, 0))
ifeq ($(CONFIG_ARCH_ROCKCHIP), y)
obj-y += $(DISPLAY_ROOT_DIR)/hdf_drm_panel.o
endif
#endifobj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_PWM) += \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/backlight/pwm_bl.oobj-$(CONFIG_ARCH_SPRD) += \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/panel/ili9881c_boe.oobj-$(CONFIG_ARCH_HI3516DV300) += \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/adapter_soc/hi35xx_disp.oobj-$(CONFIG_DRIVERS_HDF_LCDKIT) += \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/lcdkit/lite_lcdkit.o \$(DISPLAY_ROOT_DIR)/lcdkit/lcdkit_parse_config.o
...ccflags-y += -lm -lc -lgcc \-I$(srctree)/drivers/hdf/framework/model/display/driver \-I$(srctree)/drivers/hdf/framework/model/display/driver/adapter_soc \...
ccflags-y +=-I$(srctree)/bounds_checking_function/includeendif

3.2.LCD 设备配置

配置设备描述信息（vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs）

驱动注册到 HDF 框架所需要的设备驱动描述信息，如驱动是否加载以及加载次序等。device_info.hcs 中的信息主要提供给 HDF 框架使用，包含了 Input 模型各层驱动注册到 HDF 框架所必需的信息，开发者无特殊场景需求无需改动。各驱动层私有配置信息通过**“deviceMatchAttr”字段与 input_config.hcs 中的“match_attr”**相关内容进行匹配。

237         display :: host {
238             hostName = "display_host";
239             device_hdf_drm_panel :: device {
240                 device0 :: deviceNode {
241                     policy = 0;
242                     priority = 197;
243                     preload = 0;
244                     moduleName = "HDF_DRMPANEL";
245                 }
246             }/* Display平台驱动设备描述 */
247             device_hdf_disp :: device {                 
248                 device0 :: deviceNode {
249                     policy = 2;
250                     priority = 196;
251                     permission = 0660;
252                     moduleName = "HDF_DISP";
253                     serviceName = "hdf_disp";
254                 }
255             }/* SOC适配层驱动设备描述 */
256       	device_hi35xx_disp :: device {
257                 device0 :: deviceNode {
258                     policy = 0;
259                     priority = 195;
260                     moduleName = "HI351XX_DISP";
261                 }
262             }/* LCD器件驱动设备描述 */
263             device_lcd :: device {
271                 ...
283                 device3 :: deviceNode {
284                     policy = 0;
285                     priority = 100;
286                     preload = 0;
287                     moduleName = "LCD_ILI9881_ST_5P5";
288                 }
289             }
290             device_pwm_bl :: device {
291                 device0 :: deviceNode {
292                     policy = 0;
293                     priority = 95;
294                     preload = 0;
295                     moduleName = "PWM_BL";
296                     deviceMatchAttr = "pwm_bl_dev";
297                 }
298             }
299             device_backlight :: device {
300                 device0 :: deviceNode {
301                     policy = 2;
302                     priority = 90;
303                     preload = 0;
304                     permission = 0660;
305                     moduleName = "HDF_BL";
306                     serviceName = "hdf_bl";
307                 }
308             }
309         }

.板级配置及器件私有配置（vendor/hihope/rk3568/hdf_config/khdf/lcd/lcd_config.hcs ）

  1 root {2     backlightConfig {3         pwmBacklightConfig {4             match_attr = "pwm_bl_dev";5             pwmDevNum = 1;6             pwmMaxPeriod = 25000;7             backlightDevName = "hdf_pwm";8             minBrightness = 0;9             defBrightness = 127;10             maxBrightness = 255;11         }12     }13 }

3.3.驱动实现

对于LCD类型的设备，公共驱动框架已实现。

	drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_drm_panel.cdrivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_disp.cdrivers_hdf_core\framework\model\display\driver\backlight\hdf_bl.cdrivers_hdf_core\framework\model\display\driver\backlight\pwm_bl.c

适配 ili9881_st_5p5 需要完成器件层驱动初始化、释放资源、注册驱动至HDF框架。

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\panel\ili9881_st_5p5.c

3.3.1.ssp_st7789器件驱动

1).注册到HDF框架

struct HdfDriverEntry PanelDevEntry = {.moduleVersion = 1,.moduleName = "LCD_ILI9881_ST_5P5",.Init = PanelEntryInit,
};HDF_INIT(PanelDevEntry);

2).器件层驱动初始化

struct panel_ili9881_dev {bool power_invert;struct PanelData panel;  		//重要数据结构struct mipi_dsi_device *dsiDev;struct regulator *supply;struct gpio_desc *enable_gpio;struct gpio_desc *reset_gpio;struct gpio_desc *hpd_gpio;struct panel_hw_delay hw_delay;
};struct PanelData {struct HdfDeviceObject *object;int32_t (*init)(struct PanelData *panel);int32_t (*on)(struct PanelData *panel);int32_t (*off)(struct PanelData *panel);int32_t (*prepare)(struct PanelData *panel);int32_t (*unprepare)(struct PanelData *panel);struct PanelInfo *info;enum PowerStatus powerStatus;struct PanelEsd *esd;struct BacklightDev *blDev;void *priv;
};static int32_t PanelEntryInit(struct HdfDeviceObject *object)
{struct device_node *panelNode = NULL;struct panel_ili9881_dev *panel_dev = NULL;panel_dev = (struct panel_ili9881_dev *)OsalMemCalloc(sizeof(struct panel_ili9881_dev));g_panel_dev = panel_dev;panelNode = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "simple-panel-dsi");panel_dev->dsiDev = of_find_mipi_dsi_device_by_node(panelNode);panel_dev->supply = devm_regulator_get(&panel_dev->dsiDev->dev, "power");if (PanelRequestGpio(panel_dev) != HDF_SUCCESS) {goto FAIL;}PanelResInit(panel_dev);panel_dev->panel.object = object;object->priv = panel_dev;if (RegisterPanel(&panel_dev->panel) != HDF_SUCCESS) {...}return HDF_SUCCESS;
}

申请struct panel_ili9881_dev结构体，根据"simple-panel-dsi"查找内核设备数节点panelNode;
获取plane 供电regulator和gpio 引脚；
调用 PanelResInit进行初始化panel结构体；

    Panel 操作函数有：panel_dev->panel.init = PanelInit;panel_dev->panel.on = PanelOn;panel_dev->panel.off = PanelOff;panel_dev->panel.prepare = PanelPrepare;panel_dev->panel.unprepare = PanelUnprepare;

调用RegisterPanel 注册panel到g_panelManager。

3.3.2. HDF LCD 公共驱动层

3.3.2.1.HDF_DISP

结构体

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_disp.h
struct DispManager {struct PanelManager *panelManager;struct OsalMutex dispMutex;HdfWorkQueue dispWorkQueue;bool initialzed;struct DispEsd *esd;
};struct PanelManager {struct PanelData *panel[PANEL_MAX];uint32_t panelNum;
};

初始化及注册驱动至HDF框架

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_disp.c
struct HdfDriverEntry g_dispDevEntry = {.moduleVersion = 1,.moduleName = "HDF_DISP",.Init = HdfDispEntryInit,.Bind = HdfDispBind,
};HDF_INIT(g_dispDevEntry);

.Init = HdfDispEntryInit,
DispManagerInit初始化struct DispManager ，将 panelManager 注册到g_dispManager->panelManager，然后创建一个工作队列 HdfWorkQueueInit(&g_dispManager->dispWorkQueue, “dispWQ”);
.Bind = HdfDispBind,
绑定服务HdfDispDispatch，调用DispCmdProcess通过g_dispCmdHandle进行显示命令处理。

static int HdfDispBind(struct HdfDeviceObject *dev)
{if (dev == NULL) {return HDF_FAILURE;}static struct IDeviceIoService dispService = {.object.objectId = 1,.Dispatch = HdfDispDispatch,};dev->service = &dispService;return HDF_SUCCESS;
}DispCmdHandle g_dispCmdHandle[] = {GetPowerStatus,GetInfo,SetPowerStatus,SetBacklight,GetBacklight,
};

3.3.2.2.HDF_DRMPANEL

结构体

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_drm_panel.h
struct HdfDrmPanel {struct drm_panel panel;struct DispManager *manager;struct drm_display_mode mode;struct mipi_dsi_device *dsiDev;uint32_t index;
};

初始化及注册驱动至HDF框架

drivers_hdf_core\framework\model\display\driver\hdf_drm_panel.c
struct HdfDriverEntry g_hdfDrmPanelEntry = {.moduleVersion = 1,.moduleName = "HDF_DRMPANEL",.Init = HdfDrmPanelEntryInit,
};

refer to

https://gitee.com/openharmony/docs/blob/master/zh-cn/device-dev/driver/driver-peripherals-lcd-des.md
https://blog.csdn.net/HarmonyOS_666/article/details/140824498?spm=1001.2101.3001.6650.7&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-7-140824498-blog-143099522.235%5Ev43%5Epc_blog_bottom_relevance_base2&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7ERate-7-140824498-blog-143099522.235%5Ev43%5Epc_blog_bottom_relevance_base2&utm_relevant_index=8

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