framebuffer应用编程实践

framebuffer的使用主要包括4个部分：

(1)：首先需要打开设备文件 /dev/fb0。

(2)：获取设备的信息。包括可变信息和不可变信息，分别使用两个结构体来进行封装，这两个结构体在 <linux/fb.h> 头文件中定义，所以需要先包含这个头文件。

(3)：如果有需要可以对可变的参数进行修改。

(4)：做mmap映射。我们需要将驱动中给LCD分配的显存空间映射到我们的应用层来，这样才能在应用层对显存进行操作。

(5)：填充framebuffer。也就是上面说的操作显存。

 

数据结构： （includelinuxfb.h）

struct  fb_fix_screeninfo：（不可变信息）

struct fb_fix_screeninfo {
    char id[16];               // 标识字符串
    unsigned long smem_start;       // FB显存的起始地址(物理地址) 
                    
    __u32 smem_len;                // FB显存的长度
    __u32 type;            /* see FB_TYPE_*        */
    __u32 type_aux;            
    __u32 visual;            /* see FB_VISUAL_*        */ 
    __u16 xpanstep;            /* zero if no hardware panning  */
    __u16 ypanstep;            /* zero if no hardware panning  */
    __u16 ywrapstep;        /* zero if no hardware ywrap    */
    __u32 line_length;        // 一行的长度(以字节为单位)
    unsigned long mmio_start;    /* Start of Memory Mapped I/O   */
                    /* (physical address) */
    __u32 mmio_len;            /* Length of Memory Mapped I/O  */
    __u32 accel;            /* Indicate to driver which    */
                    /*  specific chip/card we have    */
    __u16 reserved[3];        /* Reserved for future compatibility */
};

struct  fb_var_screeninfo：（可变信息）

struct fb_var_screeninfo {
    __u32 xres;             // LCD的水平像素大小
    __u32 yres;             // LCD的垂直像素大小
    __u32 xres_virtual;     // LCD的虚拟水平像素大小
    __u32 yres_virtual;     // LCD的虚拟垂直像素大小
    __u32 xoffset;          // 水平像素偏移量
    __u32 yoffset;          // 垂直像素偏移量

    __u32 bits_per_pixel;            // 像素深度bpp
    __u32 grayscale;        /* != 0 Graylevels instead of colors */

    struct fb_bitfield red;        /* bitfield in fb mem if true color, */
    struct fb_bitfield green;    /* else only length is significant */
    struct fb_bitfield blue;
    struct fb_bitfield transp;    /* transparency            */    

    __u32 nonstd;            /* != 0 Non standard pixel format */

    __u32 activate;            /* see FB_ACTIVATE_*        */

    __u32 height;           // LCD的物理高度 mm
    __u32 width;            // LCD的物理宽度 mm

    __u32 accel_flags;        /* (OBSOLETE) see fb_info.flags */

    __u32 pixclock;            // 像素时钟

    /* 下面是六个时序参数 */
    __u32 left_margin;        /* time from sync to picture    */
    __u32 right_margin;        /* time from picture to sync    */  
    __u32 upper_margin;        /* time from sync to picture    */ 
    __u32 lower_margin;
    __u32 hsync_len;        /* length of horizontal sync    */
    __u32 vsync_len;        /* length of vertical sync    */
    
    __u32 sync;            /* see FB_SYNC_*        */
    __u32 vmode;            /* see FB_VMODE_*        */
    __u32 rotate;            /* angle we rotate counter clockwise */
    __u32 reserved[5];        /* Reserved for future compatibility */
};

相关宏定义： （includelinuxfb.h）

#define FBIOGET_VSCREENINFO 0x4600      // 传给ioctl函数，用来获取可变参数信息，返回的是一个fb_var_screeninfo结构体
#define FBIOPUT_VSCREENINFO 0x4601      // 传给ioctl函数，用来设置可变参数，需要传入一个fb_var_screeninfo结构体，
#define FBIOGET_FSCREENINFO 0x4602      // 传给ioctl函数，用来获取不可变信息，返回的是一个fb_fix_screeninfo结构体

/*************************************************************************************************************/

测试代码：

平台：s5pv210 

内核版本：2.6.35.7

/*************************************************************************************************************/

#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>


#define  FILE  "/dev/fb0"      // 设备文件


/*计算机颜色16进制表示符*/
#define  WHITE    0xFFFFFF     //白色
#define  RED      0xFF0000     //红色
#define  GREEN    0x00FF00     //绿色
#define  BLUE     0x0000FF     //蓝色
#define  YELLOW   0xFFFF00     //黄色
#define  BLACK    0x000000     //黑色
#define  AQNA     0xAFDFE4     //水色
#define  NAVE     0x23238E     //海军蓝
#define  ORANGE   0xFF7F00     //橙色
#define  PURPLE   0x871F78     //紫色
#define  Qioke    0x6B4226     //巧克力色

struct fb_fix_screeninfo finfo = {0};       // 不可变信息结构体
struct fb_var_screeninfo vinfo = {0};       // 可变信息结构体
static volatile unsigned int *pMap = NULL;  // 用来指向mmap映射得到的虚拟地址


static inline void lcd_draw_pixel(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int color);
static void lcd_draw_background(unsigned int color);
void lcd_draw_lline(const unsigned int x, const unsigned int y, const unsigned int length,   // 注意这个函数参数太多了，不应该这样设计，我们应该把这些参数放在一个结构体中，把结构体变量的指针传进来即可，这样效率高
                     const unsigned int width, const unsigned int color);
                     
static void lcd_draw_image(const unsigned char *pData);      // pData是一个图片的数据数组： 这里是 1024*600 像素24位真彩色格式的图片，，数组的元素个数： 1024*600*3   我们需要将连续的3个1个字节长度的数据合成一个24位数据


int main(void)
{
    int fd = 0;
    
    /* 打开文件得到文件描述符 */
    fd = open(FILE, O_RDWR);
    if (0 > fd) {
        perror("open error");
        return -1;
    }
    printf("%s 打开成功
", FILE);
    
    /* 操作文件 */
    if (ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)) {
        perror("ioctl error");
        close(fd);
        return -1;
    }    

    if (ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &finfo)) {
        perror("ioctl error");
        close(fd);
        return -1;
    }
        
      // 打印信息
    printf("不可变信息smem_start = 0x%x
", finfo.smem_start);    
    printf("不可变信息smem_len = %ld
", finfo.smem_len);    
    printf("可变信息xres = %d, yres = %d
", vinfo.xres, vinfo.yres);
    printf("可变信息xres_virtual = %d, yres_virtual = %d
", vinfo.xres_virtual, vinfo.yres_virtual);
    printf("可变信息xoffset = %d, yoffset = %d
", vinfo.xoffset, vinfo.yoffset);
    
    /* 进行mmap映射 */
    pMap = mmap(NULL, finfo.smem_len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (NULL == pMap) {
        perror("mmap error");
        return -1;
    }
    
    /* 背景填充 */
    lcd_draw_background(WHITE);
    
    /* 关闭文件 */
    close(fd);    
    
    return 0;
}

/*填充像素点*/
static inline void lcd_draw_pixel(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int color)
{
    *(unsigned int *)((unsigned int)pMap + (vinfo.xres*x + y)*4) = color;
}

/*填充LCD背景*/
static void lcd_draw_background(unsigned int color)
{
     unsigned int i = 0;
     unsigned int j = 0;
     
     for (i = 1; i <= vinfo.yres; ++i)
     {
         for (j = 0; j <= vinfo.xres; ++j)
             lcd_draw_pixel(i, j, color);
     }
}

//  画线函数
void lcd_draw_lline(const unsigned int x, const unsigned int y, const unsigned int length,
                     const unsigned int width, const unsigned int color)              
{
    volatile unsigned int i = 0;
    volatile unsigned int j = 0;
    
    for (i = x; i < width+x; i++)
    {
        for (j = y; j < length+y; j++)
        {
            lcd_draw_pixel(i, j, color);
        }
    }    
} 


//  24位真彩色图片显示函数
static void lcd_draw_image(const unsigned char *pData)
{
    unsigned int i = 0;
    unsigned int j = 0;
    unsigned int color = 0;
    unsigned int p = 0;
    
    for (i = 0; i < vinfo.yres; i++)
    {
        for (j = 0; j < vinfo.xres; j++)
        {
            color = (pData[p+0] << 16) | (pData[p+1] << 8) | (pData[p+2] << 0);
            lcd_draw_pixel(i, j, color);
            p = p+3;
        }
    }
}