设备io
- 显卡显示Framebuffer
- Framebuffer设备结构体
-
- 映射显示内存
- 结束映射内存
- 操作屏幕颜色
- vm安装模拟器
-
- 1.在Linux用户根目录下，创建lcd目录【mkdir】，准备拷贝vslcd
- 2.将共享文件夹中的vslcd目录拷贝到lcd目录中（注意先将压缩包解压，然后拷贝解压后的文件夹）
- 3.进入到vslcd目录中，获取里面的设备驱动文件，进行编译安装
- 4.进入==mmap_drv==（内存映射目录），提供lcd相关的模拟方式，通过make进行编译
- [5.编译完成之后，安装驱动文件`insmod mmp_drv.ko`](#5.编译完成之后，安装驱动文件
insmod mmp_drv.ko) - 6.进入到event_drv目录中（该目录为输入子系统目录，提供触摸点击相关的模拟方式，通过make编译）
- [7.编译完成之后，安装驱动文件`insmod event_drv.ko`](#7.编译完成之后，安装驱动文件
insmod event_drv.ko) - 8.如果上述操作没有问题，运行虚拟的lcd显示器。
显卡显示Framebuffer
Framebuffer从字面意思理解帧缓冲，是Linux内核将显存进行抽象后的一块缓存（内存），目的是为了给用户态进程提供一套直接写屏的接口。不用关心物理显存的位置、换页机制等具体细节。
可以将它想象成一个二维平面，由一个个像素组成，它的分辨率宽度和高度的乘积就是整个Framebuffer的像素点，例如：分辨率为800*600的Framebuffer，就表示这块显存有600行，每行有800个像素点。
Framebuffer通常用作设备的LCD屏幕控制器或者其他设备的显示驱动，Framebuffer是一个字符设备。
该设备对应的驱动节点/dev/fb0，主设备号为29。
Framebuffer就是用户可以操作的显示内存的映像，操作时需要将其映射到一个内存进程地址之后，可以进行读写。
从驱动角度来看，fb是一个典型的字符设备文件，对应的物理接口：
/sys/class/graphics
Framebuffer设备结构体
每个系统中帧缓冲设备都是一个对应的结构体和宏定义描述，对应的头文件：/usr/include/linux/fb.h
可以使用命令查看以下头文件
cat /usr/include/linux/fb.h
关于屏幕显示的结构体，主要内容如下：
c
//后面如果需要对屏幕信息进行读写控制，需要这个指令，获取到屏幕信息
#define FBIOGET_VSCREENINFO 0x4600
//获取屏幕信息对应的结构体
struct fb_var_screeninfo {
__u32 xres;//屏幕的宽度
__u32 yres;//屏幕的高度
__u32 xres_virtual;//虚拟设备的宽度
__u32 yres_virtual;//虚拟设备的高度
__u32 xoffset;//横向偏移的位数，字节
__u32 yoffset;//纵向偏移的位数，字节
__u32 bits_per_pixel;//像素显示的位数
__u32 grayscale;
struct fb_bitfield red;//红色描述结构体
struct fb_bitfield green;//绿色描述结构体
struct fb_bitfield blue;//蓝色描述结构体
struct fb_bitfield transp;//透明度描述结构体
}
//颜色描述的结构体
struct fb_bitfield {
__u32 offset;//颜色位数显示起点
__u32 length;//位域宽度
__u32 msb_right;
};ioctl函数：
c
函数功能：通过设备文件描述符和一个控制命令对设备进行控制
函数原型：
int ioctl(int fd,unsigned long request,...);
函数参数：
int fd：是一个用于表示设备的文件描述符
unsigned long request：是一个表示控制命令的整数值，用来指定对设备的具体控制操作
...：可变参数，用于传递与控制命令相关的参数。我们通常将Framerbuffer的操作步骤归纳如下：
- 1.打开设备文件 open /dev/fb0
- 2.获取设备信息，ioctl函数，通过FBIOGET_VSCREENINFO
- 3.映射显示内存，mmap映射lcd屏幕
- 4.操作屏幕（准备颜色）
- 5.关闭设备，关闭映射。
映射显示内存
c
#include <sys/mman.h>
//映射内存给文件或者设备
void *mmap(void *addr,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offset);
函数参数：
void *addr：映射内存的首地址，一般设置为NULL，由系统分配地址
size_t length：映射内存的大小，有屏幕的宽度和高度和像素位数决定 字节
int prot：映射权限 PROT_READ|PORT_WRITE 设置读写权限
int flags：映射的共享权限 MAP_SHARED共享 MAP_PRIVATE 私有
int fd：设备的文件描述符 open函数的返回值，告诉函数，是为哪个设备映射内存
off_t offset：文件偏移量，一般设置为0
函数返回值：
成功：返回映射内存的首地址
失败：返回MAP_FAILED 本质(void *)-1结束映射内存
c
int munmap(void *addr,size_t length);
函数参数：
void *addr：映射内存的首地址
size_t length：取消映射内存的大小
返回值：
成功：返回0
失败：返回-1操作屏幕颜色
c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
//驱动节点
#define LCD "/dev/fb0"
//mmap函数返回值，返回成功映射内存的首地址
typedef unsigned int * lcd;//映射内存地址类型别名lcd
int lcdfd;//设备的文件描述符
int size;//保存映射空间的大小
lcd open_lcd()
{
//打开设备
lcdfd=open(LCD,O_RDWR);
if(lcdfd==-1)
{
perror("打开失败！");
return NULL;
}
//通过ioctl获取设备属性
struct fb_var_screeninfo info;
int ret=ioctl(lcdfd,FBIOGET_VSCREENINFO,&info);
if(ret==-1)
{
perror("设备信息加载失败！");
return NULL;
}
//每个像素bits_per_pixel占32位，也就是每个像素点32/8=4个字节
//整个屏幕一共有：宽度*高度个像素点
size=info.xres_virtual*info.yres_virtual*(info.bits_per_pixel/8);
//映射内存
lcd FB=(lcd)mmap(NULL,size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,lcdfd,0);
if(FB==MAP_FAILED)
{
perror("映射内存失败！");
return NULL;
}
return FB;
}
int close_lcd(lcd FB)
{
//关闭映射
int ret=munmap(FB,size);
if(ret==-1)
{
perror("结束映射内存失败！");
return -1;
}
//关闭文件
ret=close(lcdfd);
if(ret==-1)
{
perror("文件关闭失败！");
return -1;
}
return 0;
}
int main()
{
//打开设备
lcd FB=open_lcd();
//准备颜色
unsigned int red=0x00FF0000;
unsigned int green=0x0000FF00;
unsigned int blue=0x000000FF;
for (int i = 0; i < 1176*885; ++i)
{
FB[i]=green;
}
//关闭设备
close_lcd(FB);
//测试时：将Linux界面切换到字符界面：ctrl+alt+F2
//将字符界面切成图形界面：ctrl+alt+F7
return 0;
}演示效果，我们需要将Linux切换到字符界面，切换方式：
1.切换到字符界面：ctrl+alt+F2
2.切换到图形界面：ctrl+alt+F7
vm安装模拟器
1.在Linux用户根目录下，创建lcd目录【mkdir】，准备拷贝vslcd
mkdir lcd;
2.将共享文件夹中的vslcd目录拷贝到lcd目录中（注意先将压缩包解压，然后拷贝解压后的文件夹）
cp vslcd lcd;//复制
3.进入到vslcd目录中，获取里面的设备驱动文件，进行编译安装
进行权限设置
sudo su
4.进入mmap_drv（内存映射目录），提供lcd相关的模拟方式，通过make进行编译
make
5.编译完成之后，安装驱动文件insmod mmp_drv.ko
6.进入到event_drv目录中（该目录为输入子系统目录，提供触摸点击相关的模拟方式，通过make编译）
7.编译完成之后，安装驱动文件insmod event_drv.ko
8.如果上述操作没有问题，运行虚拟的lcd显示器。
c
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
//驱动节点
#define LCD "/dev/ubuntu_lcd"
#define SIZE 800*480*4
typedef unsigned int * lcd;//映射内存的首地址
int lcdfd;//设备的文件描述符
//打开设备，并返回映射内存的首地址
lcd open_lcd()
{
//打开显示设备
lcdfd=open(LCD,O_RDWR);
if(lcdfd==-1)
{
perror("驱动打开失败！");
return NULL;
}
//映射内存
lcd FB=(lcd)mmap(NULL,SIZE,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,lcdfd,0);
if(FB==MAP_FAILED)
{
perror("映射内存失败！");
return NULL;
}
return FB;
}
//关闭设备
int close_lcd(lcd FB)
{
//关闭映射
int ret=munmap(FB,SIZE);
if(ret==-1)
{
perror("结束映射内存失败！");
return -1;
}
ret=close(lcdfd);
if(ret==-1)
{
perror("文件关闭失败！");
return -1;
}
return 0;
}
void heng(lcd FB)
{
//准备颜色
unsigned int red=0x00FF0000;
unsigned int black=0x00000000;
unsigned int yellow=0x00FFFF00;
//内存映射颜色写入
int i=0;
for (; i < 800*160; ++i)
{
FB[i]=black;
}
for (; i < 800*320; ++i)
{
FB[i]=red;
}
for (; i < 800*480; ++i)
{
FB[i]=yellow;
}
}
int main()
{
lcd FB=open_lcd();
heng(FB);
close_lcd(FB);
return 0;
}