linux虚拟机打开lcd显示屏的途径

1.打开/dev/fbX

fp = open ("/dev/fb0",O_RDWR)

2.获取可变参数，固定参数

ioctl(fp,FBIOGET_VSCREENINFO,&vinfo)  可变参数

ioctl(fp,FBIOGET_FSCREENINFO,&finfo)  固定参数

3.内存映射(mmap)

screensize = vinfo.xres * vinfo.yres * vinfo.bits_per_pixel / 8

/*这就是把fp所指的文件中从开始到 screensize 大小的内容给映射出来，得到一个指向这块空间的指针*/

fbp =(unsigned char *) mmap (0, screensize,

PROT_READ | PROT_WRITE,

MAP_SHARED, fp,0)

4.使用映射后的地址对屏进行 *** 作。

使用上面得到的 fbp 指针来 *** 作显示缓冲区了。

把lcd看成是一块内存，使用mmap函数把它的缓冲区映射到进程空间中，然后通过映射后的地址直接 *** 作驱动中的显示缓冲区，往这块缓冲写数据，lcd就会按数值转换成相应颜色显示在LCD屏上。

入局：应用程序是如何 *** 控LCD显示器的？

      我们知道应用程序的调用接口，无非 open/read/write ...然后通过驱动程序最终作用到硬件设备上。以字符设备为例，对于驱动的开发者，实现了应用程序调用的驱动层中与之相匹配的 drv_open/drv_read/drv_write 函数，为应用层序提供了 *** 作实际硬件设备的通道。那么，对于LCD驱动程序又是如何？先来了解下两个非常重要的概念。

      LCD控制器的功能是控制驱动信号，进而驱动LCD。用户只需要通过读写一系列的寄存器，完成配置和显示驱动。在驱动LCD设计的过程中首要的是配置LCD控制器，而在配置LCD控制器中最重要的一步则是帧缓冲区（Frame Buffer）的指定。用户所要显示的内容皆是从缓冲区中读出，从而显示到屏幕上的。帧缓冲区的大小由屏幕的分辨率和显示色彩数决定。驱动帧缓冲的实现是整个驱动开发过程的重点。

      帧缓冲区是出现在Linux 2.2.xx及以后版本内核当中的一种驱动程序接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区设备区。帧缓冲区为图像硬件设备提供了一种抽象化处理，它代表了一些视频硬件设备,允许应用软件通过定义明确的界面来访问图像硬件设备。这样软件无须了解任何涉及硬件底层驱动的东西（如硬件寄存器）。它允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写和I/O控制等 *** 作。通过专门的设备节点可对该设备进行访问，如/dev/fb*。用户可以将它看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以进行读写 *** 作，而读写 *** 作可以反映到LCD。

      帧缓冲（Frame Buffer）是Linux为显示设备提供的一个接口，把显存抽象后的一种设备，允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写 *** 作。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节，这些都是由Frame Buffer设备驱动来完成的。帧缓冲设备属于字符设备。

      Linux系统Frame Buffer本质上只是提供了对图形设备的硬件抽象，在开发者看来，Frame Buffer是一块显示缓存，向显示缓存中写入特定格式的数据就意味着向屏幕输出内容。

由于有了frambuffer的抽象，使得应用程序通过定义好的接口就可以访问硬件。所以应用程序不需要考虑底层的（寄存器级）的 *** 作。应用程序对设备文件的访问一般在/dev目录,如 /dev/fb*。

内核中的frambuffer在： drivers/video/fbmem.c (fb: frame buffer)

(1) 创建字符设备"fb", FB_MAJOR=29,主设备号为29。

(2）创建类，但并没有创建设备节点，因为需要注册了LCD驱动后，才会有设备节点；

2.1 fb_open函数如下:

(1) registered_fb[fbidx] 这个数组也是fb_info结构体,其中fbidx等于次设备号id,显然这个数组就是保存我们各个lcd驱动的信息

2.2 fb_read函数如下:

从.open和.read函数中可以发现,都依赖于fb_info帧缓冲信息结构体,它从registered_fb[fbidx]数组中得到,这个数组保存我们各个lcd驱动的信息。由此可见，fbmem.c提供的都是些抽象出来的东西，最终都得依赖registered_fb这个数组。

这个register_framebuffer()除了注册fb_info,还创建了设备节点。

以s3c2410fb.c为例，分析驱动的实现。

既然是总线设备驱动模型，那我们关心的是它的probe函数。

看到这里驱动的写法也大致清晰：

附：

LCD的显示过程与时序：

      1.显示从屏幕左上角第一行的第一个点开始，一个点一个点地在LCD上显示，点与点之间的时间间隔为VCLK（像素时钟信号）；当显示到屏幕的最右边就结束这一行(Line)，这一行的显示对应时序图上的HSYNC（水平同步信号）

      2. 接下来显示指针又回到屏幕的左边从第二行开始显示，显示指针针在从第一行的右边回到第二行的左边是需要一定的时间的，我们称之为行切换。

      3. 以此类推，显示指针就这样一行一行的显示至矩形的右下角才把一幅图像(帧：frame)显示完成，这一帧的显示时间在时序图上表示为VSYNC（垂直同步信号）。

参考：

https://sites.google.com/a/hongdy.org/www/linux/kernel/lcddriver

1) 在LCD上显示BMP或JPEG图片的主流程图

首先，在程序开始前。要在nfs/dev目录下创建LCD的设备结点，设备名fb0,设备类型为字符设备，主设备号为29，次设备号为0。命令如下：

mknod fb0 c 29 0

在LCD上显示图象的主流程图如图1所示。程序一开始要调用open函数打开设备，然后调用ioctl获取设备相关信息，接下来就是读取图形文件数据，把图象的RGB值映射到显存中，这部分是图象显示的核心。对于JPEG格式的图片，要先经过JPEG解码才能得到RGB数据，本项目中直接才用现成的JPEG库进行解码。对于bmp格式的图片，则可以直接从文件里面提取其RGB数据。要从一个bmp文件里面把图片数据阵列提取出来，首先必须知道bmp文件的格式。下面来详细介绍bmp文件的格式。

图1

2) bmp位图格式分析

位图文件可看成由四个部分组成：位图文件头、位图信息头、彩色表和定义位图的字节阵列。如图2所示。

图2

文件头中各个段的地址及其内容如图3。

图3

位图文件头数据结构包含BMP图象文件的类型，显示内容等信息。它的数据结构如下定义：

Typedef struct

{

int bfType；//表明位图文件的类型，必须为BM

long bfSize；//表明位图文件的大小，以字节为单位

int bfReserved1；//属于保留字，必须为本0

int bfReserved2；//也是保留字，必须为本0

long bfOffBits；//位图阵列的起始位置，以字节为单位

} BITMAPFILEHEADER；

2.1）信息头中各个段的地址及其内容如图4所示。

图4

位图信息头的数据结构包含了有关BMP图象的宽，高，压缩方法等信息，它的C语言数据结构如下:

Typedef struct {

long biSize； //指出本数据结构所需要的字节数

long biWidth；//以象素为单位，给出BMP图象的宽度

long biHeight；//以象素为单位，给出BMP图象的高度

intbiPlanes；//输出设备的位平面数，必须置为1

intbiBitCount；//给出每个象素的位数

long biCompress；//给出位图的压缩类型

long biSizeImage；//给出图象字节数的多少

long biXPelsPerMeter；//图像的水平分辨率

long biYPelsPerMeter；//图象的垂直分辨率

long biClrUsed；//调色板中图象实际使用的颜色素数

long biClrImportant；//给出重要颜色的索引值

} BITMAPINFOHEADER；

2.2）对于象素小于或等于16位的图片，都有一个颜色表用来给图象数据阵列提供颜色索引，其中的每块数据都以B、G、R的顺序排列，还有一个是reserved保留位。而在图形数据区域存放的是各个象素点的索引值。它的C语言结构如图5所示。

图5 颜色表数据结构

2.3）对于24位和32位的图片，没有彩色表，他在图象数据区里直接存放图片的RGB数据，其中的每个象素点的数据都以B、G、R的顺序排列。每个象素点的数据结构如图6所示。

图6 图象数据阵列的数据结构

2.4）由于图象数据阵列中的数据是从图片的最后一行开始往上存放的，因此在显示图象时，是从图象的左下角开始逐行扫描图象，即从左到右，从下到上。

2.5）对S3C2410或PXA255开发板上的LCD来说，他们每个象素点所占的位数为16位，这16位按B：G：R=5：6：5的方式分，其中B在最高位，R在最低位。而从bmp图象得到的R、G、B数据则每个数据占8位，合起来一共24位，因此需要对该R、G、B数据进行移位组合成一个16位的数据。移位方法如下：

b >>= 3g >>= 2r >>= 3

RGBValue = ( r<<11 | g <<5 | b)

基于以上分析，提取各种类型的bmp图象的流程如图7所示

图7

3) 实现显示任意大小的图片

开发板上的LCD屏的大小是固定的，S3C2410上的LCD为：240*320，PXA255上的为：640*480。比屏幕小的图片在屏上显示当然没问题，但是如果图片比屏幕大呢？这就要求我们通过某种算法对图片进行缩放。

缩放的基本思想是将图片分成若干个方块，对每个方块中的R、G、B数据进行取平均，得到一个新的R、G、B值，这个值就作为该方块在LCD屏幕上的映射。

缩放的算法描述如下：

(1)、计算图片大小与LCD屏大小的比例，以及方块的大小。为了适应各种屏幕大小，这里并不直接给lcd_width和lcd_height赋值为240和320。而是调用标准的接口来获取有关屏幕的参数。具体如下：

// Get variable screen information

if (ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)) {

printf("Error reading variable information. ")

exit(3)

}

unsigned int lcd_width=vinfo.xres

unsigned int lcd_height=vinfo.yres

计算比例：

widthScale=bmpi->width/lcd_width

heightScale=bmpi->height/lcd_height

本程序中方块的大小以如下的方式确定：

unsigned int paneWidth=

unsigned int paneHeight=

符号 代表向上取整。

(2)、从图片的左上角开始，以(i* widthScale，j* heightScale)位起始点，以宽paneWidth 高paneHeight为一个小方块，对该方块的R、G、B数值分别取平均，得到映射点的R、G、B值，把该点作为要在LCD上显示的第（i , j）点存储起来。

这部分的程序如下：

//-------------取平均--------

for( i=0i<now_heighti++)

{

for(j=0j<now_widthj++)

{

color_sum_r=0

color_sum_g=0

color_sum_b=0

for(m=i*heightScalem<i*heightScale+paneHeightm++)

{

for(n=j*widthScalen<j*widthScale+paneWidthn++)

{

color_sum_r+=pointvalue[m][n].r

color_sum_g+=pointvalue[m][n].g

color_sum_b+=pointvalue[m][n].b

}

}

RGBvalue_256->r=div_round(color_sum_r,paneHeight*paneWidth)

RGBvalue_256->g=div_round(color_sum_g,paneHeight*paneWidth)

RGBvalue_256->b=div_round(color_sum_b,paneHeight*paneWidth)

}

}

4) 图片数据提取及显示的总流程

通过以上的分析，整个图片数据提取及显示的总流程如图8 所示。

图 8

图像显示应用程序:

#include <errno.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <unistd.h>

#include <stdint.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <asm/types.h>

#include <linux/videodev2.h>

#include <sys/mman.h>

#include <string.h>

#include <malloc.h>

#include <linux/fb.h>

#include <jpeglib.h>

#include <jerror.h>

struct fb_dev

{

//for frame buffer

int fb

void *fb_mem //frame buffer mmap

int fb_width, fb_height, fb_line_len, fb_size

int fb_bpp

} fbdev

//得到framebuffer的长、宽和位宽，成功则返回0，失败返回－1

int fb_stat(int fd)

{

struct fb_fix_screeninfo fb_finfo

struct fb_var_screeninfo fb_vinfo

if (ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fb_finfo))

{

perror(__func__)

return (-1)

}

if (ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_vinfo))

{

perror(__func__)

return (-1)

}

fbdev.fb_width = fb_vinfo.xres

fbdev.fb_height = fb_vinfo.yres

fbdev.fb_bpp = fb_vinfo.bits_per_pixel

fbdev.fb_line_len = fb_finfo.line_length

fbdev.fb_size = fb_finfo.smem_len

return (0)

}

//转换RGB888为RGB565（因为当前LCD是采用的RGB565显示的）

unsigned short RGB888toRGB565(unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue)

{

unsigned short B = (blue >>3) &0x001F

unsigned short G = ((green >>2) <<5) &0x07E0

unsigned short R = ((red >>3) <<11) &0xF800

return (unsigned short) (R | G | B)

}

//释放framebuffer的映射

int fb_munmap(void *start, size_t length)

{

return (munmap(start, length))

}

//显示一个像素点的图像到framebuffer上

int fb_pixel(void *fbmem, int width, int height, int x, int y, unsigned short color)

{

if ((x >width) || (y >height))

return (-1)

unsigned short *dst = ((unsigned short *) fbmem + y * width + x)

*dst = color

return 0

}

int main(int argc, char **argv)

{

int fb

FILE *infile

struct jpeg_decompress_struct cinfo

int x,y

unsigned char *buffer

char s[15]

struct jpeg_error_mgr jerr

if ((fb = open("/dev/fb0", O_RDWR)) <0)//打开显卡设备

{

perror(__func__)

return (-1)

}

//获取framebuffer的状态

fb_stat(fb) //获取显卡驱动中的长、宽和显示位宽

printf("frame buffer: %dx%d, %dbpp, 0x%xbyte= %d\n",

fbdev.fb_width, fbdev.fb_height, fbdev.fb_bpp, fbdev.fb_size, fbdev.fb_size)

//映射framebuffer的地址

fbdev.fb_mem = mmap (NULL, fbdev.fb_size, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0)

if ((infile = fopen("lcd.jpg", "rb")) == NULL)

{

fprintf(stderr, "open %s failed\n", s)

exit(-1)

}

ioctl(fb, FBIOBLANK,0) //打开LCD背光

cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr)

jpeg_create_decompress(&cinfo)

//导入要解压的Jpeg文件infile

jpeg_stdio_src(&cinfo, infile)

//读取jpeg文件的文件头

jpeg_read_header(&cinfo, TRUE)

//开始解压Jpeg文件，解压后将分配给scanline缓冲区，

jpeg_start_decompress(&cinfo)

buffer = (unsigned char *) malloc(cinfo.output_width

* cinfo.output_components)

y = 0

while (cinfo.output_scanline <cinfo.output_height)

{

jpeg_read_scanlines(&cinfo, &buffer, 1)

if(fbdev.fb_bpp == 16)

{

unsigned short color

for (x = 0x <cinfo.output_widthx++)

{

color = RGB888toRGB565(buffer[x * 3],

buffer[x * 3 + 1], buffer[x * 3 + 2])

fb_pixel(fbdev.fb_mem, fbdev.fb_width, fbdev.fb_height, x, y, color)

}

}

else if(fbdev.fb_bpp == 24)

{

memcpy((unsigned char *)fbdev.fb_mem + y * fbdev.fb_width * 3, buffer,

cinfo.output_width * cinfo.output_components)

}

y++

}

//完成Jpeg解码，释放Jpeg文件

jpeg_finish_decompress(&cinfo)

jpeg_destroy_decompress(&cinfo)

//释放帧缓冲区

free(buffer)

//关闭Jpeg输入文件

fclose(infile)

fb_munmap(fbdev.fb_mem, fbdev.fb_size)//释放framebuffer映射

close(fb)

}

文章是我转载的http://blog.chinaunix.net/uid-25120309-id-3794265.html

但是测试发现编译无法通过，

报错:

LCD.C:(.text+0x384): undefined reference to `jpeg_std_error(jpeg_error_mgr*)'

LCD.C:(.text+0x3a0): undefined reference to `jpeg_CreateDecompress(jpeg_decompress_struct*, int, unsigned int)'

LCD.C:(.text+0x3b0): undefined reference to `jpeg_stdio_src(jpeg_decompress_struct*, _IO_FILE*)'

LCD.C:(.text+0x3c0): undefined reference to `jpeg_read_header(jpeg_decompress_struct*, int)'

LCD.C:(.text+0x3cc): undefined reference to `jpeg_start_decompress(jpeg_decompress_struct*)'

LCD.C:(.text+0x410): undefined reference to `jpeg_read_scanlines(jpeg_decompress_struct*, unsigned char**, unsigned int)'

LCD.C:(.text+0x59c): undefined reference to `jpeg_finish_decompress(jpeg_decompress_struct*)'

LCD.C:(.text+0x5a8): undefined reference to `jpeg_destroy_decompress(jpeg_decompress_struct*)'

collect2: ld returned 1 exit status

经过在网上查找，确定是JPEG解码库问题，我首先在Ubuntu安装了jpeg库

libjpeg 库的安装

在源文件里将

#include <jpeglib.h>

改成

extern "C" {

#include <jpeglib.h>

}

这里是有问题的，注意gcc 会把LCD.C当成c++编译，而把LCD.c当成C语言编译，改成lcd.c后就没有上边红色部分错误

由于是有的是JPEG解码库，链接的时候需要加上-ljpeg 选项

使用命令 arm-linux-gcc -ljpeg LCD.C -o LCD #add -ljpeg option 编译源文件成功，

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开发板lcd上显示图片

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lcd屏幕显示bmp、jpg图片

文章目录BMP图片显示：jpeg压缩过程 RGB： ARGB 32bit 4Byte A：【24-31】 R：【16-23】 G：【8-15】 B：【0-7】 图片显示 显示思路： （1）打开液晶屏（open），进行内存映射(mmap) （2）打开图片，读取颜色数据 （3）将读取到的颜色数据映射到液晶屏 （4）关闭图片文件，液晶屏，解除内存映射 BMP图片显示： 没有经过压缩的二进制位图文件，文件较大，获取颜色数据方便 一张800*480的bmp格式的图片 8004803 = 1152000Byt

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