一个简单的framebuffer的显示使用例子

本文详细介绍了一种基于OLED显示屏的Framebuffer驱动实现方法。在内核层面上,通过I2C接口完成设备注册,并实现了framebuffer的初始化过程。而在应用层面,提供了具体的示例代码来展示如何操作framebuffer进行显示更新。

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    本例子中,显示设备是一个oled的显示屏; 没有过多的关于分辨率,刷新频率的设置; 只是演示一个framebuffer的例子。

一, kernel层的驱动代码如下:

    1. 注册,这是一个使用i2c通讯的显示设备,因此注册成一个i2c设备。

          定义:

struct ssd1307fb_par {
	struct i2c_client *client;
	u32 height;
	struct fb_info *info;
	struct ssd1307fb_ops *ops;
	u32 page_offset;
	struct pwm_device *pwm;
	u32 pwm_period;
	int reset;
	int bklight;
	u32 width;
};

static const struct i2c_device_id ssd1307fb_i2c_id[] = {
	{ "ssd1305fb", 0 },
	{ "ssd1306fb", 0 },
	{ "ssd1307fb", 0 },
	{ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, ssd1307fb_i2c_id);

static struct i2c_driver ssd1307fb_driver = {
	.probe = ssd1307fb_probe,
	.remove = ssd1307fb_remove,
	.suspend = ssd1307fb_suspend,
	.resume = ssd1307fb_resume,
	.id_table = ssd1307fb_i2c_id,
	.driver = {
		.name = "ssd1307fb",
		.of_match_table = ssd1307fb_of_match,
		.owner = THIS_MODULE,
	},
};

module_i2c_driver(ssd1307fb_driver);

     2. 正常启动后进入probe() 函数, 进行初始化,包括变量的初始化,显示器件寄存器的初始化,和framebuffer的初始化等; 我们只列举关于framebuffer的初始化。

	struct fb_info *info;
	struct device_node *node = client->dev.of_node;
	u32 vmem_size;
	struct ssd1307fb_par *par;
	u8 *vmem;
	int ret;

	info = framebuffer_alloc(sizeof(struct ssd1307fb_par), &client->dev);
	if (!info) {
		dev_err(&client->dev, "Couldn't allocate framebuffer.\n");
		return -ENOMEM;
	}
	par->ops = (struct ssd1307fb_ops *)of_match_device(ssd1307fb_of_match,
							   &client->dev)->data;

	vmem_size = par->width * par->height / 8;

	vmem = vmalloc(vmem_size);
	if (!vmem) {
		dev_err(&client->dev, "Couldn't allocate graphical memory.\n");
		ret = -ENOMEM;
		goto fb_alloc_error;
	}

	info->fbops = &ssd1307fb_ops;
	info->fix = ssd1307fb_fix;
	info->fix.line_length = par->width / 8;
	info->fbdefio = &ssd1307fb_defio;
	info->var = ssd1307fb_var;
	info->var.xres = par->width;
	info->var.xres_virtual = par->width;
	info->var.yres = par->height;
	info->var.yres_virtual = par->height;

	info->var.red.length = 1;
	info->var.red.offset = 0;
	info->var.green.length = 1;
	info->var.green.offset = 0;
	info->var.blue.length = 1;
	info->var.blue.offset = 0;

	info->screen_base = (char *)vmem;
	info->fix.smem_start = (unsigned long)vmem;
	info->fix.smem_len = vmem_size;

	fb_deferred_io_init(info);
       //   以上是对 info 变量的初始化,在我们的例子里,有一些,未必用到;

    memcpy(vmem, picture1, vmem_size);
    ssd1305fb_update_display(par);
    dev_info(&client->dev, "%s: have update display\n", __func__);

	ret = register_framebuffer(info);
	if (ret) {
		dev_err(&client->dev, "Couldn't register the framebuffer\n");
		goto panel_init_error;
	}
       //  上面是对共享内存的初始化和, 进行framebuffer的注册。

       //  在上面的注册中, 一些文件系统的定义如下:

static struct fb_ops ssd1307fb_ops = {
	.owner		= THIS_MODULE,
	.fb_read	= fb_sys_read,
	.fb_write	= ssd1307fb_write,
	.fb_fillrect	= ssd1307fb_fillrect,
	.fb_copyarea	= ssd1307fb_copyarea,
	.fb_imageblit	= ssd1307fb_imageblit,
};

        //   在上面的文件ops注册中, 虽然定义了 fb_read 和 fb_write 等文件节点,但在我们的例子中,这几个节点都没有用到。我们使用的是下面的 fb_deferred_io 的结构。
        //  在下面中, ssd1307fb_ssd1305_init  函数会被自动调用,进行oled显示设备的初始化。

static struct ssd1307fb_ops ssd1307fb_ssd1305_ops = {
	.init	= ssd1307fb_ssd1305_init,
};

static struct ssd1307fb_ops ssd1307fb_ssd1306_ops = {
	.init	= ssd1307fb_ssd1306_init,
};

static const struct of_device_id ssd1307fb_of_match[] = {
	{
		.compatible = "solomon,ssd1305fb-i2c",
		.data = (void *)&ssd1307fb_ssd1305_ops,
	},
	{
		.compatible = "solomon,ssd1306fb-i2c",
		.data = (void *)&ssd1307fb_ssd1306_ops,
	},
	{
		.compatible = "solomon,ssd1307fb-i2c",
		.data = (void *)&ssd1307fb_ssd1307_ops,
	},
	{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, ssd1307fb_of_match);

       //   针对共享内存的buff的初始化,如下:

static void ssd1307fb_deferred_io(struct fb_info *info,
				struct list_head *pagelist)
{
	ssd1305fb_update_display(info->par);
}

static struct fb_deferred_io ssd1307fb_defio = {
	.delay		= HZ,
	.deferred_io	= ssd1307fb_deferred_io,
};

       //    这样,当应用层更改共享内存的数据时,则 ssd1307fb_deferred_io()  函数会自动被调用; 从而调用ssd1305fb_update_display()函数,进行显示的刷新。


二、 应用层的调用例子:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/mman.h>

#define SSD1307FB_SSD1305_MAX_COL		128
#define SSD1307FB_SSD1305_MAX_ROW		64

unsigned char picture5[SSD1307FB_SSD1305_MAX_ROW/8][SSD1307FB_SSD1305_MAX_COL]={
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
...     ...

int main()
{
    int fbfd = 0;
    struct fb_var_screeninfo vinfo;
    struct fb_fix_screeninfo finfo;
    long int screensize = 0;
    char *fbp = 0;

    // Open the file for reading and writing
    fbfd = open("/dev/graphics/fb3", O_RDWR);
    if (fbfd < 0) {
        printf("Error: cannot open framebuffer device.\n");
        exit(1);
    }
    printf("The framebuffer device was opened successfully. fbfd=%x\n", fbfd);

    screensize = 128 * 8;

    printf("the screensize is %d\n", screensize );

    // Map the device to memory
    fbp = (char *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
                       fbfd, 0);
    if ((int)fbp == -1) {
        printf("Error: failed to map framebuffer device to memory.\n");
        exit(4);
    }
    printf("The framebuffer device was mapped to memory successfully.\n");

    memcpy(fbp, picture5, screensize);

    munmap(fbp, screensize);

    close(fbfd);
    return 0;
}



### 树莓派使用Framebuffer驱动DLPDLCR230NPEVM显示图片 要在树莓派上通过 Framebuffer 驱动 DLPDLCR230NPEVM 显示图片,可以按照以下方法实现: #### 1. **了解 Framebuffer 的基本原理** Linux FrameBuffer 提供了一种对图形设备的硬件抽象机制。它允许开发者将图像数据直接写入到内存中的某个区域(即帧缓冲区),从而让显示控制器能够读取这些数据并将其渲染到屏幕上。对于初始化为 16 位色的 FrameBuffer 而言,每两个字节表示屏幕上的一个像素点[^1]。 #### 2. **配置树莓派的 Framebuffer** 为了使树莓派支持外部显示器或投影仪,可能需要调整其启动参数以启用适当的分辨率和颜色深度设置。可以通过修改 `/boot/config.txt` 文件完成此操作。例如: ```bash sudo nano /boot/config.txt ``` 在文件中添加如下内容以适配目标设备的要求: ```plaintext hdmi_force_hotplug=1 hdmi_group=2 hdmi_mode=87 hdmi_cvt=<width> <height> <refresh_rate> <aspect_ratio> framebuffer_width=<width> framebuffer_height=<height> ``` 其中 `<width>` 和 `<height>` 表示所需的分辨率尺寸;`<refresh_rate>` 是刷新率;而 `aspect_ratio` 则定义宽高比例[^1]。 #### 3. **安装必要的软件包** 确保已安装用于处理图像以及访问 framebuffer 设备的相关工具库: ```bash sudo apt-get update && sudo apt-get install -y fbi imagemagick ``` 这里提到的 `fbi` 工具是一个专门用来查看 framebuffer 图像的应用程序,非常适用于本场景下的需求。 #### 4. **编写脚本来加载图片至 Framebuffer** 创建一个新的 Python 脚本或者 Shell Script 来自动化这一过程。下面给出的是基于 Bash 的简单例子: ```bash #!/bin/bash IMAGE_PATH="/path/to/your/image.jpg" FRAMEBUFFER_DEVICE="/dev/fb0" clear_fbi(){ killall fbi &>/dev/null || true } show_image_on_fb(){ clear_fbi fbi --noverbose -T 1 -a "$IMAGE_PATH" >/dev/null & } show_image_on_fb exit 0 ``` 该脚本会先清理掉任何正在运行的 `fbi` 实例,接着再调用 `fbi` 将指定路径下的图片展示于默认的 framebuffer 上(`/dev/fb0`)。 如果希望进一步定制化,则可通过编程语言如 C/C++ 或者其他高级语言手动操控 framebuffer 数据结构来达到更灵活的效果[^1]。 #### 5. **连接与测试** 最后一步便是实际连线并将上述准备好的环境部署到真实的物理环境中去验证效果如何。确认好所有接线无误之后重启系统,并执行之前编写的脚本观察结果是否符合预期。 --- ### 注意事项 - 如果遇到兼容性问题,请查阅具体型号的技术手册获取更多细节说明。 - 对于某些特殊类型的显示屏来说,可能还需要额外安装驱动程序才能正常工作。
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