凌云实验室推出的ARM Linux物联网网关开发板IGKBoard(IoT Gateway Kit Board)项目源码
guowenxue
2022-08-27 024203b0f98e5e8c3ca0f3d680ff092b435d1802
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
/********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2021 Guo Wenxue<Email:guowenxue@gmail.com QQ:281143292>
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  fbtest.c
 *    Description:  This program used to:
 *                  1, Show framebuffer device information
 *                  2, Show RGB color on LCD full screen
 *                  3, Show BMP file on LCD;
 *
 *        Version:  1.0.0(08/26/22)
 *         Author:  Guo Wenxue <wenxue.guo@avnet.com>
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "08/26/22 12:56:31"
 *                 
 ********************************************************************************/
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <stdint.h>  
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>  
#include <fcntl.h>  
#include <getopt.h>
#include <libgen.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <linux/fb.h>  
#include <sys/mman.h>  
 
#define PROG_VERSION      "1.0.0"
 
enum
{
    CMD_SHOW_INFO, /* show LCD info  */
    CMD_SHOW_RGB,  /* show RGB color */
    CMD_SHOW_BMP,  /* show BMP file  */
};
 
typedef struct fb_ctx_s 
{
    int                       fd;       /* framebuffer file descriptor */
    char                      dev[64];  /* framebuffer device name */
    long                      fb_size;  /* framebuffer size */
    int                       pix_size; /* lcd screen pix size  */
    struct fb_var_screeninfo  vinfo;    /* framebuffer var information */
    char                     *fbp;      /* framebuffer mmap() address */
} fb_ctx_t; 
 
 
int fb_init(fb_ctx_t *fb_ctx);
int fb_term(fb_ctx_t *fb_ctx);
int show_rgb(fb_ctx_t *fb_ctx, int times);
int show_bmp(fb_ctx_t *fb_ctx, char *bmp_file);
 
static void program_usage(char *progname)
{
    printf("Usage: %s [OPTION]...\n", progname);
    printf(" %s is a program to show RGB color or BMP file on LCD screen\n", progname);
 
    printf("\nMandatory arguments to long options are mandatory for short options too:\n");
    printf(" -d[device  ]  Specify framebuffer device, such as: /dev/fb0\n");
    printf(" -c[color   ]  Display RGB corlor on LCD screen for some times, such as: -c 3\n");
    printf(" -b[bmp     ]  Display BMP file, such as: -b bg.bmp\n");
    printf(" -h[help    ]  Display this help information\n");
    printf(" -v[version ]  Display the program version\n");
 
    printf("\n%s version %s\n", progname, PROG_VERSION);
    return;
}
 
int main (int argc, char **argv)
{  
    fb_ctx_t                  fb_ctx;
    char                     *progname=NULL;
    char                     *bmp_file=NULL;
    char                     *fb_dev="/dev/fb0";
    int                       cmd = CMD_SHOW_INFO;
    int                       opt, times;
 
    struct option long_options[] = { 
        {"device", required_argument, NULL, 'd'},
        {"color", required_argument, NULL, 'c'},
        {"bmp", required_argument, NULL, 'b'},
        {"version", no_argument, NULL, 'v'},
        {"help", no_argument, NULL, 'h'},
        {NULL, 0, NULL, 0}
    };
 
    progname = (char *)basename(argv[0]);
 
    /* Parser the command line parameters */
    while ((opt = getopt_long(argc, argv, "d:c:b:vh", long_options, NULL)) != -1)
    {
        switch (opt)
        {
            case 'd': /* Set framebuffer device */
                 fb_dev = optarg;
                break;
 
            case 'b': /* Set BMP file */
                bmp_file = optarg;
                cmd = CMD_SHOW_BMP;
                break;
 
            case 'c': /* Show RGB color */
                times = atoi(optarg);
                cmd = CMD_SHOW_RGB;
                break;
 
            case 'v':  /* Get software version */
                printf("%s version %s\n", progname, PROG_VERSION);
                return 0;
 
            case 'h':  /* Get help information */
                program_usage(progname);
                return 0;
 
            default:
                break;
        }
 
    }
 
    memset(&fb_ctx, 0, sizeof(fb_ctx));
    strncpy(fb_ctx.dev, fb_dev, sizeof(fb_ctx.dev));
 
    if( fb_init(&fb_ctx) < 0 )
    {
        printf("ERROR: Initial framebuffer device '%s' failure.\n", fb_ctx.dev);
        return 1;
    }
 
    switch( cmd )
    {
        case CMD_SHOW_RGB:
            show_rgb(&fb_ctx, times);
            break;
 
        case CMD_SHOW_BMP:
            show_bmp(&fb_ctx, bmp_file);
            break;
 
        default:
            break;
    }
 
    fb_term(&fb_ctx);
 
    return 0;
}
 
 
int fb_get_var_screeninfo(int fd, struct fb_var_screeninfo *vinfo)
{
    if( fd<0 || !vinfo )
    {
        printf("ERROR: Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    if(ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, vinfo))
    {
        printf("ERROR: ioctl() get variable info failure: %s\n", strerror(errno));  
        return -2;
    }  
 
    printf("LCD information : %dx%d, bpp:%d rgba:%d/%d,%d/%d,%d/%d,%d/%d\n", vinfo->xres, vinfo->yres, vinfo->bits_per_pixel,
            vinfo->red.length, vinfo->red.offset, vinfo->green.length, vinfo->green.offset, 
            vinfo->blue.length,vinfo->blue.offset, vinfo->transp.length, vinfo->transp.offset);
 
    return 0;
}
 
int fb_init(fb_ctx_t *fb_ctx)
{
    struct fb_var_screeninfo    *vinfo;
 
    if( !fb_ctx || !strlen(fb_ctx->dev) )
    {
        printf("ERROR: Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    if( (fb_ctx->fd=open(fb_ctx->dev, O_RDWR)) < 0 )
    {
        printf("ERROR: Open framebuffer device '%s' failure: %s\n", fb_ctx->dev, strerror(errno));  
        return -2;
    } 
 
    fb_get_var_screeninfo(fb_ctx->fd, &fb_ctx->vinfo);
 
    vinfo = &fb_ctx->vinfo;
    fb_ctx->fb_size = vinfo->xres * vinfo->yres * vinfo->bits_per_pixel / 8;  
    fb_ctx->pix_size = vinfo->xres * vinfo->yres;
 
    fb_ctx->fbp =(char *)mmap(0, fb_ctx->fb_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fb_ctx->fd ,0);  
    if ( !fb_ctx->fbp )  
    {    
        printf ("ERROR: Framebuffer mmap() failure: %s\n", strerror(errno));  
        return -2;
    }
 
    vinfo->xoffset = 0;
    vinfo->yoffset = 0;
 
    return 0;
}
 
int fb_term(fb_ctx_t *fb_ctx)
{
    if( !fb_ctx )
    {
        printf("ERROR: Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    munmap(fb_ctx->fbp, fb_ctx->fb_size);
    close (fb_ctx->fd);
 
    return 0;
}
 
int show_rgb_screen(fb_ctx_t *fb_ctx)
{
    struct fb_var_screeninfo    *vinfo;
    char                        *fb_addr;
    int                          interval = 1;
    int                          i, color;
    int                          bpp_bytes;
 
    if( !fb_ctx )
    {
        printf("ERROR: Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    vinfo = &fb_ctx->vinfo;
    bpp_bytes = vinfo->bits_per_pixel / 8;
 
    printf("show full screen on red\n");
    color = (1<<vinfo->red.length-1) << vinfo->red.offset;
    fb_addr = fb_ctx->fbp;
    for(i=0; i<fb_ctx->pix_size; i++)
    {
        memcpy(fb_addr, &color, bpp_bytes);
        fb_addr += bpp_bytes;
    }
    sleep(interval);
 
    printf("show full screen on green\n");
    color = (1<<vinfo->green.length-1) << vinfo->green.offset;
    fb_addr = fb_ctx->fbp;
    for(i=0; i<fb_ctx->pix_size; i++)
    {
        memcpy(fb_addr, &color, bpp_bytes);
        fb_addr += bpp_bytes;
    }
    sleep(interval);
 
    printf("show full screen on blue\n");
    color = (1<<vinfo->blue.length-1) << vinfo->blue.offset;
    fb_addr = fb_ctx->fbp;
    for(i=0; i<fb_ctx->pix_size; i++)
    {
        memcpy(fb_addr, &color, bpp_bytes);
        fb_addr += bpp_bytes;
    }
    sleep(interval);
 
    return 0;
}
 
int show_rgb(fb_ctx_t *fb_ctx, int times)
{
    int       i;
 
    if( !fb_ctx )
    {
        printf("ERROR: Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    for(i=0; i<times; i++)
    {
        show_rgb_screen(fb_ctx);
    }
 
    return 0;
}
 
 
/* BMP format: https://blog.csdn.net/weixin_39756273/article/details/110585675  */
typedef struct bmp_file_head_s 
{
    uint8_t  bfType[2];        /* BMP file type: "BM" */
    int32_t bfSize;           /* BMP file size */
    int32_t bfReserved;       /* reserved */
    int32_t bfoffBits;        /* image data offset */
}__attribute__((packed)) bmp_file_head_t; 
 
 
typedef struct bmp_bitmap_info_s 
{
    int32_t biSize;           /* this struture size */
    int32_t biWidth;          /* image width in pix */
    int32_t biHeight;         /* image height in pix */
    uint16_t biPlanes;         /* display planes, always be 1 */
    uint16_t biBitCount;       /* bpp: 1,4,8,16,24,32 */
    int32_t biCompress;       /* compress type */
    int32_t biSizeImage;      /* image size in byte */
    int32_t biXPelsPerMeter;  /* x-res in pix/m */
    int32_t biYPelsPerMeter;  /* y-res in pix/m */
    int32_t biClrUsed;
    int32_t biClrImportant;
}__attribute__((packed)) bmp_bitmap_info_t; 
 
/*
 * BMP image file format:
 * +----------------+------------------+--------------------+---------------+
 * | File Head(14B) | Bitmap Info(40B) | color palette(OPT) |  bitmap data  |
 * +----------------+------------------+--------------------+---------------+
 */
int show_bmp(fb_ctx_t *fb_ctx, char *bmp_file)
{
    struct fb_var_screeninfo    *vinfo;
    char                        *fb_addr;
    bmp_file_head_t            *file_head;
    bmp_bitmap_info_t          *bitmap_info;
    struct stat                 statbuf;
    char                       *f_addr;
    char                       *d_addr;
    char                       *p_addr;
    int                         fd;
    int                         bpp_bytes;
    int                         i, j;
    int                         width, height;
 
    if( !fb_ctx || !bmp_file )
    {
        printf("ERROR: Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    if( (fd=open(bmp_file, O_RDONLY)) < 0 )
    {
        printf("ERROR: Open file '%s' failure: %s\n", bmp_file, strerror(errno));
        return -2;
    }
 
    fstat(fd, &statbuf);
    f_addr =(char *)mmap(0, statbuf.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd ,0);  
    if ( !f_addr )   
    {    
        printf ("ERROR: BMP file mmap() failure: %s\n", strerror(errno));  
        return -2; 
    }   
 
    /* BMP file header */
    file_head = (bmp_file_head_t *)f_addr;
    if( memcmp(file_head->bfType, "BM", 2) != 0)  
    {
        printf("ERROR: It's not a BMP file\n");
        return -3;
    }
 
    /* BMP bitmap information header */
    bitmap_info = (bmp_bitmap_info_t *)(f_addr+sizeof(bmp_file_head_t));
 
    /* BMP bitmap data */
    d_addr = f_addr + file_head->bfoffBits;
 
    vinfo = &fb_ctx->vinfo;
    fb_addr = fb_ctx->fbp;
    bpp_bytes = vinfo->bits_per_pixel / 8;
 
    width = bitmap_info->biWidth>vinfo->xres ? vinfo->xres : bitmap_info->biWidth;
    height = bitmap_info->biHeight>vinfo->yres ? vinfo->yres : bitmap_info->biHeight;
 
    printf("BMP file '%s': %dx%d and display %dx%d\n", bmp_file, bitmap_info->biWidth, bitmap_info->biHeight, width, height);
 
    /* if biHeight is positive, the bitmap is a bottom-up DIB */
    for(i=0; i<height; i++)
    {
        p_addr=d_addr+(height-1-i)*bitmap_info->biWidth*bpp_bytes;
        memcpy(fb_addr, p_addr, bpp_bytes*width);
        fb_addr += bpp_bytes * vinfo->xres;
    }
 
    munmap(f_addr, statbuf.st_size);
    close (fd);
 
    return 0;
}