66最简单的linuxframebuffer设备驱动实现

在linux系统中，没有lcd驱动这种叫法，只有framebuffer设备驱动，也就是显存驱动。 这种驱动是用于实现提供应用程序的窗口图像的显示接口，如QT窗口程序的显示.

struct fb_info 的一个对象表示一个framebuffer设备
struct fb_info结构体成员比较多， 最起码需要初始化下面列出的几个成员

struct fb_info fbi {
    ...
    struct fb_var_screeninfo var;   /* Current var */ 
    struct fb_fix_screeninfo fix;   /* Current fix */ 
    ...
    struct fb_ops *fbops;
    char __iomem *screen_base;  /* Virtual address */
    unsigned long screen_size;  /* Amount of ioremapped VRAM or 0 */ 
    void *pseudo_palette;       /* Fake palette of 16 colors 
 ....
};

struct fb_var_screeninfo {
 __u32 xres; /* visible resolution */
    __u32 yres;
    __u32 xres_virtual;     /* virtual resolution */
    __u32 yres_virtual;
    __u32 bits_per_pixel;       /* guess what */

    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 
 ....
}

struct fb_fix_screeninfo {
 char id[16]; /* identification string eg "TT Builtin" */
    unsigned long smem_start;   /* Start of frame buffer mem */
                    /* (physical address) */
    __u32 smem_len;         /* Length of frame buffer mem */
    __u32 type;         /* see FB_TYPE_* */
    __u32 visual;           /* see FB_VISUAL_* */ 
    __u32 line_length;      /* length of a line in bytes */ bit
    ....
}

///////////////////////所用的函数说明////////////////////

extern struct fb_info *framebuffer_alloc(size_t size, struct device *dev); //因fb_info结构体比较大，需用这函数动态分配空间. size是除了fb_info对象的空间外，额外还分配多少空间
extern void framebuffer_release(struct fb_info *info); // 回收fb_info对象

extern int register_framebuffer(struct fb_info *fb_info); //注册fb设备
extern int unregister_framebuffer(struct fb_info *fb_info); //反注册fb设备


//显存其实就是在内存里分配出的一个缓冲区，而且这缓冲区还需要禁用数据缓存，为了让显存数据可以实时更新,所以还需要用下面两函数来分配和回收显存的缓冲区

void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle,
           gfp_t flag)  //申请出来的缓冲区禁用data cache, write buffer
    size指申请多大, dma_handle用来存放物理地址, GFP_KERNEL
    函数返回值为申请的缓冲区的虚拟地址

void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
            dma_addr_t dma_handle)
    释放空间. cpu_addr为虚拟地址, dma_handle为物理地址

///////////////
在fb_info里的struct fb_ops成员可以为空间，因为基本的操作如fb_open/release/read/write/ioctl等都已在fbmem.c里有实现
    同时fb_fillrect函数功能有在cfbfillrect.c里实现，函数名为cfb_fillrect
    fb_copyarea   在cfbcopyarea.c
    fb_imageblit  在cfbimgblt.c
    fb_cursor     在softcursor.c

//////////////////////////////////////////////////
实现一个最简单的fb设备驱动:
test.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fb.h>
#include <linux/dma-mapping.h>

#define X 1024
#define Y 768

u32 p_addr; //用于存放显存的物理地址
u8 *v_addr; //用于存放显存的虚拟地址, 在驱动代码，我们也只能操作缓存的虚拟地址

struct fb_ops fops = { //这里不实现操作函数，使用fbmem.c里实现的功能函数
               //如果这里实现了功能函数，则会调用这里实现的函数
};

struct fb_info *fbi;
static int __init test_init(void)
{
    v_addr = dma_alloc_coherent(NULL, X*Y*4, &p_addr, GFP_KERNEL); //分配显存的缓冲区

    //动态分配fb_info的对象空间,　而且额外分配100个字节(这100字节空间的地址==&fbi[1])
    fbi = framebuffer_alloc(100, NULL);

    fbi->var.xres = X; //分辨率
    fbi->var.yres = Y;
    fbi->var.xres_virtual = X;
    fbi->var.yres_virtual = Y;
    fbi->var.bits_per_pixel = 32; // 32位每个像素
    fbi->var.red.offset = 16; //像素数据里的红
    fbi->var.red.length = 8;
    fbi->var.green.offset = 8; //像素数据里的绿
    fbi->var.green.length = 8;
    fbi->var.blue.offset = 0; //像素数据里的蓝
    fbi->var.blue.length = 8;

    strcpy(fbi->fix.id, "myfb"); 
    fbi->fix.smem_start = p_addr; //显存的物理地址
    fbi->fix.smem_len = X*Y*4; //显存缓冲区大小
    fbi->fix.type = FB_TYPE_PACKED_PIXELS; //像素数据是打包的方式
    fbi->fix.visual = FB_VISUAL_TRUECOLOR; //真彩色
    fbi->fix.line_length = X*4; //每一行多少个字节

    fbi->fbops = &fops; 
    fbi->screen_base = v_addr; // 显示缓冲区的虚拟地址
    fbi->screen_size = X*Y*4;


    return register_framebuffer(fbi); //注册fb设备
}

static void __exit test_exit(void)
{
    unregister_framebuffer(fbi);
    framebuffer_release(fbi);

    dma_free_coherent(NULL, X*Y*4, v_addr, p_addr);
}

module_init(test_init);
module_exit(test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

//////////////////////////////////
加载模块后，在”/dev/”目录下会多一个fb8设备文件。
可以设置QT的环境变量让QT程序从指定的fb设备刷出来.
如: export QT_QPA_PLATFORM=linuxfb:fb=/dev/fb8

让qt程序执行起来后，再从/dev/fb8读出显存数据，加上图像文件头后，就可以看到QT程序在显存里的状况了