Linux高级应用（二）文件IO函数与液晶屏显示

一、结构体占用的内存
struct test {
char a;
int b;
short c;
long d;
char *p;
};
求该结构体占用的内存？sizeof(struct test)
1、在32bits的系统下—（试验箱）
2、在64bits的系统下—（ubuntu12.04）

注意：
求一个结构体占用内存的大小不是简单的每个成员大小的和。需要满足一定的地址对齐方式。
char—不需要对齐
short ----地址除以2可以整除
int ----地址除以4可以整除
long（指针）—地址除以4（或者8）可以整除

二、使用Linux的文件IO函数在液晶屏上显示颜色
1、文件操作的函数
在Linux系统中“一切皆文件”，访问Linux系统中的设备和访问文件的方法是一致的。
文件IO函数：
open()
read()
write()
lseek()
close()
其他：
ioctl()
mmap()

查看函数的帮助：
gec@ubuntu:~$ man 2 open

2、液晶屏

1）处理器、显存和液晶屏的关系。

2）液晶屏的组成

液晶屏是由一个个像素点组成的，所有的像素点组成了分辨率（试验箱800*480）
像素点是液晶屏控制的最小单位。液晶屏的像素点和显存是一一对应的。
一个像素点在显存中占用4个字节：ARGB各一个字节
A—透明度 [31:24]
R—红 [23:16]
G—绿[15:8]
B—蓝[7:0]

基本颜色：
红—0x00FF0000
绿—0x0000FF00
蓝—0x000000FF

3、控制液晶屏显示单色
1）打开液晶屏—open()
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

   int open(const char *pathname, int flags);

例：
int fd_lcd;
fd_lcd = open("/dev/fb0", O_RDWR)
if(fd_lcd == -1)
{
perror(“open lcd”);
return -1;
}
printf(“fd_lcd = %d\n”,fd_lcd);
注意：
/dev/fb0 ----- 试验箱上液晶屏的设备文件（液晶屏的驱动），我们通过这个文件可以访问到液晶屏。所有的设备文件都在/dev目录下。
O_RDWR ----文件的访问属性。O_RDONLY、O_WRONLY
fd_lcd ---- 文件描述符，是一个32bits的整型值，0–STDIN，1–STDOUT，2—STDERR，3—开始分给文件。一个进程同时打开文件的数量是有限制的。

gec@ubuntu:~$ ulimit -a
core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority (-e) 0
file size (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 7771
max locked memory (kbytes, -l) 64
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files (-n) 1024
pipe size (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
real-time priority (-r) 0
stack size (kbytes, -s) 8192
cpu time (seconds, -t) unlimited
max user processes (-u) 7771
virtual memory (kbytes, -v) unlimited
file locks (-x) unlimited
perror(“open lcd”);----根据系统返回的错误码输出错误的原因。

注意：
open()打开文件的时候，文件的指针是指向文件的最开始的。每次写入数据，文件指针自动的移动。如何将文件指针移动到文件的最开始？
1）close()—>open()
2)lseek(fd_lcd, 0, SEEK_SET);

2）向液晶屏写入数据----write()
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

方法1----显示全屏的红色
int red = 0x00FF0000;
for(int i=0;i<800*480;i++)
{
write(fd_lcd, &red, sizeof(int));
}

方法2----显示全屏的绿色
int lcd_buf[800480];
for(int i=0;i<800480;i++)
lcd_buf[i]=0x0000FF00;
write(fd_lcd, lcd_buf, sizeof(lcd_buf));

方法3----显示全屏的蓝色
int lcd_buf[480][800];
for(int j=0;j<480;j++)
for(int i=0;i<800;i++)
lcd_buf[j][i] = 0x000000FF;

write(fd_lcd, lcd_buf, sizeof(lcd_buf));

3）关闭液晶屏—close()
#include <unistd.h>

   int close(int fd);

例：
close(fd_lcd);

实验1：一定要理解原理。

struct test {
char a;
int b;
short c;
long d;
char *p;
};
求该结构体占用的内存？sizeof(struct test)
1、在32bits的系统下—（试验箱）
2、在64bits的系统下—（ubuntu12.04）

变形：
struct test {
char a;
short c;
int b;
long d;
char *p;
};
sizeof(struct test)
思考：如何定义结构体比较节省内存？

实验2
在液晶屏上显示一个全屏的单色。（3个步骤）

实验3
在液晶屏上循环显示红、绿、蓝、黑、白、黄、紫、…

实验4
在液晶屏上显示德国国旗、法国国旗、日本国旗

提示：
1、延时函数
#include <unistd.h>
unsigned int sleep(unsigned int seconds); //秒级延时
int usleep(useconds_t usec); //微秒级延时

例：
500ms(0.5s)
usleep(500*1000);
msleep()没有这个函数

2、编译器
1）ubuntu
gcc test.c -o test
g++ test.cpp -o test

2）试验箱
arm-linux-gcc test.c -o test
arm-linux-g++ test.cpp -o test

注意：C语言的标准
for(int i=0;i<10;i++) ---->只有C99标准才支持的。有些编译器默认的不支持C99

解决方法1：
int i=0;
for(i=0;i<10;i++)

解决方法2：
arm-linux-gcc test.c -o test -std=c99

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
//int open(const char *pathname, int flags);
//int close(int fd);
//ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
int main(void)
{int fd_lcd;int red = 0x00FF0000;int green = 0x0000FF00;int blue = 0x000000FF;fd_lcd = open("/dev/fb0", O_RDWR);if(fd_lcd == -1){perror("open lcd");return -1;}int i=0;for(i=0;i<800*480;i++){write(fd_lcd, &red, sizeof(int));}sleep(500);lseek(fd_lcd, 0, SEEK_SET);for(i=0;i<800*480;i++){write(fd_lcd, &green, sizeof(int));}sleep(500);lseek(fd_lcd, 0, SEEK_SET);for(i=0;i<800*480;i++){write(fd_lcd, &blue, sizeof(int));}sleep(500);close(fd_lcd);return 0;}

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
//int open(const char *pathname, int flags);
//int close(int fd);
//ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
int main(void)
{int fd_lcd;int c1,c2,c3;fd_lcd = open("/dev/fb0", O_RDWR);if(fd_lcd == -1){perror("open lcd");return -1;}int i=0;c1 = 0x00000000;c2 = 0x00FF0000;c3 = 0x00FFCC33;for(i=0;i<800*160;i++){write(fd_lcd, &c1, sizeof(int));}for(i=0;i<800*160;i++){write(fd_lcd, &c2, sizeof(int));}for(i=0;i<800*160;i++){write(fd_lcd, &c3, sizeof(int));}sleep(5);c1 = 0x000000FF;c2 = 0x00FFFFFF;c3 = 0x00FF0000;lseek(fd_lcd, 0, SEEK_SET);for(i = 0;i<800*480;i++){int y = 0;for(y = 0;y<266;y++){write(fd_lcd, &c1, sizeof(int));}for(y = 0;y<267;y++){write(fd_lcd, &c2, sizeof(int));}for(y = 0;y<267;y++){write(fd_lcd, &c3, sizeof(int));}}sleep(5);close(fd_lcd);return 0;}

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