GCC编译含有libdrm的c语言程序

云实验室案例-GCC编译

本文档涉及案例包括：

•        在云实验室开发板上直接编译包含DRM库的测试程序

为编译在开发板上运行的程序，根据编译机器的不同可简单分为两种：

1）使用ARM交叉编译工具链，在X86 PC机平台交叉编译

2）在开发板本机直接编译

其中，第一种方式常采用meson或yocto的方式进行编译，但编译相对比较复杂；但第二种方式编译快速便捷，尤其当客户的程序相对简单的时候。但当程序中涉及到了一些库的使用，比如DRM，G2D等，又往往会找不到相应的参考资料快速实现编译。

本文的目的就是带领用户，快速在云实验室的开发板上，完成含有DRM库的测试程序基于gcc的编译任务。

相关知识：

GCC基本介绍

GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）是由GNU开发的编程语言编译器。

GCC 编译器对程序的编译下图所示，分为 4 个阶段：预处理（预编译 ）、编译和优化、汇编和链接。GCC 的编译器可以将这 4 个步骤合并成一个。

预处理(-E)：在这个阶段主要做了三件事: 展开头文件 、宏替换 、去掉注释行

  这个阶段需要 GCC 调用预处理器来完成，最终得到的还是源文件，文本格式

编译(-S)：这个阶段需要 GCC 调用编译器对文件进行编译，最终得到一个汇编文件

汇编-c：这个阶段需要 GCC 调用汇编器对文件进行汇编，最终得到一个二进制文件

链接：这个阶段需要 GCC 调用链接器对程序需要调用的库进行链接，最终得到一个可执行的二进制文件

GCC基本用法

GCC最基本的命令是∶

gcc [options] [filenames]

其中options就是编译器所需要的参数，filenames给出相关的文件名称。常见选项包括：

对于gcc生成的文件，其不同后缀所代表的意义为：

执行步骤：

1        预定板子

2        案例执行

2.1       DRM测试程序的编译

首先用户先在测试开发板上创建一个测试程序

vi drm_test.c

并将如下显示测试代码复制到文件中并保存：

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
 /* * 
 * Copyright 2024 NXP
 */
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
 
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
 
#include <drm/drm.h>
#include <drm/drm_mode.h>            
#include <xf86drm.h>
#include <xf86drmMode.h>
 
#define WIDTH  1280
#define HEIGHT 800
 
int main()
{
 int ret;
 int drm_fd;
 drm_fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR | O_CLOEXEC | O_NONBLOCK);
 
 ret = drmSetMaster(drm_fd);
 
 drmModeRes *res;
 drmModeConnector *conn;
 
 res = drmModeGetResources(drm_fd);
 conn = drmModeGetConnector(drm_fd, res->connectors[0]);
 
 drmModeEncoder *encoder;
 encoder = drmModeGetEncoder(drm_fd, conn->encoders[0]);
 
 int g_crtc_id;
 
 for (int j = 0; j < res->count_crtcs; j++) {
     if (encoder->possible_crtcs & (1 << j)) {
        g_crtc_id = res->crtcs[j];
     }
 }
 
 struct drm_mode_create_dumb creq;
 struct drm_mode_map_dumb mreq;
 
 memset(&creq, 0, sizeof(creq));
 creq.width = WIDTH;
 creq.height = HEIGHT;
 creq.bpp = 32; //ARGB
 
 ret = drmIoctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &creq);
 
 __u32 buffer_id;
 
 ret = drmModeAddFB(drm_fd, WIDTH, HEIGHT, creq.bpp, creq.bpp,
            creq.pitch, creq.handle, &buffer_id);
 
 memset(&mreq, 0, sizeof(mreq));
 mreq.handle = creq.handle;
 ret = drmIoctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB, &mreq);
 
 __u32 *fb_base = mmap(0, creq.size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
                      drm_fd, mreq.offset);
 
 __u32 color[1] = {0xFF0000};
 
 for (int j = 0; j < (creq.size / 4); j++)
     fb_base[j] = color[0];
 
 drmModeModeInfo mode;
 memcpy(&mode, &conn->modes[0], sizeof(mode));
 
 __u32 *conn_id = &(res->connectors[0]);
 
 ret = drmModeSetCrtc(drm_fd, g_crtc_id, buffer_id, 
                    0, 0, conn_id, 1, &mode);
 
 while(1);
 
 return 0;
}

请注意一定要申请带有DY1212-4856 LVDS显示屏的板子，因为不同的显示屏幕分辨率不同，所对应的测试程序会有所不同。

在代码中，我们使用DRM应用层的API函数，绘制了一张格式为ARGB的全红图像，分辨率为1280x720。首先尝试使用gcc命令对其直接进行编译，命令为：

gcc drm_test.c -o drm_test

格式为：

gcc [file_name] -o [output_file_name]

file_name: 要编译的c文件名

output_file_name:要输出的可执行文件名

可以看到，在编译的过程中不能够找到drm.h文件。

寻找头文件的位置，可以使用find命令，常见的find命令格式为：

find [path] -name [file_name] 

如在根文件目录( / )下寻找drm.h文件，可以通过如下命令：

find / -name drm.h 

能够看到如下log：

里列出了i.MX系列的DRM相关头文件被放置的路径。因此考虑在gcc的命令中加入

-I 参数，加入include路径指定，如下所示：

gcc drm_test.c -I /usr/include/drm -o drm_test

随后看到如下log：

以上log表明gcc找到了DRM的头文件，但存在大量没有定义的函数，可以猜测对应函数名可以在头文件中找到，但是函数的具体实现，也就是所谓的库并没有被链接进来，gcc无法找到对应的库文件。

gcc使用-l(小写的l)参数为编译添加库文件，小写的l后面紧跟的就是库的名称，该名称不包含前缀 lib 和后缀.so/.a。比如我们希望添加名为libg2d.so的库，就会使用参数-lg2d。

gcc在链接时按照以下顺序查询库文件：

1.       -l 参数指定的目录。

2.       环境变量 LIBRARY_PATH 指定的目录。

3.       /usr/lib 和 /lib（在 Unix-like 系统中）。

4.       系统默认的库目录。

如果库文件不在上述目录中，你需要使用 -L 参数指定库文件的路径。

例如，假设你有一个名为 libmylib.so 的库文件位于 /opt/mylib/lib 目录下，链接时应该这样写：

gcc -o myprogram myprogram.c -L/opt/mylib/lib -lmylib

命令中 -lmylib 告诉 GCC 链接名为 mylib 的库，它会查找名为 libmylib.so 的文件。

这里进入/usr/lib路径，搜索drm相关的库

在默认的路径下有名为libdrm.so的库，因此可以直接输入命令

gcc drm_test.c -I /usr/include/drm -ldrm -o test

即可完成编译：

如果将drm相关的库换到另一个文件夹下，如

此时就需要加入-L参数，指定drm库所在的位置也同样可以完成编译任务。

gcc drm_test.c -I /usr/include/drm -L/home/root/display_test -ldrm -o test

2.2       DRM测试程序的运行

   下一步直接运行该测试程序，首先关掉weston，使其释放显示的控制权限：

   可以看到weston UI界面被关掉，屏幕只显示一个console界面，右上角有一道横线：

然后直接运行该测试程序，可以发现屏幕显示为纯色的图片：