設計一個將24位色深的bmp圖片顯示到lcd屏幕上，可移植，該程序自己寫過之後，又經過了ai的完善和修復後，自己又再次添加一些語句註釋

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 * file name: 2025-07-30_filecopy.c
 * author   : 15515376695@163.com
 * date     : 2025-07-30
 * function : 該程序實現BMP圖片信息的讀取，且顯示在lcd屏幕上
 * note     : None
 * CopyRight (c)   2025  15515376695@163.com   Right Reseverd
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <errno.h>

#pragma pack(1)
// BMP文件頭（14字節）
typedef struct {
    unsigned short bfType;       // 必須為0x4D42（"BM"標識）
    unsigned int   bfSize;       // 文件總大小（字節）
    unsigned short bfReserved1;  // 保留字段，0
    unsigned short bfReserved2;  // 保留字段，0
    unsigned int   bfOffBits;    // 像素數據偏移量（從文件頭開始）
} BITMAPFILEHEADER;

// BMP信息頭（40字節，Windows格式）
typedef struct {
    unsigned int biSize;         // 信息頭大小（40字節）
    int          biWidth;        // 圖像寬度（像素）
    int          biHeight;       // 圖像高度（像素，負數表示從上到下存儲）
    unsigned short biPlanes;     // 必須為1
    unsigned short biBitCount;   // 色深（每像素位數）
    unsigned int   biCompression;// 壓縮方式（0表示不壓縮）
    unsigned int   biSizeImage;  // 像素數據大小（字節，0表示不壓縮時可忽略）
    int            biXPelsPerMeter; // 水平分辨率（像素/米）
    int            biYPelsPerMeter; // 垂直分辨率（像素/米）
    unsigned int   biClrUsed;    // 使用的顏色數（0表示全部）
    unsigned int   biClrImportant; // 重要顏色數（0表示全部）
} BITMAPINFOHEADER;
#pragma pack()


int main(int argc, char const *argv[]) {
    // 1. 檢查命令行參數
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "用法: %s <24位無壓縮BMP文件路徑>\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    // 2. 打開BMP文件並驗證合法性
    FILE *bmp_fp = fopen(argv[1], "rb");
    if (bmp_fp == NULL) {
        perror("無法打開BMP文件");
        return -1;
    }

    // 3. 讀取並驗證BMP文件頭
    BITMAPFILEHEADER file_header;
    if (fread(&file_header, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, bmp_fp) != 1) {
        perror("讀取BMP文件頭失敗");
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }
    if (file_header.bfType != 0x4D42) { // "BM"的十六進制表示
        fprintf(stderr, "錯誤：不是BMP文件（標識不符）\n");
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }

    // 4. 讀取並驗證BMP信息頭
    BITMAPINFOHEADER info_header;
    if (fread(&info_header, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, bmp_fp) != 1) {
        perror("讀取BMP信息頭失敗");
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }
    // 僅支持24位色、不壓縮的BMP
    if (info_header.biBitCount != 24) {
        fprintf(stderr, "錯誤：僅支持24位色BMP（當前色深：%d位）\n", info_header.biBitCount);
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }
    if (info_header.biCompression != 0) {
        fprintf(stderr, "錯誤：僅支持無壓縮BMP（當前壓縮方式：%d）\n", info_header.biCompression);
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }

    // 5. 獲取BMP寬高（處理高度可能為負數的情況）
    int bmp_width = info_header.biWidth;
    int bmp_height = abs(info_header.biHeight); // 取絕對值（高度符號表示存儲方向）
    printf("BMP信息：寬=%dpx，高=%dpx，像素數據偏移量=%d字節\n", 
           bmp_width, bmp_height, file_header.bfOffBits);

    // 6. 計算BMP每行實際字節數（必須是4的倍數，含填充字節）
    int line_bytes = (bmp_width * 3 + 3) / 4 * 4; // 向上取4的倍數
    int pixel_data_size = line_bytes * bmp_height; // 總像素數據大小（含填充）

    // 7. 分配內存存儲像素數據（堆內存，避免棧溢出）
    unsigned char *bmp_pixels = malloc(pixel_data_size);//pixels是像素的意思
    if (bmp_pixels == NULL) {
        perror("內存分配失敗");
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }

    // 8. 定位到像素數據位置並讀取
    if (fseek(bmp_fp, file_header.bfOffBits, SEEK_SET) != 0) {
        perror("定位到像素數據失敗");
        free(bmp_pixels);
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }
    if (fread(bmp_pixels, 1, pixel_data_size, bmp_fp) != pixel_data_size) {
        perror("讀取像素數據失敗");
        free(bmp_pixels);
        fclose(bmp_fp);
        return -1;
    }
    fclose(bmp_fp); // 像素數據已讀取，關閉BMP文件

    // 9. 打開LCD設備（framebuffer）
    int lcd_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
    if (lcd_fd == -1) {
        perror("無法打開LCD設備（/dev/fb0）");
        free(bmp_pixels);
        return -1;
    }

    // 10. 內存映射LCD（假設LCD分辨率與BMP一致，實際可通過ioctl獲取）
    int lcd_size = bmp_width * bmp_height * 4; // 每個像素4字節（ARGB）
    int *lcd_mp = (int *)mmap(NULL, lcd_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, lcd_fd, 0);
    if (lcd_mp == MAP_FAILED) {
        perror("LCD內存映射失敗");
        close(lcd_fd);
        free(bmp_pixels);
        return -1;
    }

    // 11. 像素轉換與顯示（處理BMP存儲方向）
    for (int y = 0; y < bmp_height; y++) {
        // BMP高度為正數時，像素數據從上到下存儲的是圖像的底部到頂部，需翻轉y軸
        int bmp_y = (info_header.biHeight > 0) ? (bmp_height - 1 - y) : y;
                  //條件 ? 表達式1 : 表達式2      //實現了行索引的翻轉
                 //意思是：如果 “條件” 為真（非 0），就返回 “表達式 1” 的結果；否則返回 “表達式 2” 的結果。
        
        for (int x = 0; x < bmp_width; x++) {
            // 計算BMP每個像素在內存中所對應的位置（跳過每行填充字節）
            int bmp_idx = bmp_y * line_bytes + x * 3;
            // BMP像素格式：BGR，轉換為LCD的ARGB（Alpha=0xFF表示不透明）
            unsigned char b = bmp_pixels[bmp_idx];//blue
            unsigned char g = bmp_pixels[bmp_idx + 1];//green
            unsigned char r = bmp_pixels[bmp_idx + 2];//red
            //進行偏移成argb的色彩與lcd對應
            int argb = 0xFF000000 | (r << 16) | (g << 8) | b; // 0xFF為Alpha通道（不透明）
                    
            // 寫入LCD對應位置
            lcd_mp[y * bmp_width + x] = argb;
        }
    }


    // 12. 清理資源
    munmap(lcd_mp, lcd_size);
    close(lcd_fd);
    free(bmp_pixels);
    printf("圖像顯示完成\n");
    return 0;
}