framebuffer缓冲帧/dev/fb0学习

framebuffer(帧缓冲):

 

定义：是用一个视频输出设备从包含完整的帧数据的一个内存缓冲区中来驱动一个视频显示设备

 

帧缓冲设备对应的设备文件为/dev/fb*，如果系统有多个显示卡，Linux下还可支持多个帧缓冲设备，最多可达32个，分别为/dev/fb0到/dev/fb31，而/dev/fb则为当前缺省的帧缓冲设备，通常指向/dev/fb0，在嵌入式系统中支持一个显示设备就够了。帧缓冲设备为标准字符设备，主设备号为29，次设备号则从0到31。分别对应/dev/fb0-/dev/fb31。

 

通过/dev/fb，应用程序的操作主要有这几种：

1． 读/写（read/write）/dev/fb：相当于读/写屏幕缓冲区。

2． 映射（map）操作：由于Linux工作在保护模式，每个应用程序都有自己的虚拟地址空间，在应用程序中是不能直接访问物理缓冲区地址的。而帧缓冲设备可以通过mmap()映射操作将屏幕缓冲区的物理地址映射到用户空间的一段虚拟地址上，然后用户就可以通过读写这段虚拟地址访问屏幕缓冲区，在屏幕上绘图了。

3． I/O控制：对于帧缓冲设备，对设备文件的ioctl操作可读取/设置显示设备及屏幕的参数，如分辨率，屏幕大小等相关参数。ioctl的操作是由底层的驱动程序来完成的。

 

 

在应用程序中，操作/dev/fb的一般步骤如下：

1． 对/dev/fb设备当做普通文件操作，主要有open、close、write、read、lseek等。

2． 用ioctl操作取得当前显示屏幕的参数，根据屏幕参数可计算屏幕缓冲区的大小。

3． 将屏幕缓冲区映射到用户空间。

4． 映射后即可直接读写屏幕缓冲区，进行绘图和图片显示。

 

打开一个fb设备：

    int fd = 0;    fd = open("/dev/graphics/fb0", O_RDWR);    if (fd < 0) {        perror("cannot open fb0");        return -1;    }

调用ioctl获取设置屏幕参数：

    static struct fb_var_screeninfo vi;    static struct fb_fix_screeninfo fi;    if (ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vi) < 0) {        perror("failed to get fb0 info");        close(fd);        return -1;    }    if (ioctl(fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vi) < 0) {        perror("failed to put fb0 info");        close(fd);        return -1;    }    if (ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fi) < 0) {        perror("failed to get fb0 info");        close(fd);        return -1;    }

    FBIOGET_VSCREENINFO：获取framebuffer可变信息参数，比如屏幕分辨率，像素格式等。

    FBIOPUT_VSCREENINFO：设置framebuffer的分辨率，像素格式

    FBIOGET_FSCREENINFO：获取framebuffer固定信息参数，包括显存起始物理地址、显存大小和行间距等。

 

缓冲区映射到用户空间：

    void *bits = NULL;    bits = mmap(0, fi.smem_len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);    if (bits == MAP_FAILED) {        perror("failed to mmap framebuffer");        close(fd);        return -1;    }

到此，我们则把framebuffer的内存缓存，映射到用户空间，我们把需要显示的数据，cp到bits指向的内存地址即可。

 

解除映射：

    munmap(bits, fi.smem_len);

可变参数具体定义（以实际硬件举例）:

 

每个像素占的位数:

vi.bits_per_pixel       16

 

RGB位域：

eg：BGRA_8888

vi.red.offset          8

vi.red.length          8

vi.green.offset        16

vi.green.length        8

vi.blue.offset         24   

vi.blue.length         8

 

 

可视分辨率：(1920*1080)

vi.xres        1920        

vi.yres        1080

 

fi.smem_len: 25165824   framebuffer的长度

fi.line_length: 1920*16/8 = 3840  一行的字节数

其他相关的framebuffer参考：

http://blog.csdn.net/molibaobei90/article/details/40826791
http://blog.csdn.net/new_abc/article/details/8185217
http://blog.csdn.net/haima1998/article/details/39203345
http://blog.csdn.net/mrwangwang/article/details/18038797