目录

1、Framebuffer设备驱动

2、读写/dev/fbX 测试

3、LCD应用编程

4、ioctl()操作

4.1、结构体

4.1.1、fb_var_screeninfo结构体

4.1.2、fb_fix_screeninfo结构体

5、LCD画点画线测试

1、Framebuffer设备驱动

帧缓冲（framebuffer）是 Linux 系统中的一种显示驱动接口，它将显示设备（譬如 LCD） 进行抽象、 屏蔽了不同显示设备硬件的实现，对应用层抽象为一块显示内存（显存），它允许上层应用程序直接对显示缓冲区进行读写操作，而用户不必关心物理显存的位置等具体细节，这些都由Framebuffer设备驱动来完成。

注：FrameBuffer设备对应的设备文件为/dev/fbX,Linux下可支持多个 FrameBuffer 设备，最多可达 32 个，分别为/dev/fb0 到/dev/fb31

2、读写/dev/fbX 测试

应用程序读写/dev/fbX 就相当于读写显示设备的显示缓冲区（显存），譬如 LCD 的分辨率是800*480，每一个像素点的颜色用 24 位（譬如 RGB888）来表示，那么这个显示缓冲区的大小就是 800 x 480 x 24 / 8 =1152000 个字节。 譬如执行下面这条命令将 LCD 清屏，也就是将其填充为黑色（假设 LCD 对应的设备节点是/dev/fb0，分辨率为 800*480， RGB888 格式）：

dd if=/dev/zero of=/dev/fb0 bs=1024 count=1125

3、LCD应用编程

1）打开/dev/fbX 设备文件。

2）使用 ioctl()函数获取到当前显示设备的参数信息，譬如屏幕的分辨率大小、像素格式，根据屏幕参数计算显示缓冲区的大小。

3）通过存储映射 I/O 方式将屏幕的显示缓冲区映射到用户空间（mmap）。

4）操作显示缓冲区。

5）调用 munmap()取消映射、并调用 close()关闭设备文件。

4、ioctl()操作

struct fb_var_screeninfo fb_var;
struct fb_fix_screeninfo fb_fix;
ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_var);
ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fb_fix);

4.1、结构体

定义在<linux/fb.h>头文件中。

4.1.1、fb_var_screeninfo结构体

struct fb_var_screeninfo {
__u32 xres;
/* visible resolution
*/
__u32 yres;
__u32 xres_virtual;
/* virtual resolution
*/
__u32 yres_virtual;
__u32 xoffset;
/* offset from virtual to visible */
__u32 yoffset;
/* resolution
*/
__u32 bits_per_pixel;
/* guess what
*/
__u32 grayscale;
/* 0 = color, 1 = grayscale,	*/
/* >1 = FOURCC
*/
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
*/
__u32 nonstd;
/* != 0 Non standard pixel format */
__u32 activate;
/* see FB_ACTIVATE_*
*/
__u32 height;
/* height of picture in mm
*/
__u32 width;
/* width of picture in mm
*/
__u32 accel_flags;
/* (OBSOLETE) see fb_info.flags */
/* Timing: All values in pixclocks, except pixclock (of course) */
__u32 pixclock;
/* pixel clock in ps (pico seconds) */
__u32 left_margin;
/* time from sync to picture	*/
__u32 right_margin;
/* time from picture to sync	*/
__u32 upper_margin;
/* time from sync to picture	*/
__u32 lower_margin;
__u32 hsync_len;
/* length of horizontal sync	*/
__u32 vsync_len;
/* length of vertical sync	*/
__u32 sync;
/* see FB_SYNC_*
*/
__u32 vmode;
/* see FB_VMODE_*
*/
__u32 rotate;
/* angle we rotate counter clockwise */
__u32 colorspace;
/* colorspace for FOURCC-based modes */
__u32 reserved[4];
/* Reserved for future compatibility */
}

注：通过 xres * yres * bits_per_pixel / 8 计算可得到整个显示缓存区的大小。

red、 green、 blue 描述了 RGB 颜色值中 R、 G、 B 三种颜色通道分别使用多少位来表示以及它们各自的偏移量，通过 red、 green、 blue 变量可知道 LCD 的 RGB 像素格式，譬如是 RGB888 还是 RGB565，亦或者是 BGR888、 BGR565 等。

struct fb_bitfield {
__u32 offset;
/* beginning of bitfield	*/
__u32 length;
/* length of bitfield
*/
__u32 msb_right;
/* != 0 : Most significant bit is */
/* right */
};

4.1.2、fb_fix_screeninfo结构体

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 type_aux;
/* Interleave for interleaved Planes */
__u32 visual;
/* see FB_VISUAL_*
*/
__u16 xpanstep;
/* zero if no hardware panning
*/
__u16 ypanstep;
/* zero if no hardware panning
*/
__u16 ywrapstep;
/* zero if no hardware ywrap
*/
__u32 line_length;
/* length of a line in bytes
*/
unsigned long mmio_start;	/* Start of Memory Mapped I/O
*/
/* (physical address) */
__u32 mmio_len;
/* Length of Memory Mapped I/O
*/
__u32 accel;
/* Indicate to driver which	*/
/*
specific chip/card we have	*/
__u16 capabilities;
/* see FB_CAP_*
*/
__u16 reserved[2];
/* Reserved for future compatibility */
};

5、LCD画点画线测试

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/fb.h>
static int width; //LCD X分辨率
static int height; //LCD Y分辨率
static unsigned int *screen_base = NULL; //映射后的显存基地址
/********************************************************************
* 函数名称： lcd_draw_point
* 功能描述： 打点
* 输入参数： x, y, color
* 返 回 值： 无
********************************************************************/
static void lcd_draw_point(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int color)
{
/* 对传入参数的校验 */
if (x >= width)
x = width - 1;
if (y >= height)
y = height - 1;
/* 填充颜色 */
screen_base[y * width + x] = color;
}
/********************************************************************
* 函数名称： lcd_draw_line
* 功能描述： 画线（水平或垂直线）
* 输入参数： x, y, dir, length, color
* 返 回 值： 无
********************************************************************/
static void lcd_draw_line(unsigned int x, unsigned int y, int dir,
unsigned int length, unsigned int color)
{
unsigned int end;
unsigned long temp;
/* 对传入参数的校验 */
if (x >= width)
x = width - 1;
if (y >= height)
y = height - 1;
/* 填充颜色 */
temp = y * width + x; //定位到起点
if (dir) { //水平线
end = x + length - 1;
if (end >= width)
end = width - 1;
for ( ; x <= end; x++, temp++)
screen_base[temp] = color;
}
else { //垂直线
end = y + length - 1;
if (end >= height)
end = height - 1;
for ( ; y <= end; y++, temp += width)
screen_base[temp] = color;
}
}
/********************************************************************
* 函数名称： lcd_draw_rectangle
* 功能描述： 画矩形
* 输入参数： start_x, end_x, start_y, end_y, color
* 返 回 值： 无
********************************************************************/
static void lcd_draw_rectangle(unsigned int start_x, unsigned int end_x,
unsigned int start_y, unsigned int end_y,
unsigned int color)
{
int x_len = end_x - start_x + 1;
int y_len = end_y - start_y - 1;
lcd_draw_line(start_x, start_y, 1, x_len, color);//上边
lcd_draw_line(start_x, end_y, 1, x_len, color); //下边
lcd_draw_line(start_x, start_y + 1, 0, y_len, color);//左边
lcd_draw_line(end_x, start_y + 1, 0, y_len, color);//右边
}
/********************************************************************
* 函数名称： lcd_fill
* 功能描述： 将一个矩形区域填充为参数color所指定的颜色
* 输入参数： start_x, end_x, start_y, end_y, color
* 返 回 值： 无
********************************************************************/
static void lcd_fill(unsigned int start_x, unsigned int end_x,
unsigned int start_y, unsigned int end_y,
unsigned int color)
{
unsigned long temp;
unsigned int x;
/* 对传入参数的校验 */
if (end_x >= width)
end_x = width - 1;
if (end_y >= height)
end_y = height - 1;
/* 填充颜色 */
temp = start_y * width;
for ( ; start_y <= end_y; start_y++, temp+=width) {
for (x = start_x; x <= end_x; x++)
screen_base[temp + x] = color;
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
struct fb_fix_screeninfo fb_fix;
struct fb_var_screeninfo fb_var;
unsigned int screen_size;
int fd;
/* 打开framebuffer设备 */
if (0 > (fd = open("/dev/fb0", O_RDWR))) {
perror("open error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 获取参数信息 */
ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_var);
ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fb_fix);
screen_size = fb_fix.line_length * fb_var.yres;
width = fb_var.xres;
height = fb_var.yres;
/* 将显示缓冲区映射到进程地址空间 */
screen_base = mmap(NULL, screen_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (MAP_FAILED == (void *)screen_base) {
perror("mmap error");
close(fd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* 画正方形方块 */
int w = height * 0.25; //方块的宽度为1/4屏幕高度
lcd_fill(0, width-1, 0, height-1, 0x0); //清屏（屏幕显示黑色）
lcd_fill(0, w, 0, w, 0xFF0000); //红色方块
lcd_fill(width-w, width-1, 0, w, 0xFF00); //绿色方块
lcd_fill(0, w, height-w, height-1, 0xFF); //蓝色方块
lcd_fill(width-w, width-1, height-w, height-1, 0xFFFF00); //黄色方块
/* 画白线 */
lcd_draw_line(0, height * 0.5, 1, width, 0xFFFFFF);
lcd_draw_line(width * 0.5, 0, 0, height, 0xFFFFFF);
/* 画矩形 */
unsigned int s_x, s_y, e_x, e_y;
s_x = 0.25 * width;
s_y = w;
e_x = width - s_x;
e_y = height - s_y;
for ( ; (s_x <= e_x) && (s_y <= e_y);
s_x+=5, s_y+=5, e_x-=5, e_y-=5)
lcd_draw_rectangle(s_x, e_x, s_y, e_y, 0xFFFFFF);
munmap(screen_base, screen_size);
close(fd);
exit(EXIT_SUCCESS);
}

最后

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