什么是Framebuffer?
Framebuffer是一个内存区域,操作系统可以通过它直接控制显示设备的像素。与传统的图形加速硬件不同,framebuffer不依赖于图形处理器,而是通过CPU来处理图形数据。这种方式虽然在性能上可能不如硬件加速,但在资源受限的嵌入式系统或者需要快速原型开发的场合非常有用。
Framebuffer的工作原理
Framebuffer的工作原理相对简单。它通过内存映射的方式,将显示设备的像素与CPU可访问的内存区域关联起来。操作系统可以像操作普通内存一样,直接读写这些像素数据,实现图形的绘制和更新。
Framebuffer里相关的函数

在Linux系统中,ioctl() 函数是用于设备驱动程序的输入/输出控制函数,它允许用户空间的程序与内核空间的驱动程序进行通信。对于Framebuffer设备,ioctl() 函数提供了一种方式来获取和设置Framebuffer的状态和配置。
参数说明:
fd:操作的文件描述符。这是通过打开Framebuffer设备文件(如/dev/fb0)获得的。request:表示与驱动程序交互的命令。这个参数定义了要执行的操作类型。FBIOGET_FSCREENINFO:返回与Framebuffer有关的固定信息,例如图形硬件上实际的帧缓存空间的大小、能否硬件加速等。FBIOGET_VSCREENINFO:返回与Framebuffer有关的可变信息,如分辨率、颜色深度等。
...:表示可变参数arg,根据request命令,设备驱动程序返回输出的数据。通常使用struct fb_var_screeninfo来接收这些参数。-
结构体
fb_var_screeninfo:struct fb_var_screeninfo {__u32 xres; /* 可见分辨率的宽度 */__u32 yres; /* 可见分辨率的高度 */__u32 xres_virtual; /* 虚拟分辨率的宽度 */__u32 yres_virtual; /* 虚拟分辨率的高度 */__u32 xoffset; /* 从虚拟到可见的宽度偏移量 */__u32 yoffset; /* 从虚拟到可见的高度偏移量 */__u32 bits_per_pixel; /* 每个像素的比特数 */// 其他字段... }
返回值:
- 成功:返回文件描述符。
- 失败:返回-1,并设置
errno以指示错误类型

在Linux系统中,mmap()和munmap()函数是用于内存映射的重要系统调用,它们允许程序将文件或者其他对象映射到进程的地址空间中,从而可以像访问普通内存一样对这些对象进行操作。以下是这两个函数的详细介绍:
mmap()
函数原型:
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
参数说明:
-
addr:指定映射的内存起始地址。通常设为NULL,由系统自动选定地址,并在成功映射后返回该地址。 -
length:映射到内存中的文件内容大小,通常根据Framebuffer的虚拟分辨率计算得出:unsigned long size = info.xres_virtual * info.yres_virtual * info.bits_per_pixel / 8; -
prot:映射区域的保护方式,可以是以下四种方式的组合:PROT_EXEC:映射区域可被执行。PROT_READ:映射区域可被读出。PROT_WRITE:映射区域可被写入。PROT_NONE:映射区域不能存取。
-
flags:控制映射特性的标志,可以是以下选项的组合:MAP_SHARED:创建一个共享映射,写操作会立即生效,并可能被其他进程看到。MAP_PRIVATE:创建一个私有映射,写操作不会立即反映到文件中,而是在文件关闭时写入。
-
fd:被映射文件的文件描述符。 -
offset:文件映射的起始位置,通常为文件大小的整数倍。
返回值:
- 成功:返回指向映射区域的指针。
- 失败:返回
MAP_FAILED(通常是(void *)-1)。
munmap()
函数原型:
int munmap(void *addr, size_t length);
参数说明:
addr:映射区域的起始地址,即mmap()函数的返回值。length:映射区域的大小,应与mmap()函数中的length参数相同。
返回值:
- 成功:返回0。
- 失败:返回-1,并设置
errno以指示错误类型。
