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3.Linux的帧缓冲设备
帧缓冲区是出现在Linux 2.2.xx及以后版本内核当中的一种驱动程序接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区设备区。它允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。这种操作是抽象的、统一的，用户不必关心物理显存的位置、换页机制等具体细节。这些都由Framebufer设备驱动来完成。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。当然在嵌入式系统中支持一个显示设备就够了。在使用Framebufer时，Linux是将显卡置于图形模式下的.在应用程序中，一般通过将Frame-Buffer设备映射到进程地址空间的方式使用，对于帧缓冲来说，可以把它看成是一段内存，用于读写内存的函数均可对这段地址进行读写，只不过这段内存被专门用于放置要在LCD上显示的内容，其目的就是通过配置LCDC寄存器在一段指定内存与LCD 之间建立一个自动传输的通道。这样，任何程序只要修改这段内存中的数据，就可以改变LCD 上的显示内容。
FrameBuffer设备驱动基于linux/include/linux/fb.h和linux/drivers/video/fbmem.c这两个文件，下面就详细分析这两个文件。
首先分析linux/include/linux/fb.h文件，几乎主要的结构都是在这个文件中定义的。这些结构包括：
fb_var_screeninfo 这个结构描述了显示卡的特性，记录了帧缓冲设备和指定显示模式的可修改信息。其中变量xres定义了屏幕一行所占的像素数，yres定义了屏幕一列所占的像素数，bits_per_pixel定义了每个像素用多少个位来表示。
fb_fix_screeninfon 这个结构在显卡被设定模式后创建，它描述显示卡的属性，并且系统运行时不能被修改；比如FrameBuffer内存的起始地址。
struct fb_info Linux为帧缓冲设备定义的驱动层接口。它不仅包含了底层函数，而且还有记录设备状态的数据。每个帧缓冲设备都与一个fb_info结构相对应。其中成员变量modename为设备名称，fontname为显示字体，fbops为指向底层操作的函数的指针。
fb_cmap描述设备无关的颜色映射信息。可以通过FBIOGETCMAP 和FBIOPUTCMAP 对应的ioctl操作设定或获取颜色映射信息。然后分析fbmem.h文件。
帧缓冲设备属于字符设备，采用“文件层-驱动层”的接口方式。在文件层为之定义了以下数据结构：
其成员函数都在Linux/driver/video/fbmem.c中定义，其中的函数对具体的硬件进行操作，对寄存器进行设置，对显示缓冲进行映射。
对于/dev/fb，对显示设备的操作主要有以下几种：
读/写(read/write)/dev/fb 相当于读/写屏幕缓冲区。
映射(map)操作 由于Linux工作在保护模式和每个应用程序里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。因此，Linux在文件操作file_operations结构中提供了mmap函数，可将文件的内容映射到用户空间。对于帧缓冲设备，则可通过映射操作，可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中，之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。
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、显示颜色数和屏幕大小等。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的一般步骤为首先打开/dev/fb设备文件，然后用ioctl操作取得当前显示屏幕的参数，如屏幕分辨率，每个像素点的比特数，根据屏幕参数可计算屏幕缓冲区的大小。接下来，将屏幕缓冲区映射到用户空间。最后，映射后就可以直接读写屏幕缓冲区，进行绘图和图片显示了。典型程序段如下：
由于准备在LCD 上显示一幅256色BMP图片，关于BMP 图片方面的知识请见相关链接。 |
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