介绍framebuffer
Framebuffer 字面意思就是帧缓存的意思,即显存,里面保存着一帧图像。事实上,对于嵌入式系统而言。没有真正意义上的显存,Framebuffer 是通过内存模拟出来的。
1.LCD FrameBuffer里的若干字节表示(具体根据驱动适配),LCD屏幕上的一个像素点。
1)RGB888:32bpp,占4字节,分别是A8、R8、G8、B8,一般只用其中低24位,高8位表示透明度。
2)RGB565:16bpp,占2字节,分别是R5、G6、B5,比较常用的一种颜色
3)RGB555:很少用。
假设LCD屏幕分辨率是800x600,每个像素占4字节,那么framebuffer 大小就是:
800x600x4=1920000字节
2.fb与应用程序的互交
对于应用程序而言,它和其它的设备并没有什么区别,用户可以把fb看成是一块内存,既可以向内存中写数据,也可以读数据。fb的显示缓冲区位于内核空间。应用程序可以把此空间映射到自己的用户空间,再进行操作。
3.在应用程序中,操作/dev/fbn的一般步骤
1)打开/dev/fbn设备文件。
2)用ioctl操作取得当前显示屏幕的参数,如屏幕的分辨率、每个像素点的比特数。根据屏幕的参数可计算屏幕缓冲区的大小。
3)用mmap函数,将屏幕缓冲区映射到用户空间。
4)映射后就可以直接读/写屏幕缓冲区,进行绘图和图片显示。
介绍mmap
mmap概念
存储映射 I/O这种高级 I/O方式,它的一个非常经典的使用场景便是用在 Framebuffer 应用编程中。通过 mmap()将显示器的显示缓冲区(显存)映射到进程的地址空间中,这样应用程序便可直接对显示缓冲区进行读写操作。
为什么这里需要使用存储映射 I/O 这种方式呢?其实使用普通的 I/O 方式(譬如直接 read、write)也是可以的,只是,当数据量比较大时,普通 I/O 方式效率较低。假设某一显示器的分辨率为 1920 * 1080,像素格式为ARGB8888,针对该显示器,刷一帧图像的数据量为 1920 x 1080 x 32 / 8 = 8294400 个字节(约等于 8MB),这还只是一帧的图像数据,而对于显示器来说,显示的图像往往是动态改变的,意味着图像数据会被不断更新。
在这种情况下,数据量是比较庞大的,使用普通 I/O 方式必然导致效率低下,所以才会采用存储映射I/O 方式。
用法
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); |
下面介绍一下 mmap 函数的各个参数作用:
addr:指定映射的虚拟内存地址,可以设置为 NULL,让 Linux 内核自动选择合适的虚拟内存地址。
length:映射的长度;
prot:映射内存的保护模式,可选值如下:
PROT_EXEC:可以被执行;
PROT_READ:可以被读取;
PROT_WRITE:可以被写入;
PROT_NONE:不可访问;
flags:指定映射的类型,常用的可选值如下:
MAP_FIXED:使用指定的起始虚拟内存地址进行映射;
MAP_SHARED:与其它所有映射到这个文件的进程共享映射空间(可实现共享内存);
MAP_PRIVATE:建立一个写时复制(Copy on Write)的私有映射空间;
MAP_LOCKED:锁定映射区的页面,从而防止页面被交换出内存;
…
fd:进行映射的文件句柄;
offset:文件偏移量(从文件的何处开始映射);