嵌入式Linux—Framebuffer应用编程

Framebuffer 应用编程

Frame的意思是帧，buffer的意思是缓冲区。Framebuffer就是一块内存(硬件设备)，里面保存着一帧图像。

ioctl()函数解析

ioctl()函数非常强大。不同的驱动程序内部会实现不同的 ioctl() ，可以使用各种 ioctl() 跟驱动程序交互：可以传数据给驱动程序，也可以从驱
动程序中读出数据。

头文件：

#include <sys/ioctl.h>

函数原型：

int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);

函数说明：
① fd 表示文件描述符；
② request 表示与驱动程序交互的命令， 用不同的命令控制驱动程序输出我们需要的数据；
③ … 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。
④ 返回值： 打开成功返回0，失败将返回-1

实现步骤

1.获取framebuffer描述符

fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);  //可读可写
	if(fd_fb == -1) {
		printf("can not open /dev/fb0\n");
		return -1;
	}

2.获取屏幕可变参数

if(ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var)) { //结构体名不是地址，需要取地址。FBIOGET_VSCREENINFO是获取可变参数（fb.h)
		printf("can not get var\n");
		return -1;
	} 

3.计算framebuffer空间大小

line_width = var.xres * var.bits_per_pixel / 8;
	pixel_width = var.bits_per_pixel / 8;
	screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8;  //单位：字节
	fb_base = (unsigned char*)mmap(NULL, screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);
	if(fb_base == (unsigned char*)-1) {
		printf("can not mmap\n");
		return -1;
	}

4.不同的RGB格式转换

switch(var.bits_per_pixel) 
	{
		case 8:
			{
				/*代码*/
				break;
			}
		case 16:
			{
				/* 32位转换为RGB565 */
				red = (color >> 16) & 0xff;   //保留17-24位
				green = (color >> 8) & 0xff;  //保留8-16位
				blue = (color >> 0) & 0xff;   //保留0-8位
				color = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3);  //组合为16bit
				*add_16 = color;   //像素点对应的地址空间赋值
				break;
			}
		case 32:
			{
				*add_32 = color;
				break;
			}
		default:
			printf("can't surport %dbpp\n", var.bits_per_pixel);
			break;
	}

完整程序如下：

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/fb.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>

int fd_fb;    //文件描述符
int screen_size;  //屏幕总字节数(framebuffer的大小)
struct fb_var_screeninfo var;
unsigned char *fb_base;
unsigned int line_width;   //行字节
unsigned int pixel_width;  //像素字节

void lcd_put_pixel(int x, int y, unsigned int color) {
	unsigned char *add_8 = fb_base + y*line_width + x*pixel_width; //像素点对应的内存地址
	unsigned short *add_16;
	unsigned int *add_32;

	unsigned int red, green, blue;

	add_16 = (unsigned short*)add_8;  //8位转换为16位
	add_32 = (unsigned int*) add_8;

	switch(var.bits_per_pixel) 
	{
		case 8:
			{
				/*代码*/
				break;
			}
		case 16:
			{
				/* 32位转换为RGB565 */
				red = (color >> 16) & 0xff;   //保留17-24位
				green = (color >> 8) & 0xff;  //保留8-16位
				blue = (color >> 0) & 0xff;   //保留0-8位
				color = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3);  //组合为16bit
				*add_16 = color;   //像素点对应的地址空间赋值
				break;
			}
		case 32:
			{
				*add_32 = color;
				break;
			}
		default:
			printf("can't surport %dbpp\n", var.bits_per_pixel);
			break;
	}

}

int main(int argc, char **argv)
{
	int i;

	/* 1.获取framebuffer描述符 */
	fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);  //可读可写
	if(fd_fb == -1) {
		printf("can not open /dev/fb0\n");
		return -1;
	}

	/* 2.获取屏幕可变参数 */
	if(ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var)) { //结构体名不是地址，需要取地址
		printf("can not get var\n");
		return -1;
	} 

	/* 3.计算framebuffer空间大小 **/
	line_width = var.xres * var.bits_per_pixel / 8;
	pixel_width = var.bits_per_pixel / 8;
	screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8;  //单位：字节
	fb_base = (unsigned char*)mmap(NULL, screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);
	if(fb_base == (unsigned char*)-1) {
		printf("can not mmap\n");
		return -1;
	}

	/* 清屏: 全部设为白色 */
	memset(fb_base, 0xff, screen_size);

	/* 随便设置出100个为蓝色 */
	for (i = 0; i < 100; i++)
		lcd_put_pixel(var.xres/2+i, var.yres/2, 0x0000FF);
	
	munmap(fb_base , screen_size);
	close(fd_fb);

	return 0;
}