Linux 系统下的 FB 子系统27

概述

在 Linux 操作系统中，FB 子系统负责管理和操作帧缓冲区（FB），它是一种存储帧数据的特殊类型的内存区域。帧缓冲区用于存储显示在显示设备上的像素数据。FB 子系统提供了操作帧缓冲区的接口，包括映射、写入和读取帧缓冲区数据，以及设置显示设备的分辨率和刷新率等功能。

体系结构

FB 子系统主要由以下组件组成：* FB 内核模块：负责管理帧缓冲区，提供操作帧缓冲区的内核接口。
* FB 设备文件：是帧缓冲区的用户空间接口，允许用户空间程序访问和操作帧缓冲区。
* FB 驱动程序：为特定类型的显示设备提供对 FB 子系统的支持。

映射帧缓冲区

要访问和操作帧缓冲区，需要先将其映射到用户空间。可以通过使用 mmap() 函数来实现映射。映射后，帧缓冲区数据可以像普通内存一样访问和修改。

示例代码：```c
int fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
void *fbp = mmap(NULL, fb_info.smem_len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
```

写入帧缓冲区

一旦帧缓冲区被映射，就可以写入像素数据。可以逐像素写入，也可以使用 bit blit 函数进行高效的块写入。

示例代码（逐像素写入）：```c
for (int i = 0; i < ; i++) {
fbp[i] = 0xFF; // 设置像素为白色
}
```

读取帧缓冲区

也可以从帧缓冲区中读取像素数据。这对于捕获屏幕截图或检查显示设备状态非常有用。

示例代码：```c
for (int i = 0; i < ; i++) {
uint8_t pixel = fbp[i]; // 读取像素值
}
```

设置显示设备属性

FB 子系统还允许设置显示设备的属性，包括分辨率、刷新率和颜色深度。

示例代码（设置分辨率）：```c
fb_var_screeninfo vinfo; // 存储屏幕信息的结构
= 1280;
= 720;
ioctl(fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &vinfo);
```

注意事项

* 访问权限：只能以 root 用户或具有适当权限的用户身份访问 FB 设备文件。
* 性能：对 FB 子系统的写入和读取操作可能会对系统性能产生影响，特别是当处理大块数据时。
* 设备兼容性：并非所有显示设备都支持 FB 子系统。确保为所使用的显示设备安装了适当的驱动程序。

使用案例

FB 子系统在以下场景中非常有用：* 图形库：图形库和框架（如 SDL 和 OpenGL）通常利用 FB 子系统来访问和操作帧缓冲区。
* 自定义显示：可以通过直接操作帧缓冲区来创建自定义显示和效果。
* 截图和屏幕录制：通过读取帧缓冲区可以捕获屏幕截图和录制屏幕活动。
* 嵌入式系统：FB 子系统在嵌入式系统中非常有用，其中内存资源有限，并且需要直接访问显示硬件。

2025-01-07

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