关于linux的fb_framebuffer设备驱动.pdf

草稿 V2.4.0

1framebuffer 设备即帧缓冲设备（简写 fb ）提供了显示接口的抽象描述。他

同时代表着显示接口的存储区，应用程序通过定义好的函数访问，不需要知道底

层的任何操作。

Framebuffer 驱动使用的设备节点，通常位于 /dev 目录，如 /dev/fb*. 从用

户角度看， fb 设备和其他 /dev 下面的设备类似：普通的字符设备，主设备号 29，

次设备号定义 fb 的索引。

通常，使用如下方式（前面的数字表示次设备号）

0=/dev/fb0 第一个 fb 设备

fb 虽然可以像内存设备（ /dev/mem）一样，对其 read,write,seek 以及 mmap。

但区别在于 fb 使用的不是整个内存区，而是显存部分。

通过 ioctl 可以读取或设定 fb 设备参数，很重要的一点，颜色表 (cmap) 也

要通过 Ioctl 设定。查看 <linux/fb.h> 就知道有多少 ioctl 应用以及相关数据结

构。这里给出摘要：

- 你可以获取设备一些不变的信息，如设备名，屏幕的组织（平面，象素 ,...)

对应内存区的长度和起始地址。

- 也可以获取能够改变的信息，例如位深，颜色格式，时序等。如果你改变这

些值，驱动程序将对值进行优化，以满足设备特性（如果你的设定，设备不支持，

返回 EINVAL）。

调用 register_framebuffer() 在系统中注册。

之所以对视频模式进行介绍，因为在后面的一些数据结构中，会出现对视频

模式的参数描述。

CRT显示器用 3 个电子枪轰击磷粉完成颜色的显示。电子枪必须完成从左到草稿 V2.4.0

2 右的水平扫描和从上至下的垂直扫描。改变枪的电压，对应显示的颜色可以不同。

当电子枪完成一行扫描重新回到下一行的开始，被称为“水平折回” 。当一屏幕

全部扫描完毕，电子枪从底部回到左上角，被称为“垂直折回” 。在折回的途中

电子枪是关闭的。

电子枪打点的移动速度取决于点时钟。如果点时钟是 28.37516MHz，打一

个点需要 35242ps。

然而水平折回也是需要时间的，通常 272 个点时钟单位，因此扫描一行需要

的时间就是：

(640+272)*35.242E-9s=32.141E-6s

由此得到水平扫描的频率是 31KHz：

1/(32.141E-6s)=31.113E3Hz

若屏幕有 480 行，加上垂直折回时间 49 个行时钟单位，刷新一屏所需时间：

(480+49)*32.141E-6s=17.002E-3s

由此得到垂直扫描的频率是 59Hz：

1/(17.002E-3s)=58.815Hz

下图给出了所有时序的概要。水平折回的时间就是左边空白＋右边空白＋水

平 同 步 长 度 。 垂 直 折 回 的 时 间 就 是 上 空 白 ＋ 下 空 白 ＋ 垂 直 同 步 长 。

+----------+--------------------------------------------+----------+-------+

||^|||

|||upper_margin|||

||?|||

+----------###############################################----------+-------+

|#^#||

|left#|#right|hsync|

|margin#|xres#margin|len|

|#|#||

|#?#|| 草稿 V2.4.0

3+----------###############################################----------+-------+

||^|||

|||lower_margin|||

||?|||

+----------+---------------------------------------------+----------+-------+

||^|||

|||vsync_len|||

||?|||

"800x600"508008569761040600637643666

<name>DCFHRSH1SH2HFLVRSV1SV2VFL

而帧缓冲设备使用下面的参数：

-pixclock: 点时钟 inps(picoseconds)

-left_margin:timefromsynctopicture

-right_margin:timefrompicturetosync

-upper_margin:timefromsynctopicture

-lower_margin:timefrompicturetosync

-hsync_len:lengthofhorizontalsync

left_margin=HFL-SH2

right_margin=SH1-HR

hsync_len=SH2-SH1

3)verticaltimings:

upper_margin=VFL-SV2

lower_margin=SV1-VR

vsync_len=SV2-SV1

1．2

下面给出了一个 framebuffer 驱动例子，并添加详细注释。通过阅读该例，

希望大家对 framebuffer 驱动初步了解。 后面我们将分析用到的数据结构， 以及草稿 V2.4.0

*publishedbytheFreeSoftwareFoundation.

*Changelog:23-Apr-2001TTCCreated

*/

#include<linux/types.h>

#include<linux/fb.h>

#include<linux/string.h>

#include<linux/errno.h>

#include<linux/init.h>

#include<linux/module.h>

#include<asm/io.h>

staticintcurrcon=0;// 当前的 console 索引

staticstructfb_infofb_info;

staticstructdisplaydisplay;

staticintanakinfb_getcolreg(u_intregno,u_int*red,u_int*green,

u_int*blue,u_int*transp,structfb_info*info)

{

if(regno>15)// 共有 16 色，故索引不大于 15

return1;

// 颜色描述的位深 16 位，分别是 R:G:B=5:6:5 ；后面的补齐操作采用了左移

}

staticintanakinfb_setcolreg(u_intregno,u_intred,u_intgreen,u_int 草稿 V2.4.0

5blue,u_inttransp,structfb_info*info)

{

if(regno>15)

return1;

// 根据索引，设置颜色表的颜色值

colreg[regno]=(red&0xf800)|(green&0xfc00>>5)|

(blue&0xf800>>11);

return0;

//fix 全部为 0

memset(fix,0,sizeof(structfb_fix_screeninfo));

//id 作为字符串标识用

strcpy(fix->id,"AnakinFB");

// 显存的起始物理地址

fix->smem_start=VGA_START;

// 显存所占的字节数

fix->smem_len=VGA_SIZE;

// 象素显示

fix->type=FB_TYPE_PACKED_PIXELS;

fix->xpanstep=0;

fix->ypanstep=0;

fix->ywrapstep=0;

// 每行所占字节数， xres ＝400

fix->line_length=400*2;

// 显卡无硬件加速

fix->accel=FB_ACCEL_NONE;

return0;

}

6var->xres=400;

//y 方向分辨率

var->yres=234;

// 虚拟分辨率，不支持 pan，故和实际分辨率一致

var->xres_virtual=400;

var->yres_virtual=234;

var->xoffset=0;

var->yoffset=0;

// 色深 16 位， 5：6：5 结构

var->bits_per_pixel=16;

var->green.length=6;

var->blue.offset=0;

var->blue.length=5;

// 不支持透明度

var->transp.offset=0;

var->transp.length=0;

var->nonstd=0;

var->activate=FB_ACTIVATE_NOW;

// 下面解释略

var->height=-1;