FrameBuffer的原理
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Android帧缓冲区(Frame Buffer)硬件抽象层(HAL)模块Gralloc的实现原理分析Android帧缓冲区,Frame Buffer,硬件抽象层,HAL,模块Gralloc的实现原理分析前面在介绍Android系统的开机画面时提到,Android设备的显示屏被抽象为一个帧缓冲区,而Android系统中的SurfaceFlinger服务就是通过向这个帧缓冲区写入内容来绘制应用程序的用户界面的。
Android系统在硬件抽象层中提供了一个Gralloc模块,封装了对帧缓冲区的所有访问操作。
本文将详细分析Gralloc模块的实现,为后续分析SurfaceFlinger服务的实现打下基础。
在前面Android系统的开机画面显示过程分析一文中提到,Linux内核在启动的过程中会创建一个类别和名称分别为“graphics”和“fb0”的设备,用来描述系统中的第一个帧缓冲区,即第一个显示屏,其中,数字0表示从设备号。
注意,系统中至少要存在一个显示屏,因此,名称为“fb0”的设备是肯定会存在的,否则的话,就是出错了。
Android系统和Linux内核本身的设计都是支持多个显示屏的,不过,在Android目前的实现中,只支持一个显示屏。
在前面Android系统的开机画面显示过程分析一文中还提到,init进程在启动的过程中,会启动另外一个进程ueventd来管理系统的设备文件。
当ueventd进程启动起来之后,会通过netlink接口来Linux内核通信,以便可以获得内核中的硬件设备变化通知。
而当ueventd进程发现内核中创建了一个类型和名称分别为“graphics”和“fb0”的设备的时候,就会这个设备创建一个/dev/graphics/fb0设备文件。
这样,用户空间的应用程序就可以通过设备文件/dev/graphics/fb0来访问内核中的帧缓冲区,即在设备的显示屏中绘制指定的画面。
注意,用户空间的应用程序一般是通过内存映射的方式来访问设备文件/dev/graphics/fb0的。
图形用户接口一、实验目的(1)了解嵌入式系统图形界面的基本编程方法(2)学习图形库的制作二、实验原理(一)Frame Buffer显示屏的整个显示区域,在系统内会有一段存储空间与之对应。
通过改变该存储空间的内容达到改变显示信息的目的。
该存储空间被称为Frame Buffer,或显存。
显示屏上的每一点都与Frame Buffer里的某一位置对应。
所以,解决显示屏的显示问题,首先要解决的是Frame Buffer的大小以及屏上的每一像素与Frame Buffer的映射关系。
影响空间大小的因素:由于Frame Buffer空间的计算大小是以屏幕的大小和显示模式决定的,所以显示模式(单色或彩色)、显示屏的性能、显示的需要均会影响Frame Buffer空间的大小。
另外显示屏还有单屏幕、双屏幕两种工作模式:单屏幕模式代表屏幕的显示范围是整个屏幕,只需一个Frame Buffer和一个通道;双屏幕模式则将整个屏幕划分为两个部分,这两个部分各自有Frame Buffer,且他们的地址无需连续,并同时具有两个各自独立的通道将Frame Buffer的数据传送到显示屏。
显示操作及映射连续性:由于Frame Buffer通常就是从内存空间分配所得,并且他是有连续的字节空间组成,屏幕的显示操作通常是从左到右逐点像素扫描,从上到下逐行扫描,直到扫描到右下角,然后再折返到左上角。
又由于Frame Buffer里的数据是按地址递增的顺序被提取,所以屏幕上相邻的两像素被映射到Frame Buffer里是连续的,并且屏幕最左上角的像素对应Frame Buffer的第一空间单元,屏幕最右下角则对应最后一个单元空间。
(二)Frame Buffer 与色彩计算机反映自然界的颜色是通过RGB(Red-Green-Blue)值来表示的。
如果要在屏幕某点显示某种颜色,则必须给出相应的RBG值。
Frame Buffer是由所有像素的RGB值或RGB值的部分位所组成,本系统使用的16位/像素的模式下,Frame Buffer里的每个单元16位,每个单元代表一个像素的RGB值,如下图D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 R R R R R G G G G G G B B B B B有了以上的分析,就可以用下面的计算公式FrameBufferSize=Width * Height * Bitperpixel/8计算Frame Buffer的大小(以字节为单位)。
flutter linux framebuffer -回复Flutter是一个开源的UI框架,它可以帮助开发者快速构建漂亮且高性能的跨平台应用程序。
而Linux framebuffer是一种基于内存的显示设备,它可以直接访问和操作显存,将图形信息显示在屏幕上。
本文将详细介绍Flutter在Linux framebuffer上的应用,包括如何配置和启动以及遇到的一些常见问题和解决方案。
何为Linux framebuffer?首先,我们需要理解什么是Linux framebuffer。
Framebuffer是一种显示设备的编程接口,它提供了对显存的底层访问和操作。
以前,大多数操作系统都使用字符设备驱动或者X Window System来显示图形界面,而Linux framebuffer则是在这些方式之上的一层软件接口。
它允许开发者直接操作显存,快速地将图形信息显示在屏幕上。
Linux framebuffer不仅适用于嵌入式设备,也可以在普通的Linux系统上使用。
Flutter在Linux framebuffer上的使用Flutter最初是为移动设备开发的,但随着时间的推移和社区的发展,Flutter已经支持了更多的平台,包括桌面和嵌入式系统。
使用Flutter在Linux framebuffer上进行开发,可以让我们在Linux环境中快速构建漂亮且高性能的应用程序。
# 配置Linux framebuffer在开始使用Flutter在Linux framebuffer上进行开发之前,我们需要先配置Linux framebuffer。
首先,确保操作系统已经安装了Linux framebuffer的驱动程序。
然后,通过修改系统的启动参数来启用Linux framebuffer。
具体的步骤会因不同的Linux发行版而有所不同,可以参考相关的文档和教程来进行配置。
# 启动Flutter应用一旦Linux framebuffer配置完成,我们就可以开始启动Flutter应用了。
qt linuxfb原理摘要:1.引言2.Linux FB介绍3.QT与Linux FB的关系4.QT for Linux FB的工作原理5.结论正文:Linux FB(Framebuffer)是一个用于显示图形图像的设备驱动程序,它为上层应用程序提供了一个统一的图形接口。
QT(Qt)是一款跨平台的C++应用程序框架,广泛应用于图形界面开发。
在Linux系统中,QT通过Linux FB实现图形输出。
本文将详细介绍QT for Linux FB的工作原理。
1.引言Linux系统中的图形设备驱动程序负责管理图形硬件设备,向上层提供统一的图形接口。
Linux FB是Linux内核中提供的一个图形设备驱动程序,它支持多种硬件设备,为应用程序提供了一个标准的图形接口。
QT是一款跨平台的C++应用程序框架,提供了丰富的图形界面组件。
在Linux系统中,QT通过Linux FB实现图形输出。
2.Linux FB介绍Linux FB,即Framebuffer,是Linux内核中提供的一个图形设备驱动程序。
它的主要功能是将图形命令转换为硬件设备可以识别的信号,从而实现图形输出。
Linux FB支持多种硬件设备,包括CRT显示器、液晶显示器、投影仪等。
它为上层应用程序提供了一个统一的图形接口,简化了图形编程。
3.QT与Linux FB的关系QT是一款跨平台的C++应用程序框架,提供了丰富的图形界面组件。
在Linux系统中,QT通过Linux FB实现图形输出。
具体来说,QT使用Linux FB的图形设备驱动程序,将应用程序的图形命令转换为硬件设备可以识别的信号,从而实现图形输出。
此外,QT还提供了一套与Linux FB紧密集成的输入设备驱动程序,支持鼠标、键盘等输入设备的操作。
4.QT for Linux FB的工作原理QT for Linux FB的工作原理可以分为以下几个步骤:(1)初始化:在应用程序启动时,QT会调用Linux FB的初始化函数,创建一个与Linux FB相关的QT对象。
Linux FrameBuffer双缓冲区原理是:所有画图操作将它们画图的结果保存在一块系统内存区域中,这块区域通常被称作“后缓冲区(backbuffer)”,当所有的绘图操作结束之后,将整块区域复制到显示内存中,这个复制操作通常要跟显示器的光栈束同步,以避免撕裂。
FrameBuffer是出现在2.2.xx内核当中的一种驱动程序接口。
Linux是工作在保护模式下,所以用户态进程是无法象DOS那样使用显卡BIOS里提供的中断调用来实现直接写屏,Linux 抽象出FrameBuffer这个设备来供用户态进程实现直接写屏。
但FrameBuffer本身不具备任何运算数据的能力,中间不会对数据做处理,所有显示任务都有CPU完成,因此CPU负担很重。
opengl帧缓冲理解OpenGL帧缓冲是OpenGL中的一个重要概念,它是一种用于离屏渲染的技术。
在OpenGL中,帧缓冲是一个用于存储渲染结果的缓冲区,它可以被用来实现各种高级渲染效果,比如反射、抗锯齿、阴影等。
帧缓冲的基本原理是将渲染结果存储到一个离屏缓冲区中,然后再将这个缓冲区中的内容复制到屏幕上。
这样做的好处是可以在不影响屏幕显示的情况下进行渲染,从而实现各种高级效果。
在OpenGL中,帧缓冲是由多个缓冲区组成的。
其中最重要的是颜色缓冲区,它用于存储渲染结果的颜色信息。
除了颜色缓冲区之外,还有深度缓冲区和模板缓冲区,它们分别用于存储渲染结果的深度信息和模板信息。
使用帧缓冲的过程可以分为以下几个步骤:1. 创建帧缓冲对象:使用glGenFramebuffers函数创建一个帧缓冲对象,并将其绑定到OpenGL上下文中。
2. 创建纹理对象:使用glGenTextures函数创建一个纹理对象,并将其绑定到OpenGL上下文中。
3. 将纹理对象附加到帧缓冲对象上:使用glFramebufferTexture2D 函数将纹理对象附加到帧缓冲对象的颜色缓冲区上。
4. 渲染场景:使用glViewport函数设置渲染视口,并使用glClear 函数清空颜色缓冲区、深度缓冲区和模板缓冲区。
5. 将渲染结果复制到屏幕上:使用glBlitFramebuffer函数将帧缓冲区中的内容复制到屏幕上。
使用帧缓冲可以实现各种高级渲染效果,比如反射、抗锯齿、阴影等。
例如,使用帧缓冲可以实现实时反射效果,即在场景中添加一个反射平面,将其作为帧缓冲区,然后将反射平面的纹理映射到场景中的物体上,从而实现反射效果。
帧缓冲是OpenGL中非常重要的一个概念,它可以帮助我们实现各种高级渲染效果,提高场景的真实感和逼真度。
uClinux的framebuffer简介如何配置framebuffer面的内容主要是关于framebuffer 的一些知识,主要是根据我们实际开发过程中的一些体会,其中难免错漏之处,欢迎指正。
什么是framebuffer 设备framebuffer 是一种能够提取图形的硬件设备,是用户进入图形界面很好的接口。
有了framebuffer,用户的应用程序不需要对底层的驱动的深入了解就能够做出很好的图形。
对于用户而言,它和/dev 下面的其他设备没有什么区别,用户可以把framebuffer 看成一块内存,既可以向这块内存中写入数据,也可以从这块内存中读取数据。
第一个被注册的framebuffer 的minor 等于0,第二个被注册的framebuffer的minor 等于1,以此类推。
framebuffer 内部结构数据结构:framebuffer 设备很大程度上依靠了下面四个数据结构。
这三个结构在fb.h 中声明。
Struct fb_var_screeninfoStruct fb_fix_screeninfoStruct fb_info第一个结构是用来描述图形卡的特性的。
通常是被用户设置的。
第二个结构定义了图形卡的硬件特性,是不能改变的,用户选定了哪一个图形卡,那么它的硬件特性也就定下来了。
第三个结构定义了当前图形卡framebuffer 设备的独立状态,一个图形卡可能有两个framebuffer,在这种情况下,就需要两个fb_info 结构。
这个结构是唯一在内核空间可见的。
设计自己的framebuffer 设备驱动用户首先需要添加下面的代码到fbmem.cstatic struct {const char *name;int (*init)(void);int (*setup)(char*);} fb_drivers[] __initdata = {#ifdef CONFIG_FB_YOURCARD{ "driver_name", xxxfb_init, xxxfb_setup },#endif其次在xxfb.c 中根据自己的需要重新分配显存大小。
Android帧缓冲区(Frame Buffer)硬件抽象层(HAL)模块Gralloc的实现原理分析分类:Android2012-07-2301:251529人阅读评论(16)收藏举报前面在介绍Android系统的开机画面时提到,Android设备的显示屏被抽象为一个帧缓冲区,而Android系统中的SurfaceFlinger服务就是通过向这个帧缓冲区写入内容来绘制应用程序的用户界面的。
Android系统在硬件抽象层中提供了一个Gralloc模块,封装了对帧缓冲区的所有访问操作。
本文将详细分析Gralloc模块的实现,为后续分析SurfaceFlinger服务的实现打下基础。
在前面Android系统的开机画面显示过程分析一文中提到,Linux内核在启动的过程中会创建一个类别和名称分别为“graphics”和“fb0”的设备,用来描述系统中的第一个帧缓冲区,即第一个显示屏,其中,数字0表示从设备号。
注意,系统中至少要存在一个显示屏,因此,名称为“fb0”的设备是肯定会存在的,否则的话,就是出错了。
Android系统和Linux内核本身的设计都是支持多个显示屏的,不过,在Android目前的实现中,只支持一个显示屏。
在前面Android系统的开机画面显示过程分析一文中还提到,init进程在启动的过程中,会启动另外一个进程ueventd来管理系统的设备文件。
当ueventd进程启动起来之后,会通过netlink接口来Linux内核通信,以便可以获得内核中的硬件设备变化通知。
而当ueventd进程发现内核中创建了一个类型和名称分别为“graphics”和“fb0”的设备的时候,就会这个设备创建一个/dev/graphics/fb0设备文件。
这样,用户空间的应用程序就可以通过设备文件/dev/graphics/fb0来访问内核中的帧缓冲区,即在设备的显示屏中绘制指定的画面。
注意,用户空间的应用程序一般是通过内存映射的方式来访问设备文件/dev/graphics/fb0的。
FrameBuffer的原理118131 0500 20 0OTHER 119 042 4243 01 0星级BLOG0yjvijfhvk#FFFFFF#187218 no-repeat _blank 142802 02010-08-22 22:10:52 148752 02010-12-12 19:00:32 149421 02010-12-25 22:18:31 142904 02010-08-25 00:12:50 142900 02010-08-24 23:40:46 143241 02010-08-29 21:58:21 143218 02010-08-29 13:44:47 142597 02010-08-18 23:50:04 142902 02010-08-25 00:11:34 142602 02010-08-18 23:51:00 144883 02010-09-27 20:50:30"20100819","20100822","20100824","20100825","20100829","20100830"," 20100831","20100901","20100902","20100905","20100906","20100927","201 01106","20101108","20101109","20101110","20101111","20101113","201011 14","20101206","20101212","20101223","20101224","20101225",""2448686 149421 2010-12-25 22:26:35 2010-12-25 22:26:35 10 0FrameBuffer的原理FrameBuffer是出现在2.2.xx内核当中的一种驱动程序接口。
Linux是工作在保护模式下,所以用户态进程是无法象DOS那样使用显卡BIOS里提供的中断调用来实现直接写屏,Linux抽象出FrameBuffer这个设备来供用户态进程实现直接写屏。
Framebuffer机制模仿显卡的功能,将显卡硬件结构抽象掉,可以通过Framebuffer的读写直接对显存进行操作。
用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像,将其映射到进程地址空间之后,就可以直接进行读写操作,而写操作可以立即反应在屏幕上。
这种操作是抽象的,统一的。
用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。
这些都是由Framebuffer设备驱动来完成的。
但Framebuffer本身不具备任何运算数据的能力,就只好比是一个暂时存放水的水池.CPU将运算后的结果放到这个水池,水池再将结果流到显示器.中间不会对数据做处理.应用程序也可以直接读写这个水池的内容.在这种机制下,尽管Framebuffer需要真正的显卡驱动的支持,但所有显示任务都有CPU完成,因此CPU负担很重.framebuffer的设备文件一般是/dev/fb0、/dev/fb1等等。
可以用命令:#dd if=/dev/zero of=/dev/fb清空屏幕.如果显示模式是1024x768-8位色,用命令:$dd if=/dev/zeroof=/dev/fb0 bs=1024 count=768清空屏幕用命令:#dd if=/dev/fb of=fbfile可以将fb中的内容保存下来;可以重新写回屏幕:#dd if=fbfile of=/dev/fb在使用Framebuffer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FrameBuffer设备映射到进程地址空间的方式使用,比如下面的程序就打开/dev/fb0设备,并通过mmap系统调用进行地址映射,随后用memset将屏幕清空(这里假设显示模式是1024x768-8位色模式,线性内存模式):int fb;unsigned char*fb_mem;fb=open(\"/dev/fb0\",O_RDWR);fb_mem=mmap(NULL,1024*768,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);memset(fb_mem,0,1024*768);FrameBuffer设备还提供了若干ioctl命令,通过这些命令,可以获得显示设备的一些固定信息(比如显示内存大小)、与显示模式相关的可变信息(比如分辨率、象素结构、每扫描线的字节宽度),以及伪彩色模式下的调色板信息等等。
通过FrameBuffer设备,还可以获得当前内核所支持的加速显示卡的类型(通过固定信息得到),这种类型通常是和特定显示芯片相关的。
比如目前最新的内核(2.4.9)中,就包含有对S3、Matrox、nVidia、3Dfx等等流行显示芯片的加速支持。
在获得了加速芯片类型之后,应用程序就可以将PCI设备的内存I/O(memio)映射到进程的地址空间。
这些memio一般是用来控制显示卡的寄存器,通过对这些寄存器的操作,应用程序就可以控制特定显卡的加速功能。
PCI设备可以将自己的控制寄存器映射到物理内存空间,而后,对这些控制寄存器的,给变成了对物理内存的访问。
因此,这些寄存器又被称为\"memio\"。
一旦被映射到物理内存,Linux的普通进程就可以通过mmap将这些内存I/O映射到进程地址空间,这样就可以直接访问这些寄存器了。
当然,因为不同的显示芯片具有不同的加速能力,对memio的使用和定义也各自不同,这时,就需要针对加速芯片的不同类型来编写实现不同的加速功能。
比如大多数芯片都提供了对矩形填充的硬件加速支持,但不同的芯片实现方式不同,这时,就需要针对不同的芯片类型编写不同的用来完成填充矩形的函数。
FrameBuffer只是一个提供显示内存和显示芯片寄存器从物理内存映射到进程地址空间中的设备。
所以,对于应用程序而言,如果希望在FrameBuffer 之上进行图形编程,还需要自己动手完成其他许多工作。
二、FrameBuffer在LINUX中实现和机制Framebuffer对应的源文件在linux/drivers/video/目录下。
总的抽象设备文件为fbcon.c,在这个目录下还有与各种显卡驱动相关的源文件。
(一)、分析Framebuffer设备驱动需要特别提出的是在INTEL平台上,老式的VESA 1.2卡,如CGA/EGA卡,是不能支持Framebuffer的,因为Framebuffer要求显卡支持线性帧缓冲,即CPU可以访问显缓冲中的每一位,但是VESA 1.2卡只能允许CPU一次访问64K 的地址空间。
FrameBuffer设备驱动基于如下两个文件:1)linux/include/linux/fb.h 2)linux/drivers/video/fbmem.c下面分析这两个文件。
1、fb.h几乎主要的结构都是在这个中文件定义的。
这些结构包括:1)fb_var_screeninfo这个结构描述了显示卡的特性:struct fb_var_screeninfo{__u32 xres;/*visible resolution*/__u32 yres;__u32 xres_virtual;/*virtual resolution*/__u32 yres_virtual;__u32 xoffset;/*offset from virtual to visible resolution*/ __u32 yoffset;__u32 bits_per_pixel;/*guess what*/__u32 grayscale;/*!=0 Gray levels instead of colors*/struct fb_bitfield red;/*bitfield in fb mem if true color,*/ struct fb_bitfield green;/*else only length is significant*/ struct fb_bitfield blue;struct fb_bitfield transp;/*transparency*/__u32 nonstd;/*!=0 Non standard pixel format*/__u32 activate;/*see FB_ACTIVATE_**/__u32 height;/*height of picture in mm*/__u32 width;/*width of picture in mm*/__u32 accel_flags;/*acceleration flags(hints)*//*Timing:All values in pixclocks,except pixclock(of course)*/ __u32 pixclock;/*pixel clock in ps(pico seconds)*/__u32 left_margin;/*time from sync to picture*/__u32 right_margin;/*time from picture to sync*/__u32 upper_margin;/*time from sync to picture*/__u32 lower_margin;__u32 hsync_len;/*length of horizontal sync*/__u32 vsync_len;/*length of vertical sync*/__u32 sync;/*see FB_SYNC_**/__u32 vmode;/*see FB_VMODE_**/__u32 reserved[6];/*Reserved for future compatibility*/};2)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。