通过Framebuffer刷屏使得屏幕显示红色

文章的开始，想要申明一下：我的目的是在整个屏幕上显示红色。关于Framebuffer的原理知识我很少涉及，请读者自己查阅相关书籍或者上网查找资料。

开发环境：

物理机(不是虚拟机)Ubuntu 11.04

最近在作一个视频采集显示的东西，要用到Framebuffer，就看了点相关的知识。在这里稍微总结一下。

Framebuffer对应的文件是/dev/fb0。

这里我说明两点：

1.如果在/dev目录下没有fb0文件，那就重新启动试试。一开始我的电脑上也没有fb0文件，我就瞎捣鼓了一下Nvidia X Server Settings，修改了显示器设置参数，又重新启动了电脑就出现fb0文件了，具体原因我不知道(根据我的做事原则-用最简单、最有效、最直接的方法解决问题。我的目的是要显示器显示红色，既然我搞出来fb0文件了，离目的又进了一步，也就没有深究为什么)。

2.修改下fb0文件的权限，否则会在以后运行程序时出现无法打开文件的错误。

sudo chmod 666 /dev/fb0

操作Framebuffer的步骤如下：

1.打开文件：open函数

2.映射帧缓冲到应用程序空间：mmap函数

3.操作映射后的内存空间，在这里就是将红色对应的RGB和透析度的数值写到相关的内存空间内。

4.释放映射空间和关闭文件描述符。

程序总共两个：

1.第一个程序如下：

很简单的一个程序，就是打印出Framebuffer的一些相关信息，就是fb_var_screeninfo 和fb_fix_screeninfo 两个结构体主要成员的打印。

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ioctl.h>int
main (int argc,char **argv ){int fb_fd=-1;struct fb_var_screeninfo vinfo;struct fb_fix_screeninfo finfo;fb_fd = open("/dev/fb0",O_RDWR);if (fb_fd < 0){printf("Error : Can not open framebuffer device\n");exit(EXIT_FAILURE);}if(ioctl(fb_fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&finfo)){printf("Error reading fixed information\n");exit(EXIT_FAILURE);}if (ioctl(fb_fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&vinfo)){printf("Error reading variable information\n");exit(3);}printf("the fixed information is as follow:\n");printf("id=%s\n",finfo.id);printf("sem_start=%lx\n",finfo.smem_start);printf("smem_len=%u\n",finfo.smem_len);printf("type=%u\n",finfo.type);printf("line_length=%u\n",finfo.line_length);printf("mmio_start=%lu\n",finfo.mmio_start);printf("mmio_len=%d\n",finfo.mmio_len);printf("variable information is as follow:\n");printf("The xres is :%u\n",vinfo.xres);printf("The yres is :%u\n",vinfo.yres);printf("xres_virtual=%u\n",vinfo.xres_virtual);printf("yres_virtual=%u\n",vinfo.yres_virtual);printf("xoffset=%u\n",vinfo.xoffset);printf("yoffset=%u\n",vinfo.yoffset);printf("bits_per_pixel is :%u\n",vinfo.bits_per_pixel);printf("red.offset=%u\n",vinfo.red.offset);printf("red.length=%u\n",vinfo.red.length);printf("red.msb_right=%u\n",vinfo.red.msb_right);printf("green.offset=%d\n",vinfo.green.offset);printf("green.length=%d\n",vinfo.green.length);printf("green.msb_right=%d\n",vinfo.green.msb_right);printf("blue.offset=%d\n",vinfo.blue.offset);printf("blue.length=%d\n",vinfo.blue.length);printf("blue.msb_right=%d\n",vinfo.blue.msb_right);printf("transp.offset=%d\n",vinfo.transp.offset);printf("transp.length=%d\n",vinfo.transp.length);printf("transp.msb_right=%d\n",vinfo.transp.msb_right);printf("height=%x\n",vinfo.height);printf("width=%x\n",vinfo.width);close (fb_fd);return 0;
}

输出结果如下：

the fixed information is as follow:
id=VESA VGA
sem_start=cf000000
smem_len=1245184
type=0
line_length=2560
mmio_start=0
mmio_len=0
variable information is as follow:
The xres is :640
The yres is :480
xres_virtual=640
yres_virtual=480
xoffset=0
yoffset=0
bits_per_pixel is :32
red.offset=16
red.length=8
red.msb_right=0
green.offset=8
green.length=8
green.msb_right=0
blue.offset=0
blue.length=8
blue.msb_right=0
transp.offset=24
transp.length=8
transp.msb_right=0
height=ffffffff
width=ffffffff

有几个输出要重视：

The xres is :640

The yres is :480//虚拟控制台屏幕的分辨率(虚拟控制台，即：Ctrl+Alt+Fn(n=1,2,3,4,5,6)时进入的控制台。我的机器是物理机，虚拟机没有尝试过)

bits_per_pixel is :32//一个像素点占用32位，也就是说明像素点对应的内存中存放的RGB32(R、G、B各占8位，剩下的八位用来存放透析度(不知道是什么东西，也没管它))数据。这里有个问题很重要啊：到底这32位的数据怎么存放的的呢？？？？？最低的八位放R、G、B还是透析度数据呢。。。。。。接着往下看---------

red.offset=16//看来R数据放在32数据中的16-23上

red.length=8

red.msb_right=0//指的是数据的最高有效位在最左边

green.offset=8//看来G数据放在32数据中的8-15上

green.length=8

green.msb_right=0

blue.offset=0//看来B数据放在32数据中的0-7上

blue.length=8

blue.msb_right=0

transp.offset=24//看来透析度数据放在32数据中的24-31上

transp.length=8

transp.msb_right=0

以上内容一定要明白，否则先别往下看，查查资料先把理论搞明白再说。

2.第二个程序如下：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ioctl.h>#define IMAGE_W 640  //对应上一个程序的xres
#define IMAGE_H 480   //对应上一个程序的yrestypedef struct {char red;char blue;char green;char trans;
} PIXEL;         //自定义的结构体用于存放一个像素点的颜色数据，这里比较简单就是存放红色的RGB和透析度数据int
main(){PIXEL pixel;pixel.trans=0;pixel.red=255;pixel.green=0;pixel.blue=0;   //查表得到。。。。程序后面有插图int fb_fd=0,i=0,j=0;unsigned long int *fbp,*mmap_start;unsigned long buffersize;char * cur_pix;struct fb_var_screeninfo vinfo;struct fb_fix_screeninfo finfo;fb_fd = open("/dev/fb0",O_RDWR);if (fb_fd < 0){printf("Error : Can not open framebuffer device\n");exit(1);}if(ioctl(fb_fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&finfo)){printf("Error reading fixed information\n");exit(2);}if (ioctl(fb_fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&vinfo)){printf("Error reading variable information\n");exit(3);}/*printf("The xres is :%d\n",vinfo.xres);printf("The yres is :%d\n",vinfo.yres);printf("bits_per_pixel is :%d\n",vinfo.bits_per_pixel);*/buffersize=vinfo.xres*vinfo.yres*vinfo.bits_per_pixel/8;mmap_start=(unsigned long int *)mmap(0,buffersize,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb_fd,0);if((long int )mmap_start==-1){perror("mmap error!\n");exit(EXIT_FAILURE);}fbp=mmap_start;for(i=0;i<IMAGE_H;i++){for(j=0;j<IMAGE_W;j++){cur_pix=(char *)fbp;cur_pix[0]=pixel.blue;cur_pix[1]=pixel.green;cur_pix[2]=pixel.red;cur_pix[3]=pixel.trans;fbp++;}}munmap(mmap_start,buffersize);close (fb_fd);return 0;}
}

查表可得红色对应的RGB数据是0xFF0000 。

现在请按下组合键(Ctrl+Alt+Fn(n=1,2,3,4,5,6))进入虚拟控制台，通过cd命令转到存放源程序的目录下，编译后运行，是不是屏幕全变成红色了呢？

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