注：开发板以IMX6ULL PRO开发板为例！！！
第五章 Framebuffer应用编程
Framebuffer是LCD设备的一种驱动程序
5.1 LCD驱动原理
1、Linux系统通过Framebuffer程序来控制LCD，frame是帧，buffer是缓存，所以Framebuffer就是储存一帧图像数据的内存。Framebuffer保存着一帧图像中的每一个像素颜色值。
假设LCD的分辨率为1024 × 768，每一个像素的颜色用32位来表示，那么Framebuffer的大小就是：（1024 × 768 × 32/8）字节。
2、显示图像的过程：
应用程序来将数据存放进Framebuffer中，而显示这些数据的工作是由LCD控制器完成的，驱动程序设置好LCD控制器后，就会周而复始地从Framebuffer中逐一取出每个像素的颜色值发送给LCD然后逐一显示出来，这样就完成了一帧图像的显示，周而复始地读取像素数据就能一直显示图像。因为读取的速度非常快，所以尽管像素点很多，但是读取一遍的时间很快，人眼并不会发现。
3、当像素想要修改某个像素的颜色值时，就必须要知道LCD的分辨率、bpp、首地址
（1）LCD的分辨率xres × yres表示在屏幕上共有xres × yres个像素点，每行有xres个像素点，总共yres行。这些像素点和Framebuffer中的数据一一对应。
（2）bpp（bits_per_pixel）就是每个像素要用多少位来表示颜色值
（3）已知分辨率、bpp，那么像素点（x，y）前面共有（y × xres + x）个像素点，因为每个像素为bpp位，一个字节占8位，所以像素点（x，y）的在Framebuffer中的偏移地址为：
offset =（y × xres + x）× bpp/8
（4）知道了偏移地址后，还需要知道Framebuffer的首地址fb_base（第一个像素点的内存地址），fb_base + offset 就能得出像素点（x，y）的内存地址并修改颜色值。
4、颜色值的存储方式
如图所示：
（1）每种颜色都可以用三原色：红绿蓝组合得到，其中比较特别的是白色（0xffffff）和黑色（0）。所以在每个像素中以不用方式存储了每个颜色所需的三原色，这取决于存储的位数bpp
（2）对于32bpp，常用的是RGB888，一般只设置低24位，高8位表示透明度（一般LCD都不支持）
对于24bpp，为了硬件上方便处理，实际效果和32bpp一样，只是没有高8位
对于16bpp，常用的是RGB565，即红色5位绿色6位蓝色5位的存储方式，很少场合会用到RGB555，而这可以通过系统调用 ioctl 读取驱动程序中的RGB位偏移来确定使用哪种格式
（3）从RGB888转换成RGB565：
5、涉及的API函数
（1）打开设备节点：open
（2）获取分辨率等参数：ioctl
static struct fb_var_screeninfo var; /* 存放LCD可变参数的结构体 */
if (ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var))
{
printf("can't get var\n");
return -1;
}
注意ioctl用到的参数是：FBIOGET_VSCREENINFO，FB即Framebuffer，V即var可变的，VSCREENINFO即可变的屏幕信息，所以该参数表示get var screen info ，获得屏幕的可变信息。
（3）映射Framebuffer：mmap
因为Framebuffer是驱动程序分配的，如果要使用就必须把Framebuffer映射到用户空间里
要映射一块内存，就要知道它的地址（由驱动程序设置）和大小（由应用程序设定），代码如下：
line_width = var.xres * var.bits_per_pixel / 8; //每一行偏移的字节长度，等于xres*pixel_width
pixel_width = var.bits_per_pixel / 8; // 每个像素点偏移的字节长度，等于bpp/8
screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8; //屏幕上像素点占用的总字节数
fb_base = (unsigned char *)mmap(NULL , screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0); //映射Framebuffer，只要访问fb_base就可以访问到Framebuffer
if (fb_base == (unsigned char *)-1)
{
printf("can't mmap\n");
return -1;
}
（4）实现描点函数：
描点函数是基础，实现描点就可以实现写字、画图
附上代码：
void lcd_put_pixel(int x, int y, unsigned int color) //color是32位RGB888格式
{
unsigned char *pen_8 = fb_base+y*line_width+x*pixel_width; //pen_8指针指向像素点（x，y）的起始地址，可以使用pen_8指针来修改目标像素点的颜色值
unsigned short *pen_16;
unsigned int *pen_32;
unsigned int red, green, blue;pen_16 = (unsigned short *)pen_8;
pen_32 = (unsigned int *)pen_8; //可以使用pen_16、pen_32指针来修改目标像素点的颜色值switch (var.bits_per_pixel) //判断分辨率，然后改变像素点的颜色值
{
case 8:
{
*pen_8 = color;
break;
}case 16: //把16位转换成32位，从RGB888转换成RGB565
{
/* 565 */
red = (color >> 16) & 0xff;
green = (color >> 8) & 0xff;
blue = (color >> 0) & 0xff; //取出三原色各8位的颜色信息
color = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3); //保留红色的高5位，绿色的高6位，蓝色的高5位，然后得到RGB565的color变量
*pen_16 = color; // 将得到的color的值赋给pen_16指针指向的内存值，这样就成功改变了像素点的颜色值
break;
}case 32:
{
*pen_32 = color;
break;
}default:
{
printf("can't surport %dbpp\n", var.bits_per_pixel);
break;
}
}
}
附：
下面是全部的代码：
#include <sys/mman.h>FBIOGET_VSCREENINFO
#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>
static int fd_fb;
static struct fb_var_screeninfo var; /* Current var */
static int screen_size;
static unsigned char *fb_base;
static unsigned int line_width;
static unsigned int pixel_width;
/**********************************************************************
* 函数名称： lcd_put_pixel
* 功能描述： 在LCD指定位置上输出指定颜色（描点）
* 输入参数： x坐标，y坐标，颜色
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 会
***********************************************************************/
void lcd_put_pixel(int x, int y, unsigned int color) //color是32位RGB888格式
{
unsigned char *pen_8 = fb_base+y*line_width+x*pixel_width; //pen_8指针指向像素点（x，y）的起始地址，可以使用pen_8指针来修改目标像素点的颜色值
unsigned short *pen_16;
unsigned int *pen_32;
unsigned int red, green, blue;
pen_16 = (unsigned short *)pen_8;
pen_32 = (unsigned int *)pen_8; //可以使用pen_16、pen_32指针来修改目标像素点的颜色值
switch (var.bits_per_pixel) //判断分辨率，然后改变像素点的颜色值
{
case 8:
{
*pen_8 = color;
break;
}
case 16: //把16位转换成32位，从RGB888转换成RGB565
{
/* 565 */
red = (color >> 16) & 0xff;
green = (color >> 8) & 0xff;
blue = (color >> 0) & 0xff; //取出三原色各8位的颜色信息
color = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3); //保留红色的高5位，绿色的高6位，蓝色的高5位，然后得到RGB565的color变量
*pen_16 = color; // 将得到的color的值赋给pen_16指针指向的内存值，这样就成功改变了像素点的颜色值
break;
}
case 32:
{
*pen_32 = color; //思考32位为什么 不用像16位一样改变格式？
break;
}
default:
{
printf("can't surport %dbpp\n", var.bits_per_pixel);
break;
}
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int i;
fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);
if (fd_fb < 0)
{
printf("can't open /dev/fb0\n");
return -1;
}
if (ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var)) //获取LCD的分辨率、bpp等信息并放在var中
{
printf("can't get var\n");
return -1;
}
line_width = var.xres * var.bits_per_pixel / 8; //每一行偏移的字节长度，等于xres*pixel_width
pixel_width = var.bits_per_pixel / 8; // 每个像素点偏移的字节长度，等于bpp/8
screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8; //屏幕上像素点占用的总字节数
fb_base = (unsigned char *)mmap(NULL , screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0); //映射Framebuufer，只要访问fb_base就可以访问到Framebuffer
if (fb_base == (unsigned char *)-1)
{
printf("can't mmap\n");
return -1;
}
/* 清屏: 全部设为白色 */
memset(fb_base, 0xff, screen_size);
/* 随便设置出100个为红色 */
for (i = 0; i < 100; i++)
lcd_put_pixel(var.xres/2+i, var.yres/2, 0xFF0000);
/* 释放映射的Framebuffer内存段 */
munmap(fb_base , screen_size);
close(fd_fb);
return 0;
}