linux驱动系列学习之Framebuffer子系统（三）

一、Framebuffer子系统简介
Framebuffer（帧缓冲）时Linux系统位显示设备提供的一个接口。属于偏底层的显示接口。它将显示缓冲区抽象，屏蔽图像硬件的底层差异，允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。对于帧缓冲设备而言，只要在缓冲区对应位置写入颜色值，对应的屏幕位置则显示响应的颜色。
Framebuffer子系统的主要结构如下图（借图展示，侵删）。

从中可以看到，Framebuffer子系统主要通过fb_ops中的成员函数操作LCD显示器。多数的LCD操作规范，可以按照像素点格式的要求按顺序写入帧缓冲区。但是也有一些LCD操作不是很规范，这时，可以使用fb_ops中的fb_write()函数重写。例如spi接口或i2c的0.96寸、分辨率位128×64的oled屏幕，可以使用fb_write()重写。

二、i2c接口的oled屏幕驱动

1. 重要结构体

使用Framebuffer子系统，主要需要配置如下几个重要的结构体：

fb_var_screeninfo代表可修改的LCD显示参数，如分辨率和像素比特数。

fb_fix_screeninfo 代表不可修改的LCD属性参数，如显示内存的物理地址和长度等。

fb_ops，其是LCD底层硬件操作接口集。

fb_cmap，颜色映射表。

fb_info, Framebuffer子系统主要注册结构体。

fb_info具体如下：

#define OLED_WIDTH     128
#define OLED_HEIGHT    64static struct fb_info oled_info = {.var ={.xres = OLED_WIDTH,       .yres = OLED_HEIGHT,.xres_virtual = OLED_WIDTH,       .yres_virtual = OLED_HEIGHT,.bits_per_pixel = 1,},.fix={.smem_len = OLED_HEIGHT * OLED_WIDTH / 8,           .line_length = 128,},.fbops = &oled_fbops,
};

从上述配置fb_info结构体可以看到，主要配置屏幕的长（xres）、宽（yres）、一个像素显示需要多少位（bits_per_pixel）、显示一帧需要多少字节（smem_len）、一行多少字节（line_length）和一个fb_ops结构体。

其中oled_fbops结构体如下：

static struct fb_ops oled_fbops = {.fb_open      = oled_fb_open,.fb_release   = oled_fb_release,.fb_write     = oled_fb_write,.fb_mmap      = oled_fb_mmap,
}

fb_open、release是打开关闭设备，fb_mmap则是对设备进行抽象的函数，开辟显存的地方，使显存和屏幕显示对应。fb_write则是oled显示是i2c接口的显示屏，故需要对其进行重写。

2. 注册、卸载Framebuffer子系统

注册和卸载需要两个函数：

int register_framebuffer（struct fb_info *fb_info）; //用于注册显示设备

int unregister_framebuffer（struct fb_info *fb_info）; //卸载

三、总结

Framebuffer子系统是Linux系统对显示相关的硬件的一个软件抽象层，其最终是挂载到platform总线上，在probe函数中会调用相关操作。Linux显示目前有两种方式，一种是Framebuffer子系统，另一种则是DRM/KMS，前者比较简单，通过的功能也不多，后者现在是更主流的方式，也复杂很多，等学习了之后再更新。

参考书：Linux设备驱动开发详解（基于最新的Linux4.0内核）宋宝华著

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