00-INDEX、framebuffer.txt、internals.txt译文

    技术2022-05-11  61

                                文件00-INDEX译文

                           framebuffer.txt译文

    1.用户角度的/dev/fb*

    从用户的角度看,帧缓冲设备和其他位于/dev下面的设备类似。他是一个字符设备,通常

    主设备号是29,次设备号定义帧缓冲的个数。

     

    通常,使用如下方式(前面的数字代码次设备号)

            0 = /dev/fb0    First frame buffer        1 = /dev/fb1    Second frame buffer      ...        31 = /dev/fb31  32nd frame buffer

         

    考虑到向下兼容,你可以创建符号链接:

          /dev/fb0current -> fb0     /dev/fb1current -> fb1and so on...

     

    帧缓冲设备也是一种普通的内存设备,你可以读写其内容。例如,对屏幕抓屏:

      cp /dev/fb0 myfile你也可以同时有多个显示设备,例如你的主板上出了内置的显卡还有另一独立的

    显卡。对应的帧缓冲设备(/dev/fb0 and /dev/fb1 etc.)可以独立工作。

     

    应用程序如 X server一般使用/dev/fb0作为默认的显示帧缓冲区。你可以自定

    把某个设备作为默认的帧缓冲设备,设置$FRAMEBUFFER环境变量即可。在sh/bash:

        export FRAMEBUFFER=/dev/fb1在csh中:    setenv FRAMEBUFFER /dev/fb1

        

    设定后,X server将使用第二个帧缓冲区设备。

     

    2.程序员角度看/dev/fb*

    正如你所知,一个帧缓冲设备和内存设备类似/dev/mem,并且有许多共性。你可以

    read,write,seek以及mmap()。不同仅仅是帧缓冲的内存不是所有的内存区,而是显卡

    专用的那部分内存。

     

    /dev/fb*也允许尽心ioctl操作,通过ioctl可以读取或设定设备参数。颜色映射表

    也是通过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。  - 也可以获取能够发生变化的信息,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(返回EINVAL,如果你的设定,设备不支持)  - 你也可以获取或设定部分颜色表。

      

     所有这些特性让应用程序十分容易的使用设备。X server可以使用/dev/fb*而不需知道硬件

     的寄存器是如何组织的。 XF68_FBDev是一个用于位映射(单色)X server,唯一要做的就是

     在应用程序在相应的位置设定是否显示。

     

     在新内核中,帧缓冲设备可以工作于模块中,允许动态加载。这类驱动必须调用

     register_framebuffer()在系统中注册。使用模块更方便!

     

    3.帧缓冲分辨率设定

     

    帧缓冲的分辨率可以用工具fbset设定。他可以改变视频设备的显示模式。主要就是

    改变当前视频模式,如在启动过程中,在/etc/rc.* 或 /etc/init.d/* 文件中调用,

    可以把视频模式从单色显示变成真彩.

     

    fbset使用存储在配置文件中的视频模式数据表,你可以在文件中增加自己需要的显示模式。

     

    4.X Server

     

    X server (XF68_FBDev)是对帧缓冲设备的最主要应用。从XFree86  3.2后,X server就是

    XFree86 的一部分了,有2个工作模式:

     

      - 在/etc/XF86Config文件中,如果`Display'段关于 `fbdev'的配置:    Modes "default"    X server 将使用前面讨论的,从环境变量$FRAMEBUFFER获取当前帧缓冲设备.    你也可以设定颜色位深,使用Depth关键字,使用Virtual设定虚拟分辨率。这也是

        默认设置。      - 然而你也可以通过设定/etc/XF86Config,改变分辨率。这样有很多灵活性,唯一的

        不足就是你必须设定刷新频率。可以用fbset -x通过fbset或xvidtune切换显示模式。

     

    5.视频模式频率

     

    CRT显示器是用3个电子枪轰击磷粉完成颜色的显示的。

    电子枪从左到右的水平扫描,并从上至下的垂直扫描。通过改变枪的电压,所显示的颜色

    可以不同。

    当电子枪完成一行扫描重新回到下一行的开始,被称作“水平折回”。当一屏幕全部

    扫描完毕,电子枪将回到最左上脚,被成为“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28.37516 MHz,打一个点需要

    35242 ps。

        1/(28.37516E6 Hz) = 35.242E-9 s

     

    如果屏幕分辨率是640x480,那么一行的时间是:

            640*35.242E-9 s = 22.555E-6 s

    然而水平折回也是需要时间的,通常272个打点时间,因此一行总共需要:

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

    我们就认为水平扫描的频率是31KHz:       

            1/(32.141E-6 s) = 31.113E3 Hz

     

    一屏幕含有480行,加上垂直折回时间49,一屏所需的时间:

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

    我们就认为垂直扫描的频率是59Hz:

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

    这也意味着屏幕数据每秒钟刷新59次。为了得到稳定的图像显示效果,VESA垂直扫描

    频率不低于72Hz。但是也因人而异,有些人50Hz感觉不到任何问题,有些至少在

    80Hz以上才可以。

     

    由于显示器不知道什么时候新行开始扫描,显卡为每一行扫描提供水平同步信号。

    类似的,他也为每一帧显示提供垂直同步信号。图像在屏幕上点的位置取决于这些

    同步信号的发生时刻。

     

    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  |  |<-------->#<---------------+--------------------------->#<-------->|<----->|  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |yres                        #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                |                            #          |       |  |          #                ?                           #          |       |  +----------###############################################----------+-------+  |          |                ^                            |          |       |  |          |                |lower_margin                |          |       |  |          |                ?                           |          |       |  +----------+---------------------------------------------+----------+-------+  |          |                ^                            |          |       |  |          |                |vsync_len                   |          |       |  |          |                ?                           |          |       |  +----------+---------------------------------------------+----------+-------+

    6.把XFree86时序变成frame buffer device时序

    典型的显示模式:

      "800x600"     50      800  856  976 1040    600  637  643  666 < name >     DCF       HR  SH1  SH2  HFL     VR  SV1  SV2  VFL   

     

     而帧缓冲设备使用下面的参数:

      - pixclock: 点时钟 in ps (pico seconds)  - left_margin: time from sync to picture  - right_margin: time from picture to sync  - upper_margin: time from sync to picture  - lower_margin: time from picture to sync  - hsync_len: length of horizontal sync  - vsync_len: length of vertical sync 

      

    1) Pixelclock:   xfree: in MHz   fb: in picoseconds (ps)   pixclock = 1000000 / DCF2) horizontal timings:   left_margin = HFL - SH2   right_margin = SH1 - HR   hsync_len = SH2 - SH13) vertical timings:   upper_margin = VFL - SV2   lower_margin = SV1 - VR   vsync_len = SV2 - SV1

     

    更好的VESA的例子可以在XFree86的源码中找到,

    "xc/programs/Xserver/hw/xfree86/doc/modeDB.txt".

     

    7. 引用

    获取更多关于帧缓冲设备以及应用的参考,请访问:

        http://linux-fbdev.sourceforge.net/

    或者查阅下面的文档:

      - The manual pages for fbset: fbset(8), fb.modes(5)  - The manual pages for XFree86: XF68_FBDev(1), XF86Config(4/5)  - The mighty kernel sources:      o linux/drivers/video/      o linux/include/linux/fb.h      o linux/include/video/   

                                internals.txt译文

    以下数据结构在帧缓冲设备使用,定义<linux/fb.h>。        

     

    1. Outside the kernel (user space)

      - struct fb_fix_screeninfo    帧缓冲设备中设备无关的常值数据信息。可以通过Ioctl的FBIOGET_FSCREENINFO获取。  - struct fb_var_screeninfo    帧缓冲设备中设备无关的变量数据信息和特定的显示模式。可以通过iotcl的FBIOGET_VSCREENINFO

        获取,并通过ioctl的FBIOPUT_VSCREENINFO设定。还有FBIOPAN_DISPLAY可以用。  - struct fb_cmap    设备无关的颜色表信息。你可以通过ioctl的FBIOGETCMAP 和 FBIOPUTCMAP读取或设定。

        

    2. Inside the kernel 

       

     - struct fb_info    常规信息,API以及帧缓冲设备的底层信息(主板地址...).  - struct `par'    唯一指定该设备的显示模式的设备相关信息。  - struct display    帧缓冲设备和控制台驱动之间的接口。--------------------------------------------------------------------------------        ***  常用的帧缓冲 API  ***Monochrome (FB_VISUAL_MONO01 and FB_VISUAL_MONO10)

    -------------------------------------------------

    每个象素是黑或白。

     

    Pseudo color (FB_VISUAL_PSEUDOCOLOR and FB_VISUAL_STATIC_PSEUDOCOLOR)---------------------------------------------------------------------

    索引颜色显示

     

    True color (FB_VISUAL_TRUECOLOR)--------------------------------

    真彩显示,分成红绿兰三基色

     

    Direct color (FB_VISUAL_DIRECTCOLOR)------------------------------------

    每个象素颜色也是有红绿蓝组成,不过每个颜色值是个索引,需要查表。

     

    Grayscale displays------------------

    灰度显示,红绿蓝的值都一样

     

    frame buffer:00-INDEX译文 2007年02月13日 15:11

    framebuffer device在内核里面作为显卡驱动模型,许多函数和数据结构都是特定,正是这些特定的东西为我们的编程提供了方便。 

    要开发frame buffer device驱动,你应该阅读Source/Source/Documentation/fb下面的说明文件,三个重要文件00-INDEX,framebuffer.txt,internals.txt,其他文件都是针对具体显卡芯片的说明了

                                                                           

    文档/documentation/fb的索引文件。如果你对frame buffer设备有什么想法,mail:Geert Uytterhoeven <geert@linux-m68k.org>

    00-index 这个文件framebuffer.txt--- frame buffer 设备介绍internals.txt----frame buffer设备内部快速浏览modedb.txt----关于视频模式的资料aty128fb.txt----关于ATI Rage128显卡的frame buffer设备clgenfb.txt-----关于Cirrus Logic的显卡matroxfb.txt----关于Matrox的显卡pvr2fb.txt----关于PowerVR 2的显卡tgafb.txt----关于TGA(DECChip 21030)显卡vesafb.txt----关于VESA显卡


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