在后續(xù)的幾篇里面會詳細(xì)介紹如何編寫一個顯卡的驅(qū)動程序。
framebuffer device在內(nèi)核里面作為顯卡驅(qū)動模型，許多函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是特定，正是這些特定的東西為我們的編程提供了方便。

要開發(fā)frame buffer device驅(qū)動，你應(yīng)該閱讀Source\Source\Documentation\fb下面的說明文件，三個重要文件00-INDEX，framebuffer.txt，internals.txt，其他文件都是針對具體顯卡芯片的說明了。

文件00-INDEX譯文

文檔/documentation/fb的索引文件。如果你對frame buffer設(shè)備有什么想法，mail：Geert Uytterhoeven <geert@>

00-index 這個文件
framebuffer.txt--- frame buffer 設(shè)備介紹
internals.txt----frame buffer設(shè)備內(nèi)部快速瀏覽
modedb.txt----關(guān)于視頻模式的資料
aty128fb.txt----關(guān)于ATI Rage128顯卡的frame buffer設(shè)備
clgenfb.txt-----關(guān)于Cirrus Logic的顯卡
matroxfb.txt----關(guān)于Matrox的顯卡
pvr2fb.txt----關(guān)于PowerVR 2的顯卡
tgafb.txt----關(guān)于TGA（DECChip 21030）顯卡
vesafb.txt----關(guān)于VESA顯卡

幀緩沖設(shè)備（framebuffer.txt譯文）

維護(hù)： Geert Uytterhoeven

zui后校正：   May 10, 2001

翻譯：good02xaut@

0.介紹

幀緩沖設(shè)備提供了顯卡的抽象描述。他同時代表了顯卡上的顯存，應(yīng)用程序通過定義好的接口可以訪問顯卡，而不需要知道底層的任何操作。

該設(shè)備使用特殊的設(shè)備節(jié)點，通常位于/dev目錄，如/dev/fb＊.

1.用戶角度的/dev/fb＊

從用戶的角度看，幀緩沖設(shè)備和其他位于/dev下面的設(shè)備類似。他是一個字符設(shè)備，通常

主設(shè)備號是29，次設(shè)備號定義幀緩沖的個數(shù)。

通常，使用如下方式（前面的數(shù)字代碼次設(shè)備號）

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

考慮到向下兼容，你可以創(chuàng)建符號鏈接：

      /dev/fb0current -> fb0
     /dev/fb1current -> fb1

and so on...

幀緩沖設(shè)備也是一種普通的內(nèi)存設(shè)備，你可以讀寫其內(nèi)容。例如，對屏幕抓屏：

  cp /dev/fb0 myfile

你也可以同時有多個顯示設(shè)備，例如你的主板上出了內(nèi)置的顯卡還有另一獨立的

顯卡。對應(yīng)的幀緩沖設(shè)備（/dev/fb0 and /dev/fb1 etc.）可以獨立工作。

應(yīng)用程序如 X server一般使用/dev/fb0作為默認(rèn)的顯示幀緩沖區(qū)。你可以自定

把某個設(shè)備作為默認(rèn)的幀緩沖設(shè)備，設(shè)置$FRAMEBUFFER環(huán)境變量即可。在sh/bash：

    export FRAMEBUFFER=/dev/fb1

在csh中：

    setenv FRAMEBUFFER /dev/fb1

設(shè)定后，X server將使用第二個幀緩沖區(qū)設(shè)備。

2.程序員角度看/dev/fb＊

正如你所知，一個幀緩沖設(shè)備和內(nèi)存設(shè)備類似/dev/mem，并且有許多共性。你可以

read,write,seek以及mmap（）。不同僅僅是幀緩沖的內(nèi)存不是所有的內(nèi)存區(qū)，而是顯卡

的那部分內(nèi)存。

/dev/fb＊也允許盡心ioctl操作，通過ioctl可以讀取或設(shè)定設(shè)備參數(shù)。顏色映射表

也是通過Ioctl設(shè)定。查看 就知道有多少ioctl應(yīng)用以及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

這里給出摘要：

  - 你可以獲取設(shè)備一些不變的信息，如設(shè)備名，屏幕的組織（平面，象素,...）對應(yīng)內(nèi)存區(qū)

    的長度和起始地址。

  - 也可以獲取能夠發(fā)生變化的信息，例如位深，顏色格式，時序等。如果你改變這些值，

    驅(qū)動程序?qū)χ颠M(jìn)行優(yōu)化，以滿足設(shè)備特性（返回EINVAL，如果你的設(shè)定，設(shè)備不支持）

  - 你也可以獲取或設(shè)定部分顏色表。

 所有這些特性讓應(yīng)用程序十分容易的使用設(shè)備。X server可以使用/dev/fb＊而不需知道硬件

 的寄存器是如何組織的。 XF68_FBDev是一個用于位映射（單色）X server，*要做的就是

 在應(yīng)用程序在相應(yīng)的位置設(shè)定是否顯示。

 在新內(nèi)核中，幀緩沖設(shè)備可以工作于模塊中，允許動態(tài)加載。這類驅(qū)動必須調(diào)用

 register_framebuffer（）在系統(tǒng)中注冊。使用模塊更方便！

3.幀緩沖分辨率設(shè)定

幀緩沖的分辨率可以用工具fbset設(shè)定。他可以改變視頻設(shè)備的顯示模式。主要就是

改變當(dāng)前視頻模式，如在啟動過程中，在/etc/rc.＊ 或 /etc/init.d/＊ 文件中調(diào)用，

可以把視頻模式從單色顯示變成真彩.

fbset使用存儲在配置文件中的視頻模式數(shù)據(jù)表，你可以在文件中增加自己需要的顯示模式。

4.X Server

X server （XF68_FBDev）是對幀緩沖設(shè)備的zui主要應(yīng)用。從XFree86  3.2后，X server就是

XFree86 的一部分了，有2個工作模式:

  - 在/etc/XF86Config文件中，如果`Display"段關(guān)于 `fbdev"的配置：

    Modes "default"

    X server 將使用前面討論的，從環(huán)境變量$FRAMEBUFFER獲取當(dāng)前幀緩沖設(shè)備.
    你也可以設(shè)定顏色位深，使用Depth關(guān)鍵字，使用Virtual設(shè)定虛擬分辨率。這也是

    默認(rèn)設(shè)置。
   

  - 然而你也可以通過設(shè)定/etc/XF86Config,改變分辨率。這樣有很多靈活性，*的

    不足就是你必須設(shè)定刷新頻率。可以用fbset -x

通過fbset或xvidtune切換顯示模式。

5.視頻模式頻率

CRT顯示器是用3個電子槍轟擊磷粉完成顏色的顯示的。

電子槍從左到右的水平掃描，并從上至下的垂直掃描。通過改變槍的電壓，所顯示的顏色

可以不同。

當(dāng)電子槍完成一行掃描重新回到下一行的開始，被稱作“水平折回”。當(dāng)一屏幕全部

掃描完畢，電子槍將回到zui左上腳，被成為“垂直折回”。在折回的途中電子槍是關(guān)閉的。

電子槍打點的移動速度取決于點時鐘。如果點時鐘是28.37516 MHz，打一個點需要

35242 ps。

    1/（28.37516E6 Hz） = 35.242E-9 s

如果屏幕分辨率是640x480，那么一行的時間是：

        640＊35.242E-9 s = 22.555E-6 s

然而水平折回也是需要時間的，通常272個打點時間，因此一行總共需要：

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

我們就認(rèn)為水平掃描的頻率是31KHz：      

        1/（32.141E-6 s） = 31.113E3 Hz

一屏幕含有480行，加上垂直折回時間49，一屏所需的時間：

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

我們就認(rèn)為垂直掃描的頻率是59Hz：

        1/（17.002E-3 s） = 58.815 Hz

這也意味著屏幕數(shù)據(jù)每秒鐘刷新59次。為了得到穩(wěn)定的圖像顯示效果，VESA垂直掃描

頻率不低于72Hz。但是也因人而異，有些人50Hz感覺不到任何問題，有些至少在

80Hz以上才可以。

由于顯示器不知道什么時候新行開始掃描，顯卡為每一行掃描提供水平同步信號。

類似的，他也為每一幀顯示提供垂直同步信號。圖像在屏幕上點的位置取決于這些

同步信號的發(fā)生時刻。

下圖給出了所有時序的概要。水平折回的時間就是左邊空白＋右邊空白＋水平同步長度。

垂直折回的時間就是上空白＋下空白＋垂直同步長。     
  +----------+---------------------------------------------+----------+-------+
  |          |                ^                            |          |       |
  |          |                |upper_margin                |          |       |
  |          |                ?                           |          |       |
  +----------###############################################----------+-------+
  |          #                ^                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |   left   #                |                            #  right   | hsync |
  |  margin  #                |       xres                 #  margin  |  len  |
  |<-------->#<---------------+--------------------------->#<-------->|<----->|
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |yres                        #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                |                            #          |       |
  |          #                ?                           #          |       |
  +----------###############################################----------+-------+
  |          |                ^                            |          |       |
  |          |                |lower_margin                |          |       |
  |          |                ?                           |          |       |
  +----------+---------------------------------------------+----------+-------+
  |          |                ^                            |          |       |
  |          |                |vsync_len                   |          |       |
  |          |                ?                           |          |       |
  +----------+---------------------------------------------+----------+-------+

6.把XFree86時序變成frame buffer device時序

典型的顯示模式：

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

 而幀緩沖設(shè)備使用下面的參數(shù)：

  - pixclock: 點時鐘 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 / DCF

2） horizontal timings:
   left_margin = HFL - SH2
   right_margin = SH1 - HR
   hsync_len = SH2 - SH1

3） 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的源碼中找到，