幀緩沖區是出現在Linux 2.2.xx及以后版本內核當中的一種驅動程序接口，這種接口將顯示設備抽象為幀緩沖區設備區。幀緩沖區為圖像硬件設備提供了一種抽象化處理，它代表了一些視頻硬件設備,允許應用軟件通過定義明確的界面來訪問圖像硬件設備。這樣軟件無須了解任何涉及硬件底層驅動的東西（如硬件寄存器）。它允許上層應用程序在圖形模式下直接對顯示緩沖區進行讀寫和I/O控制等操作。通過專門的設備節點可對該設備進行訪問，如/dev/fb*。用戶可以將它看成是顯示內存的一個映像，將其映射到進程地址空間之后，就可以進行讀寫操作，而讀寫操作可以反映到LCD。

　　幀緩沖設備對應的設備文件是/dev/fb*。如果系統有多個顯卡，Linux還支持多個幀緩沖設備，最多可達32個，即/dev/fb0～/dev/fb31。而/dev/fb則指向當前的幀緩沖設備，通常情況下，默認的幀緩沖設備為/dev/fb0。

　　幀緩沖設備也屬于字符設備，采用“文件層-驅動層”的接口方式。在文件層為之定義了以下數據結構。

　　Static struct file_operations fb_fops={

　　ower: THIS_MODULE,

　　read: fb_read, /*讀操作*/

　　write: fb_write, /*寫操作*/

　　ioct1: fb_ioct1, /*I/O操作*/

　　mmap: fb_mmap, /*映射操作*/

　　open: fb_open, /*打開操作*/

　　release: fb_release, /*關閉操作*/

　　}

　　其成員函數都在linux/driver/video/fbmem.c中定義，其中的函數對具體的硬件進行操作，對寄存器進行設置，對顯示緩沖進行映射。主要結構體還有以下幾個。

　　● Struct fb_fix_screeninfo：記錄了幀緩沖設備和指定顯示模式的不可修改信息。它包含了屏幕緩沖區的物理地址和長度。

　　● Struct fb_var_screeninfo：記錄了幀緩沖設備和指定顯示模式的可修改信息。它包括顯示屏幕的分辨率、每個像素的比特數和一些時序變量。其中變量xres定義了屏幕一行所占的像素數，yres定義了屏幕一列所占的像素數，bits_per_pixel定義了每個像素用多少個位來表示。

　　● Struct fb_info：Linux為幀緩沖設備定義的驅動層接口。它不僅包含了底層函數，而且還有記錄設備狀態的數據。每個幀緩沖設備都與一個fb_info結構相對應。其中成員變量modename為設備名稱，fontname為顯示字體，fbops為指向底層操作的函數的指針。

　　LCD驅動開發的主要工作

　　1 編寫初始化函數

　　初始化函數首先初始化LCD控制器，通過寫寄存器設置顯示模式和顏色數，然后分配LCD顯示緩沖區。在Linux中可以用kmalloc()函數分配一段連續的空間。緩沖區大小為：點陣行數×點陣列數×用于表示一個像素的比特數/8。緩沖區通常分配在大容量的片外SDRAM中，起始地址保存在LCD控制寄存器中。本文采用的LCD顯示方式為640×480，16位彩色，則需要分配的顯示緩沖區為640×480×2=600kb。最后是初始化一個fb_info結構，填充其中的成員變量，并調用register_framebuffer(&fb_info)，將fb_info登記入內核。

　　2 編寫成員函數

　　編寫結構fb_info中函數指針fb_ops對應的成員函數，對于嵌入式系統的簡單實現，只需要下列三個函數就可以了。

　　struct fb_ops{

　　……

　　int (*fb_get_fix)(struct fb_fix_screeninfo *fix, int con, struct fb_info *info);

　　int (*fb_get_var)(struct fb_var_screeninfo *var, int con, struct fb_info *info);

　　int (*fb_set_var)(struct fb_var_screeninfo *var, int con, struct fb_info *info);

　　……

　　}

　　Struct fb_ops在include/linux/fb.h中定義。這些函數都是用來設置/獲取fb_info結構中的成員變量的。當應用程序對設備文件進行ioctl操作時候會調用它們。對于fb_get_fix()，應用程序傳入的是fb_fix_screeninfo結構，在函數中對其成員變量賦值，主要是smem_start（緩沖區起始地址）和smem_len（緩沖區長度），最終返回給應用程序。而fb_set_var()函數的傳入參數是fb_var_screeninfo，函數中需要對xres、yres和bits_per_pixel賦值。

　　對于/dev/fb，對顯示設備的操作主要有以下幾種。

　　● 讀/寫（read/write）/dev/fb：相當于讀/寫屏幕緩沖區。

　　● 映射（map）操作：由于Linux工作在保護模式，每個應用程序都有自己的虛擬地址空間，在應用程序中是不能直接訪問物理緩沖區地址的。為此，Linux在文件操作 file_operations結構中提供了mmap函數，可將文件的內容映射到用戶空間。對于幀緩沖設備，則可通過映射操作，可將屏幕緩沖區的物理地址映射到用戶空間的一段虛擬地址中，之后用戶就可以通過讀寫這段虛擬地址訪問屏幕緩沖區，在屏幕上繪圖了。