嵌入式Linux系统驱动之单Buffer的缺点与改进方法

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单Buffer的缺点与改进方法

参考资料，GIT仓库里：

• 内核自带的LCD驱动程序
  • IMX6ULL驱动源码：Linux-4.9.88\drivers\video\fbdev\mxsfb.c
  • STM32MP157的驱动程序是基于GPU的，在Linux-5.4里没有mxsfb.c，可以参考另一个：
    • Linux-5.4\drivers\video\fbdev\goldfishfb.c
  • 在视频里基于IMX6ULL的mxsfb.c来讲解，我们把这个驱动程序也放到GIT仓库里
    • IMX6ULL\source\03_LCD\12_lcd_drv_imx6ull_from_kernel_4.9.88
    • STM32MP157\source\A7\03_LCD\12_lcd_drv_imx6ull_from_kernel_4.9.88
  • 使用多buffer的APP参考程序，在GIT仓库中
    • IMX6ULL\source\03_LCD\13_multi_framebuffer_example\testcamera
    • STM32MP157\source\A7\03_LCD\13_multi_framebuffer_example\testcamera

1. 单Buffer的缺点

• 如果APP速度很慢，可以看到它在LCD上缓慢绘制图案
• 即使APP速度很高，LCD控制器不断从Framebuffer中读取数据来显示，而APP不断把数据写入Framebuffer
  • 假设APP想把LCD显示为整屏幕的蓝色、红色
  • 很大几率出现这种情况：
    • LCD控制器读取Framebuffer数据，读到一半时，在LCD上显示了半屏幕的蓝色
    • 这是APP非常高效地把整个Framebuffer的数据都改为了红色
    • LCD控制器继续读取数据，于是LCD上就会显示半屏幕蓝色、半屏幕红色
    • 人眼就会感觉到屏幕闪烁、撕裂

在这里插入图片描述

2. 使用多Buffer来改进

上述两个缺点的根源是一致的：Framebuffer中的数据还没准备好整帧数据，就被LCD控制器使用了。 使用双buffer甚至多buffer可以解决这个问题：

• 假设有2个Framebuffer：FB0、FB1
• LCD控制器正在读取FB0
• APP写FB1
• 写好FB1后，让LCD控制器切换到FB1
• APP写FB0
• 写好FB0后，让LCD控制器切换到FB0

3. 内核驱动程序、APP互相配合使用多buffer

流程如下：

在这里插入图片描述