一、简介

DirectFB是一个轻量级的提供，输入设备处理和的图形库，它集成了支持半透明的视窗系统以及在LinuxFramebuffer驱动之上的多层显示。它是一个用软件封装当前硬件无法支持的图形算法来完成的层。DirectFB是为而设计。它是以最小的资源开销来实现最高的硬件加速性能。

 

DirectFB的组成

1、基本库函数

这部分代码在lib目录下，它分为三个部分：

direct: 里面是一些公共函数，其中包括哈希表、链表、线程、调试信息、signal处理、优化过的memcpy和平台相关的一些函数。 fusion：它有两个版本，一个是针对单进程的，要求所有应用程序在一个进程中运行，这相对来说比较简单。另外一个是针对多进程的，应用程序可以在多个进程中运行。它实现了一些进程间通信机   制，其中包括互斥、共享内存、共享内存中的vector实现、带引用计数的内核对象和reactor等。多进程版本还需要一个内核模块linux-fusion的支持。 voodoo: 不清楚（若那位高手知道，请补充一下，谢谢）。

2、对第三方组件库的包装

这部分代码在interfaces目录下。Interfaces可能会引起别人的误解，因为它并不是DFB对外提供的接口，而是把第三方组件纳入DFB的接口。它包括三类：

字体：字体有点阵字体和矢量字体之分，矢量字体又有诸如truetype之类几种格式。前者可能比较简单，而后者的处理相当复杂，要借助如freetype等第三方程序库来实现。

DFB定义了IDirectFBFont接口来处理字体，在第三方字体程序库上加上一个adapter就可以在DFB中使用了。 图片：图片格式的种类很多，像BMP之类的位图处理可能比较简单，而像JPG和PNG等的图片，采用了高级的压缩技术，解压算法比较复杂，通常需要第三方程序库的支持。

DFB定义了IDirectFBImageProvider接口来处理图片，在第三方图片程序库上加上一个adapter就可以在DFB中使用了。 视频：视频格式更多，解压算法也更复杂，自然也要借助第三方库来实现。

DFB定义了IDirectFBVideoProvider接口来处理视频，在第三方视频程序库上加上一个adapter就可以在DFB中使用了。

3、核心代码

这部分代码在src目录下。它可以分为两大类：

核心组件。DFB的core由多个部分组成，每个部分称为一个core_part，都实现同一个接口CorePart。这个接口并不描述它们的功能，而是用于管理的。初看这些函数时，可能会感到有些奇怪。最好要先了解DFB采用的master/slave模型：第一个运行应用程序是master进程，后来运行的应用程序是slave进程。master进程负责初始化和~初始化arena，它只能在所有slave退出之后才能退出。而slave进程则可以随时加入arena，也可以随时退出arena。

核心组件包括下面几个组件：

dfb_core_clipboard: 剪切板。 dfb_core_colorhash：调色板。 dfb_core_gfxcard：图形卡，主要完成基本的绘图功能，如绘直线、填充等等。 dfb_core_input：输入设备。 dfb_core_layers：分层功能，好像要硬件支持，通常都只有一个层。 dfb_core_screens：逻辑屏幕(可能像X一样支持多个屏幕吧，不太清楚，有时间再研究)。 dfb_core_system：显示输出，把gfxcard绘制后的图形数据输出到屏幕上，即可以通过fbdev输出到本机屏幕上，也可以通过sdl/x11/vnc输出到远程主机的屏幕上。对于像sdl/x11等，也包括对输入事件的处理。 dfb_core_wm：窗口管理器。以上这些core_part，有的是直接实现的，比如clipboard。有的只是一层包装，具体的实现在一个独立的共享库中，在运行时通过参数来控制加载具体的实现，如system。

对外接口。这主要是给上层应用程序使用的。其中包括

IDirectFBInputDevice: 输入设备 IDirectFBScreen: 屏幕。 IDirectFBSurface: 绘图表面。 IDirectFBPalette: 调色板。 IDirectFBFont: 字体 IDirectFBImageProvider：图片 IDirectFBVideoProvider：视频 IDirectFBWindow：窗口 DirectFBEventBuffer: 事件缓冲

4、窗口管理器

这部分代码在wm目录下。DFB实现了两个窗口管理器。

default：实现了基本的窗口管理功能，支持一些快捷键。 unique：功能也很弱，不过架构还可以，加入自己的功能很方便。

5、 输入设备

这部分代码在inputdrivers目录下。其实这些代码并不是真正的驱动，只是一个adapter层，它把从linux设备文件读到的事件，转换成DFB自己的事件格式，然后调用dfb_input_dispatch把事件分发出去。

6、输出设备

这部分代码在system目录下。这也是一个adapter层，主要对显示设备的抽象，有的也包括对输入事件的处理。其中包括：

fbdev: 输出到frame buffer。 osx:   输出到mac os上。 vnc：  输出到Virtual Network Computing（类似于微软远程桌面的一个协议）。 x11：  输出到X Window上，在0.9.24仍然有问题，建议使用SDL。 sdl：  输出到Simple DirectMedia Layer。

 

DirectFB中的重要术语

1、Blitting

Blitting是在拷贝图像数据的进程中所引用。举一个最简单的例子就是当两个Surface有相同的大，颜色深度和像素格式时Blitting其中一个Surface到另一个Surface。在这个过程中内存只被复制而没有被处理(就像复制其他任何类型的数据一样)。alpha通道的传输，或者从一种像素格式到另一种像素格式的传输。许多图形显卡包含了一个硬件Blitting来完成多种格式的传输。

2、Surface

Surface是内存中一个图像以一种具体的像素格式被保存的一块保留区域。一个Surface可以位于视频和/或系统内存中。可以在一个Surface上进行画图操作或者把一个Surface Blitting到另一个。(见1.21节)

在全屏模式下时，屏幕中的可视区表示为”主Surface”，所以可以直接在屏幕的可视区完成图形操作。

每个Surface都可以选择双缓冲，图形操作将首先在辅助缓冲区中执行然后在Flip()被调用之后变得合法。在许多情况下建议在主Surface中使用双缓冲来防止闪烁。

3、SubSurface

SubSurface使用和正规Surface相同的接口。它代表父类Surface的一个部分并且没有为自己分配任何系统或视频存储空间。

4、Layer

依靠于图形硬件可以有一个或者多个显示层。一个标准的PC显卡只有一个层，但是，就像机顶盒就可能支持2个或更多的层。不同的层在显存中占据着不同的区域，通常通过alpha混合来组合，这由显示硬件自动完成。如果最底层的内容发生了改变将不会被重绘，上一层的内容保持不变。今天，许多PC显卡也支持额外的可以缩放可以从YUV转为RGB的层(视频层)。这个层不能进行颜色混合和设置成保持完全的不透明。variosDirectFB图形驱动支持视频层。

5、Window / Windowstack

通常一个层的surface的内容受控于集成的窗体系统，这意味着属于这个层的窗体在一个可配置的背景上。每个窗体有它自己的一个surface,这个surface 被窗体系统用来生成构成重叠窗体的图像。

6、reactor模式

DFB中的消息，无论是进程内的，还是进程间的，都是通过reactor来传递的。这是一种简单的发布-订阅机制，谁关心谁就注册。不先弄清楚reactor的机制，很容易就被消息的流向搞糊涂了。

7、加锁术语。加锁/解锁动作常用lock/unlook、acquire/release、 wait/release等术语，而DFB里使用skirmish_prevail/skirmish_dismiss。

8、引用计数术语。增加/减少引用计数常用ref/unref、addref/release等术语。DFB里使用了ref/unref，同时增加了几个动作：link/unlink用于增加和减少全局引用计数，ref增加的计数，只要应用程序退出，fusion自动释放这个引用计数。而link增加的引用计数非要用unlink减少才行，应用程序退出时不会自动减少。inherit: 继承另外一个对象的引用计数，即把被继承的对象的引用计数加到继承者身来，不但如此，当被继承的对象的引用计数增减时，自动增减继承者的引用计数。

9、注册/注销术语。注册/注销常用register/unregister等术语，DFB使用了attach/detatch。

10、内核对象的宏。DFB用宏FUSION_OBJECT_METHODS去实现一个fusion 11、object的子类，FUSION_OBJECT_METHODS是在object.h里定义的。像CoreWindow和CoreSurface等内核对象，都调用这个宏去实现自己的方法。

12、CorePart的宏。DFB用宏DFB_CORE_PART去实现一个core part，DFB_CORE_PART是在core_parts.h定义的。

13、动态模块的加载。DFB并不要求动态加载模块实现特定的接口函数，而当模块被加载时(dlopen时)，把自己安装到框架中。模块使用了gcc的__attribute__((constructor))扩展，模块被加载时，该函数自动执行，然后调用direct_modules_register注册自己。

14、cardstate：我开始被blit函数弄糊涂了，并不像WIN32下那样要求指明源和目标。后来才知道它是调用另外的函数去设置源和目标，而不是通过参数来指定。

   

 

二、编译与安装

1、资源下载

需下载如下资源

DirectFB：DirectFB-1.6.1.tar.gz，Fusion:   linux-fusion-8.10.2.tar.gz Example:  DirectFB-examples-1.6.0.tar.gz

DirectFB 提供3种形式的下载方式： git, cvs 和压缩包。

地址：

或  ：git clone git://git.directfb.org/git/directfb/core/DirectFB.git

git clone git://git.directfb.org/git/directfb/core/linux-fusion.git

 

2、编译和安装Fusion

# tar zxf linux-fusion-8.10..tar.gz# cd linux-fusion-8.10.# make# make install

注意：

1) Run 'make' and 'make install'. It builds and installs the module   for the running kernel version as reported by 'uname -r'.   If you want to build for another kernel, edit the Makefile.2) Either run 'modprobe fusion' manually or add "fusion" to "/etc/modules".3) Create the fusion device(s) if not using devfs or udev:        mkdir /dev/fusion        mknod /dev/fusion/0 c 250 0        ...if you need more than one session        mknod /dev/fusion/1 c 250 1        mknod /dev/fusion/2 c 250 2        ...and so on (currently limited to eight sessions)4) Add udev rules to /etc/udev/rules.d/40-fusion.rules if using udev:        KERNEL=="fusion[0-9]*", NAME="fusion/%n", GROUP="video", MODE="0660"        ...customize to suit your needs

 

3、编译和安装DirectFB

# tar zxf DirectFB-1.6.1.tar.gz# cd DirectFB-1.6.1# ./configure --enable-x11 --enable-multi --enable-debug --enable-trace# make# make install

 

注意：为使pkg-config能够找到DirectFB，需要添加寻索路径：/usr/local/lib/，有两种方式

 

方式1：

首先执行：vi /etc/ld.so.conf.d/qt-i386.conf ,并添加如下内容

/usr/local/lib/

然后执行：

ldconfig

 

方式2：

首先执行：

cd DirectFB-1.6.1find . -name "*.pc"

然后将搜索出的“*.pc”文件copy至目录/usr/lib/pkgconfig，执行：

 

4、编译和安装Example

# tar -zxvf DirectFB-examples-1.6.0.tar.gz# cd DirectFB-examples-1.6.0# ./configure --enable-debug# make# make install

 

 

三、运行示例

# depmod -a# modprobe fusion # 安装 fusion 内核模块# cd /usr/local/bin# ./df_window

报错如下：

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~| DirectFB 1.6.1 |~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~        (c) 2001-2012  The world wide DirectFB Open Source Community        (c) 2000-2004  Convergence (integrated media) GmbH      ----------------------------------------------------------------(*) DirectFB/Core: Multi Application Core. (2015-03-22 11:51) [ DEBUG ][ TRACE ](*) Fusion/SHM: Using MADV_REMOVE (2.6.32.0 >= 2.6.19.2)(*) Direct/Thread: Started 'Fusion Dispatch' (-1) [MESSAGING OTHER/OTHER 0/0] <10485760>...(*) Direct/Thread: Started 'Fusion Deferred' (-1) [MESSAGING OTHER/OTHER 0/0] <10485760>...(!) Direct/Util: Opening '/dev/fb0' failed!    --> The requested operation or an argument is (currently) not supported(-) [ 3047: -STACK- ]  #0  0x00e431c3 in direct_try_open () from /usr/local/lib/libdirect-1.6.so.0 [0xe19000]  #1  0x0044aa61 in dfb_fbdev_open () from /usr/local/lib/directfb-1.6-0/systems/libdirectfb_fbdev.so [0x447000]  #2  0x0044b2e7 in system_initialize () from /usr/local/lib/directfb-1.6-0/systems/libdirectfb_fbdev.so [0x447000]  #3  0x007a6178 in dfb_system_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #4  0x00737d5c in dfb_core_part_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #5  0x00734987 in dfb_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #6  0x006f41aa in DirectFB::ICore_Real::Initialize() () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #7  0x006f106e in CoreDFB_Initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #8  0x007351ea in dfb_core_arena_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #9  0x0072e303 in dfb_core_create () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #10 0x006efb00 in DirectFBCreate () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000](!) DirectFB/FBDev: Error opening framebuffer device!(-) [ 3047: -STACK- ]  #0  0x0044aa61 in dfb_fbdev_open () from /usr/local/lib/directfb-1.6-0/systems/libdirectfb_fbdev.so [0x447000]  #1  0x0044b2e7 in system_initialize () from /usr/local/lib/directfb-1.6-0/systems/libdirectfb_fbdev.so [0x447000]  #2  0x007a6178 in dfb_system_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #3  0x00737d5c in dfb_core_part_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #4  0x00734987 in dfb_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #5  0x006f41aa in DirectFB::ICore_Real::Initialize() () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #6  0x006f106e in CoreDFB_Initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #7  0x007351ea in dfb_core_arena_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #8  0x0072e303 in dfb_core_create () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #9  0x006efb00 in DirectFBCreate () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000](!) DirectFB/FBDev: Use 'fbdev' option or set FRAMEBUFFER environment variable.(-) [ 3047: -STACK- ]  #0  0x0044aa61 in dfb_fbdev_open () from /usr/local/lib/directfb-1.6-0/systems/libdirectfb_fbdev.so [0x447000]  #1  0x0044b2e7 in system_initialize () from /usr/local/lib/directfb-1.6-0/systems/libdirectfb_fbdev.so [0x447000]  #2  0x007a6178 in dfb_system_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #3  0x00737d5c in dfb_core_part_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #4  0x00734987 in dfb_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #5  0x006f41aa in DirectFB::ICore_Real::Initialize() () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #6  0x006f106e in CoreDFB_Initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #7  0x007351ea in dfb_core_arena_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #8  0x0072e303 in dfb_core_create () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #9  0x006efb00 in DirectFBCreate () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000](!) DirectFB/Core: Could not initialize 'system_core' core!    --> A general initialization error occured(-) [ 3047: -STACK- ]  #0  0x00737d5c in dfb_core_part_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #1  0x00734987 in dfb_core_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #2  0x006f41aa in DirectFB::ICore_Real::Initialize() () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #3  0x006f106e in CoreDFB_Initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #4  0x007351ea in dfb_core_arena_initialize () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #5  0x0072e303 in dfb_core_create () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]  #6  0x006efb00 in DirectFBCreate () from /usr/local/lib/libdirectfb-1.6.so.0 [0x6bd000]df_window.c <136>:    (#) DirectFBError [DirectFBCreate( &dfb )]: A general initialization error occured

解决方法:

执行：vi /etc/grub.conf

修改kernel /vmlinuz-2.6.15-1.2054_FC5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet为：kernel /vmlinuz-2.6.15-1.2054_FC5 ro root=LABEL=/ rhgb quiet vga= 788

再次运行：

# ./df_window

效果如下

 

 

四、编程

程序1：在屏幕中间画一条水平直线

//draw_line.c#include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        //这是最上层的接口，所有的函数入口均由它(IDirectFB)而来static IDirectFB *dfb = NULL;//主平面，也就是“屏幕”了。在交互层使用DFSCL_FULLSCREEN，它是主层平面。static IDirectFBSurface *primary = NULL;//这里存储主平面的高和宽，从而为其它的操作提供支持static int screen_width = 0;static int screen_height = 0;//用以检测错误的宏定义，用来检测大部分的函数的返回是否正常。只适合用在小的测试程序#define DFBCHECK(x...)                                               \{                                                                    \     DFBResult err = x;                                              \     if (err != DFB_OK)                                              \
       
      
     

{                                                               \           fprintf( stderr, "%s <%d>:\n\t", __FILE__, __LINE__ );    \           DirectFBErrorFatal( #x, err );                            \     }                                                               \}int main (int argc, char **argv){    //为了创建一个平面，需要定义一个平面描述子(surface description)    DFBSurfaceDescription dsc;    //初始化    DFBCHECK (DirectFBInit (&argc, &argv));    DFBCHECK (DirectFBCreate (&dfb));    DFBCHECK (dfb->SetCooperativeLevel (dfb, DFSCL_FULLSCREEN));    //设定dsc的一些属性，现在可以不用关心    dsc.flags = DSDESC_CAPS;    dsc.caps = DSCAPS_PRIMARY | DSCAPS_FLIPPING;    //使用我们设定的dsc创建主平面(primary)    DFBCHECK (dfb->CreateSurface( dfb, &dsc, &primary ));    //得到主平面的宽与高    DFBCHECK (primary->GetSize (primary, &screen_width, &screen_height));    //通过画一个和主平面同等大小的矩形来清空主平面;默认颜色为黑色    DFBCHECK (primary->FillRectangle (primary, 0, 0, screen_width, screen_height));    //为了能显示画出来的线，先设置一下线的颜色，线的位置在屏幕的中间    DFBCHECK (primary->SetColor (primary, 0x80, 0x80, 0xff, 0xff));    DFBCHECK (primary->DrawLine (primary,0, screen_height / 2,screen_width - 1, screen_height / 2));    //显示    DFBCHECK (primary->Flip (primary, NULL, 0));    //等待5秒后，程序自动退出    sleep(5);    primary->Release( primary );    dfb->Release( dfb );    return 23;}

编译

gcc -L/usr/local/lib -I/usr/local/include/directfb -ldirectfb -lpthread draw_line.c -o draw_line

运行

 

程序2：移动鼠标绘制线条

#include 
     
      #include 
      
       static IDirectFB                *dfb = NULL;static IDirectFBDisplayLayer    *layer = NULL;static IDirectFBSurface            *surface = NULL;static IDirectFBEventBuffer        *events = NULL;static int screen_width = 0;static int screen_height = 0;int main(int argc, char *argv[]){    int pitch;    int i,j;    int quit = 0;    int x = 0, y = 0, old_x = 0, old_y = 0;    DirectFBInit(&argc, &argv);    DirectFBCreate(&dfb);    dfb->GetDisplayLayer(dfb, DLID_PRIMARY, &layer);    dfb->CreateInputEventBuffer(dfb, DICAPS_ALL, DFB_TRUE, &events);    layer->SetCooperativeLevel(layer, DLSCL_EXCLUSIVE);    layer->GetSurface(layer, &surface);    surface->GetSize(surface, &screen_width, &screen_height);    surface->SetColor(surface, 0, 56, 0 , 0xff);    surface->FillRectangle(surface, 0, 0, screen_width, screen_height);    while(!quit)    {        DFBEvent    evt;        events->WaitForEvent(events);    //等待事件        while(!quit && events->GetEvent(events, &evt) == DFB_OK)        {            if(evt.clazz == DFEC_INPUT)            {                switch(evt.input.type)                {                case    DIET_KEYPRESS: //响应键盘事件                    if(evt.input.key_symbol == DIKS_ESCAPE) //退出程序                    {                        quit = 1;                    }                    else     if(evt.input.key_symbol == DIKS_SMALL_C)  //清屏                    {                        surface->SetColor(surface, 0, 56, 0 , 0xff);//设置当前色                        surface->FillRectangle(surface, 0, 0, screen_width, screen_height);                    }                    break;                case    DIET_AXISMOTION:                    if(evt.input.flags & DIEF_AXISREL)                    {                        switch(evt.input.axis)                        {                        case DIAI_X:                            x+=evt.input.axisrel;                            break;                        case DIAI_Y:                            y+=evt.input.axisrel;                            break;                        default :                            break;                        }//switch(evt.input.axis){
                            if(x < 0)                        {                            x = 0;                        }                        if(y < 0)                        {                            y = 0;                        }                    }                    surface->SetColor(surface, 0, 0xff, 0, 0xff);                    surface->DrawLine(surface, old_x, old_y, x, y);                    old_x = x;                    old_y = y;                    break;                default:                    break;                }//switch            }//if        }//while(!quit && events->GetEvent(events, &evt) == DFB_OK){
        }//while(!quit){
        surface->Release(surface);    layer->Release(layer);    dfb->Release(dfb);    return 0;}
      
     

编译

gcc -L/usr/local/lib -I/usr/local/include/directfb -ldirectfb -lpthread DynamicLine.c -o DynamicLine

运行