linux下实现对framebuffer(/dev/fb0)的截屏操作

时间：2021-09-09 11:16:27

在linux系统中,使用framebuffer来提供用户态进程直接操作显示屏的功能.

在嵌入式系统开发中,需要对显示屏的内容进行截取,实现一个lcd截屏工具实现对显示屏内容的截取,存储为bmp格式.

一个bmp文件有四部分组成:

linux下实现对framebuffer(/dev/fb0)的截屏操作

其中位图文件头内容如下:

    WORD    bfType; 
    DWORD   bfSize; 
    WORD    bfReserved1; 
    WORD    bfReserved2; 
    DWORD   bfOffBits;
bfType 说明文件的类型，该值必需是0x4D42，也就是字符'BM'，否则表示根本不是BMP
bfSize 说明该位图文件的大小，用字节为单位
bfReserved1 保留，必须设置为0
bfReserved2 保留，必须设置为0
bfOffBits 说明从文件头开始到实际的图象数据之间的字节的偏移量。这个参数是非常有用的，因为位图信息头和调色板的长度会根据不同情况而变化，所以你可以用这个偏移值迅速的从文件中读取到位数据。
位图信息段内容如下: 

    DWORD  biSize; 
    LONG   biWidth; 
    LONG   biHeight; 
    WORD   biPlanes; 
    WORD   biBitCount 
    DWORD  biCompression; 
    DWORD  biSizeImage; 
    LONG   biXPelsPerMeter; 
    LONG   biYPelsPerMeter; 
    DWORD  biClrUsed; 
    DWORD  biClrImportant;
biSize 说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字节数
biWidth 说明图象的宽度，以象素为单位
biHeight 说明图象的高度，以象素为单位。注：这个值除了用于描述图像的高度之外，它还有另一个用处，就是指明该图像是倒向的位图，还是正向的位图。如果该值是一个正数，说明图像是倒向的，即：数据的第一行其实是图像的最后一行，如果该值是一个负数，则说明图像是正向的。大多数的BMP文件都是倒向的位图，也就是时，高度值是一个正数。
biPlanes 表示bmp图片的平面属，显然显示器只有一个平面，所以恒等于1
biBitCount 说明比特数/象素，其值为1、4、8、16、24、或32。
biCompression 说明图象数据压缩的类型，其中： 

BI_RGB：没有压缩

BI_RLE8：每个象素8比特的RLE压缩编码，压缩格式由2字节组成(重复象素计数和颜色索引)；

BI_RLE4：每个象素4比特的RLE压缩编码，压缩格式由2字节组成

BI_BITFIELDS：每个象素的比特由指定的掩码决定。

BI_JPEG：JPEG格式
biSizeImage 说明图象的大小，以字节为单位。当用BI_RGB格式时，可设置为0。
biXPelsPerMeter 说明水平分辨率，用象素/米表示。
biYPelsPerMeter 说明垂直分辨率，用象素/米表示。
biClrUsed 说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数（设为0的话，则说明使用所有调色板项）。
biClrImportant 说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目，如果是0，表示都重要。

由于当前嵌入式设备使用的显示接口为RGB565格式,选择 biBitCount为16的格式来存储显示屏数据.显示屏大小为800x600.

实现代码如下:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/soundcard.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

static unsigned char sg_BHeader[] = {
    0x42, 0x4D, 0x36, 0x58, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00,  0x00, 0x00, 0x36, 0x00, 0x00, 0x00, 0x28, 0x00, 
    0x00, 0x00, 0x40, 0x01, 0x00, 0x00, 0xF0, 0x00,  0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};
#define RGB565TO1555(rgb) ((unsigned short)((unsigned short)(rgb & 0x001f) | ((unsigned short)(rgb & 0xffc0) >> 1)))
void SaveBMPFile(unsigned char *raw, char *filename)
{
    unsigned short *p = (unsigned short *)raw;
    typedef unsigned int UINT;
    typedef unsigned char UCHAR;
    UINT m_Width = 800, m_Height = 480;
    UINT i, j;
    int bmp = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT);
    if(bmp < 0)
        return;
    sg_BHeader[0x02] = (UCHAR)(m_Width * m_Height * 2 + 0x36) & 0xff;
    sg_BHeader[0x03] = (UCHAR)((m_Width * m_Height * 2 + 0x36) >> 8) & 0xff;
    sg_BHeader[0x04] = (UCHAR)((m_Width * m_Height * 2 + 0x36) >> 16) & 0xff;
    sg_BHeader[0x05] = (UCHAR)((m_Width * m_Height * 2 + 0x36) >> 24) & 0xff;
    sg_BHeader[0x12] = (UCHAR)m_Width & 0xff;
    sg_BHeader[0x13] = (UCHAR)(m_Width >> 8) & 0xff;
    sg_BHeader[0x14] = (UCHAR)(m_Width >> 16) & 0xff;
    sg_BHeader[0x15] = (UCHAR)(m_Width >> 24) & 0xff;
    sg_BHeader[0x16] = (UCHAR)m_Height & 0xff;
    sg_BHeader[0x17] = (UCHAR)(m_Height >> 8) & 0xff;
    sg_BHeader[0x18] = (UCHAR)(m_Height >> 16) & 0xff;
    sg_BHeader[0x19] = (UCHAR)(m_Height >> 24) & 0xff;
    write(bmp, sg_BHeader, sizeof(sg_BHeader));
    for(i = 0; i < m_Height; i++)
    {
        unsigned short *c = p + (m_Height - 1 - i) * m_Width;
        unsigned short cc;
        for(j = 0; j < m_Width; j++)
        {
            cc = RGB565TO1555(*(c + j));
//            cc = *(c + j);
            write(bmp, &cc, 2);
        }
    }
    close(bmp);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned char buf[800*480*2];
    char *filename;
    int fb;


    fb = open("/dev/fb0", O_RDONLY);
    if(fb < 0)
        exit(1);
    if(argc == 2)
        filename = argv[1];
    else
        exit(1);
    printf("reading screen...\n");
    read(fb, buf, 800*480*2);
    close(fb);
    printf("saving screen...\n");
    SaveBMPFile(buf, filename);
    printf("file %s created successfully\n", filename);
    exit(0);
}

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