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Linux framebuffer双缓冲防止闪烁

昨天写了一篇文章：

使用Linux Framebuffer绘制32位真彩图形： https://blog.csdn.net/dog250/article/details/90113737

并发了朋友圈表示这件事结束了，玩了一天，玩恶心了。

但是我依然是想做出一个可以拖拽的不规则GUI界面(用皮鞋或者小小的照片做界面轮廓)来的。所以半夜就爬起来继续折腾。

无奈，没有找到获取鼠标焦点的好方法，都太复杂，要知道，我是希望在framebuffer上玩啊，不希望依赖那些已经集成在GUI里面的东西。

我不就想模拟个拖拽嘛，简单，用线程控制图片在屏幕上漂移，即：

// setPoint方法已经抽象独立了出来，成为一个static方法，以免main函数太长。
while(true) {
	setPoint(width, height, xoffset%200, yoffset%50);
	try {
		Thread.sleep(100);
	} catch (InterruptedException e) { }
	xoffset += 2;
	yoffset += 2;
}

这个代码测试下来， 闪烁太厉害了！ 根本就没法看：

怎么办？如果简单的图片漂移都这么闪烁，那如果鼠标拖拽移动图片，结局注定令人遗憾。怎么办？

找根源！根源就是 画图的时间太久了！ 我可是一个像素一个像素画的啊！

当然了，我知道，如果Java通过JNI将一个像素数组传递到本地代码，然后本地代码直接 memcpy，那将是令人赛里布瑞特的。可是我并不知道如何从Java往本地代码传递大数组…另外，我注意是想把事情做纯粹些。 我不想把事情交给库去解决，我要自己解决！ (可能赚钱的经理们又要笑我了，但我就是这样，鄙视业务逻辑。)

利用双缓冲来解决问题。

意思就是说，逐像素点画图这件耗时的操作，不要直接操作显存，而是操作一块预先分配好的和显存一样大小的缓冲区，等逐点画图完成之后，一次性将该缓冲区的内容memcpy到事先mmap好的显存地址空间。

关于 双缓冲 技术我就不多说了，这技术的解释已经烂大街了，诸如什么流水线相关的形而上解释，看着都烦了，不过确实是那么回事。

直接上代码吧，先看Java代码 Drawimage.java ：

import java.awt.image.*;
import java.io.*;
import javax.imageio.ImageIO;

public class Drawimage {
	static File src = null;
	static BufferedImage img = null;
	native static void setFB(int x, int y, int rgb);
	native static void show(int x);
	static {
		System.loadLibrary("setFB");
	}

	static void setPoint(int width, int height, int xoffset, int yoffset) {
		int i, j, rgb, a1;
		for (i = 1; i < width - 1; i++) {
			for (j = 1; j < height-1; j++) {
				rgb = img.getRGB(i, j);
				a1 = (rgb>>24)&0xFF;
				if (a1 != 0) {
					Drawimage.setFB(i + xoffset, j + yoffset, rgb);
				}
			}
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		int i, j, width, height, xoffset = 0, yoffset = 0;
		src = new File(args[0]);
		img = ImageIO.read(src);
		width = img.getWidth();
		height = img.getHeight();

		while(true) {
			setPoint(width, height, xoffset%200, yoffset%50);
			Drawimage.show(0);	// 清空之前的图形
			Drawimage.show(1);	// 显示当下的图形 
    		try {
				Thread.sleep(100); // 这个时间频率最好和你的显示器刷新频率切合。
			} catch (InterruptedException e) { }
			xoffset += 2; // x漂移
			yoffset += 2; // y漂移
		}
	}
}

再看本地代码 setFB.c ：

#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/fb.h>
#include <stdio.h>
#include <jni.h>

unsigned int *mem = NULL;

// 定义第二缓冲区
unsigned int *back_buffer = NULL;
static struct fb_var_screeninfo info;

void setPixel(int x, int y, int c)
{
	int idx;

	if (x < 0 || x >= info.xres || y < 0 || y >= info.yres) {
		return;
	}

	idx = y*info.xres + x;
	// 操作第二缓冲区，而不是直接操作显存
	back_buffer[idx] = c;
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_Drawimage_show (JNIEnv *env, jclass class, int a)
{
	// show指令下达，说明画图操作已经完成，这里一次性替换显存的内容
	// 注意，替换的时机最好是显示器刷新的时机，完美契合！！
	if (a) {
		memcpy(mem, back_buffer, info.xres*info.yres*info.bits_per_pixel/8);
		memset(back_buffer, 0, info.xres*info.yres*info.bits_per_pixel/8);
	} else {
		memset(mem, 0, info.xres*info.yres*info.bits_per_pixel/8);
	}
}

JNIEXPORT void JNICALL Java_Drawimage_setFB (JNIEnv *env, jclass class, jint x, jint y, int rgb)
{
	static int fd = -1;

	if (fd == -1) {
		fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
		if (ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &info)) {
			exit(1);
		}
		info.bits_per_pixel = 8;
		info.xres = 800;
		info.yres = 600;
		if (ioctl(fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &info)) {
			exit(1);
		}
		mem = (unsigned int *)mmap(NULL, info.xres*info.yres*info.bits_per_pixel/8, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
		if (mem == NULL) {
			printf("exit/n");
			exit(1);
		}
		back_buffer = (unsigned int *)mmap(NULL, info.xres*info.yres*info.bits_per_pixel/8, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
		if (back_buffer == NULL) {
			printf("back_buffer exit/n");
			exit(1);
		}
	}
	setPixel(x, y, rgb);
}

动图不闪哦：