Linux基础知识：双buffer与单buffer

Linux基础知识：双buffer与单buffer

在嵌入式平台Linux，主要通过framebuffer来显示UI。FrameBuffer实际上就是嵌入式系统中专门为GPU所保留的一块连续的物理内存，LED通过专门的总线从framebuffer读取数据，显示到屏幕上。

根据系统中framebuffer的数量，可以分成单buffer和双buffer两种。

先来说说单buffer：

CPU往framebuffer上写，LED从framebuffer读，这是两个同时进行的过程，需要在时间上配合，否则会出现问题。

如果CPU往framebuffer上写的速度>LED从framebuffer读的速度，那么就有可能出现LED在一行一行的读取前一屏数据的时候，CPU却已经刷新了整屏，从而导致显示混乱。这里要注意，LED从framebuffer读的速度并不等于屏幕的刷新频率，如果刷新频率为60hz，那么很有可能LED花了3个ms去读，剩余的时间都在等待。应该说CPU往framebuffer写的速度>LED从framebuffer读的速度还是很困难的。

如果CPU往framebuffer写的速度太慢，也会出现屏幕闪烁的问题。比如说要画一幅图，CPU首先将其填充为白色，这时LED刷新，屏幕显示为白色，之后开始画完其他内容，屏幕正常显示。这时给用户的感觉就是屏幕一闪。这就要求CPU尽快的画完一屏，尽量保证写一屏不要跨越LED刷新周期。

因此，在单framebuffer的时代，为了防止屏幕出现闪烁，我们一般是在内存中开辟一块与framebuffer同样大小的内容，将屏幕的内容都写好，然后再执行一次内存拷贝。从而使写framebuffer的时间尽可能的短。

但这种机制有问题，我以屏幕分辩率为320*240为例。

一块framebuffer的大小为:320*240*4=0.3072M。

也就是说，我要先在内存中填写0.3M的内存，然后再把这块内存拷贝到framebuffer中。为了简单起见，这里我举一个将屏幕置为白色的例子，排除屏幕内容计算的影响。

显示的实际过程为，将内存中0.3M置为0，然后读取这0.3M的内存，拷贝到Framebuffer中。

在我使用的嵌入式平台中，采用的是SDRAM，532Mhz的ARM11芯片。通过使用lmbench得到内存访问的速率为：

*Local* Communication bandwidths in MB/s - bigger is better

-----------------------------------------------------------

Host OS Pipe AF TCP File Mmap Bcopy Bcopy Mem Mem

UNIX reread reread (libc) (hand) read

write

--------- ------------- ---- ---- ---- ------ ------ -------- ---- -----

phone Linux 2.6 79.1 94.7 13.3 47.1 135.9 78.6 77.8 135. 205.9

很奇怪，为什么读会比写慢，可能与cache有关，这里先不用去管它。