基于ARM LINUX的嵌入式GUI的研究和移植

QT/Embedded和Qtopia

QT/Embedded是著名的QT庫開發(fā)商TrollTech開發(fā)的基于framebuffer、面向嵌入式系統(tǒng)的QT版本。它的特點主要有界面美觀、色彩配比好，使用與QT/Windows和QT/X11完全一致的API接口，許多基于QT的程序可以非常方便地移植到嵌入式系統(tǒng)；同時它具有豐富的模塊，用戶可以根據(jù)需要選擇QT/Embedded的特性集合。Qtopia是TrollTech專門為嵌入式Linux設備所定制終端用戶平臺，它包括了Qtopia庫和Qtopia的服務器及客戶端應用程序。

QT/Embedded和Qtopia的結構如圖2所示。QT/Embed2ded實現(xiàn)了對下層輸入設備的驅動和底層圖形接口以及各基類和API。Qtopia也是以客戶/服務器的方式，通過消息機制來管理各種應用程序。QT的資源相當豐富，基于QTAPI開發(fā)的應用程序相當多，像KDE這種應用范圍極廣的GUI也是使用QTAPI開發(fā)出來的；而且OPIE組織也開發(fā)了并改進了許多專門基于QT/Embedded上的Qtopia應用程序及函數(shù)庫。

不過QT/Embedded對于系統(tǒng)的資源要求非常高，需要在較大的存儲空間和運行空間上才可以運行；而且它是基于C++來實現(xiàn)的，而這種C++接口對于嵌入式系統(tǒng)中的某些應用來說就顯得比較臃腫；另外如若需要修改QT/Embedded并在商業(yè)產(chǎn)品中發(fā)布，則需要分別購買開發(fā)授權及運行時授權，所需費用太昂貴。

基于ARMLinux平臺的移植

編譯環(huán)境的建立

GUI的編譯通常都是在PC機上執(zhí)行的，也就是說，編譯器本身能夠在PC機上執(zhí)行，同時編譯源代碼生成的二進制文件必須能在目標機上執(zhí)行，這類編譯器通常稱為交叉編譯器。對于ARM平臺，我們安裝了cross-arm-binutils-*.i386.rpm、cross-arm-gcc-*.i386.rpm、cross-arm-glibc-*.i386.rpm這三個包。這些包都可以從網(wǎng)上免費獲取，“*”通常代表版本號。arm-binutils這個包一般包含了一些針對ARM平臺的二進制工具，比如arm-STrip、arm-ar等命令；arm-glibc這個包包含的是標準C的函數(shù)庫的ARM的版本以及對應的頭文件；arm-gcc中包含的則是生成ARM平臺代碼的x86上的交叉編譯器。執(zhí)行rpm命令將這些包安裝到PC機上，若不在系統(tǒng)默認搜索目錄下，比如安裝在/opt/cross目錄下，則必須將/opt/cross/bin目錄加到系統(tǒng)的PATH環(huán)境變量中，這樣在每次編譯時系統(tǒng)才能找得到編譯器。另外需要注意的是，編譯時所用的函數(shù)庫版本要與目標版上運行時所用的函數(shù)庫版本一致。經(jīng)過上述步驟，就已經(jīng)建立了交叉編譯環(huán)境，接下來的就是選擇或修改GUI的編譯選項，從而生成所需要的GUI系統(tǒng)。

Microwindows的移植

Microwindows的定制和編譯主要是通過修改它源程序根目錄下的cONfig這個文件中的選項來實現(xiàn)，而在configs這個目錄下已經(jīng)有一些針對不同平臺的config文件，若目標平臺與之定義的相符，可直接將其拷貝到根目錄下覆蓋掉原有的config文件，然后輸入命令make來開始編譯。另外還可以執(zhí)行根目錄下的xconfigure文件，它提供了一個可視化的窗口來方便用戶進行編譯選項配置。下面介紹一下其中主要的一些選項：

目標平臺選項。ARCH表示目標機的平臺，比如ARCH=LINUX-ARM,BIGENDIAN表示目標平臺是否為大數(shù)端；

圖像支持選項。HAVE-BMP-SUPPORT=Y、HAVEJPEG-SUPPORT=Y兩項表示對BMP和JPEG格式圖像的支持（還有其它格式選項）。設置JPEG圖像選項時必須給出外部jpeg解壓縮庫的位置，例如LIBJPEG=/usr/lib/libjpeg.a;

字體支持選項。HAVE-FREETYPE-SUPPORT=Y、HAVE-T1LIB-SUPPORT=Y表示支持TrueType和AdobeType1字體，這些庫也必須預先編譯并在配置文件中指定其位置，Microwindows的網(wǎng)站上提供了許多字庫函數(shù)的下載。另外，Microwindows還提供了中文BIG5、GB2312以及日文和韓文的支持；

輸出顯示選項。FRAMEBUFFER=Y表示使用Linux上的framebuffer來實現(xiàn)顯示，當然Microwindows也支持X11顯示；

輸入設備選項。Microwindows提供了一系列的鼠標（包括觸摸屏）和鍵盤的支持，可以根據(jù)不同的系統(tǒng)選擇適當?shù)倪x項。

配置完成后，執(zhí)行make命令開始編譯。編譯完成后，將生成的庫以及可執(zhí)行文件打包下載到目標板上。如果庫文件沒有放在目標系統(tǒng)的默認搜索庫的路徑中，那么還需將此目錄加到LD-LIBRARY-PATH環(huán)境變量中，然后即可以運行nano-X服務器及各應用程序。

MiniGUI的移植

下載MiniGUI的庫文件源代碼包libminigui-3.tar.gz和資源文件包minigui-res-3.tar.gz以及演示程序包mde-3.tar.gz后，將它們分別解壓到各自的目錄下。首先介紹庫文件的編譯，它的編譯配置主要通過執(zhí)行源程序根目錄下configure這個文件，并給它傳遞相關的參數(shù)來實現(xiàn)。比如：CC=arm-linux-gcc./configure———host=i386-linux———target=arm-linux。其中，CC參數(shù)表示所使用的編譯器名，host表示編譯環(huán)境所在的主機類型，target表示編譯生成后目標系統(tǒng)的主機類型，當前默認編譯生成的是MiniGUIThread版本，如果要生成MiniGUILite版本需再加上參數(shù)———enable-lite,更多參數(shù)可以通過執(zhí)行。/configure-help來查詢。在執(zhí)行configure之前，根據(jù)硬件特性可以修改根目錄下的etc目錄下的Minigui-3d.cfg和Minigui-flat.cfg兩個文件中的選項。比如，如果目標系統(tǒng)的framebuffer大小是320X240,每像素占12bits,則將上述兩個文件中[fbcon]組中的defaultmode的值就應設置為320X240-12bpp。配置完成以后執(zhí)行make命令開始編譯，編譯結束后執(zhí)行makeinstall命令，在/usr/local/lib下面會生成交叉編譯出來的動態(tài)庫和靜態(tài)庫文件。其次，資源文件的安裝比較簡單，解壓以后在其根目錄下有一個名叫config.linux的文件，修改其中的TOPDIR一項，這樣執(zhí)行makeinstall安裝命令以后，所有資源文件會被安裝到TOPDIR所定義的目錄下的usr/local/lib/minigui下。最后演示程序包的編譯與庫文件編譯類似，也是執(zhí)行其根目錄下的configure文件并傳遞相關參數(shù)，然后執(zhí)行make命令來編譯。若編譯庫文件時選擇———enable-lite參數(shù)，由于MiniGUI-Lite采用的是微客戶端/服務器架構，要運行應用程序必須先啟動服務器程序mginit,然后才能運行其它的應用程序；若編譯庫文件時沒有添———enable-lite參數(shù)，則mginit目錄根本不會編譯進去，演示程序可以直接執(zhí)行。