基于Microwindows的嵌入式Linux輕量級圖形應(yīng)用庫的設(shè)計

這里基于Linux2.4.19和Microwindows0.89進(jìn)行討論，主要難點：一是將Microwindows層次打亂后如何進(jìn)行代碼的重構(gòu)，用最少的代碼實現(xiàn)最有效的功能，二是提供中文顯示和中文輸入的支持。

2.1 結(jié)構(gòu)重構(gòu)

(1)底層驅(qū)動層

整個系統(tǒng)的核心是鍵盤和屏幕數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們在Linux系統(tǒng)中都是被當(dāng)作文件來進(jìn)行訪問，其C代碼主要在src/drivers和src/engine目錄下。

鍵盤是通過fd=open(/dev/tty，O_NONBLOCK)打開，利用ioctl來進(jìn)行操作的，涉及到的文件有kbd_ttyscan.c(提供鍵盤的打開、關(guān)閉等支持)。

屏幕驅(qū)動是基于Linux內(nèi)核中framebuffer，這要求在編譯內(nèi)核的時候選擇支持framebuffer編譯參數(shù)選項。它是通過fd=open(env=/dev/fb0)打開，用SCREENDEVICE的指針PSD指向這片顯存，然后對這片顯存根據(jù)屏幕的不同位色設(shè)置情況為中間引擎層提供相應(yīng)的圖形操作支持，包括畫點線、圖片顯示、屏幕拷貝以及中西文字的顯示等等。其涉及到的文件較多，類型定義與函數(shù)聲明的頭文件有fb.h、genfont.h和genmem.h，C代碼文件有src_fb.c(提供基本的framebuffer打開和關(guān)閉等支持)、fb*.c(*為2、4、8、16、24、32，提供對應(yīng)不同灰度級別和不同位色屏幕的支持)、genmem.c(提供顯存分配)和genfont.c(提供中西文字體顯示支持)。

(2)中間引擎層

這一層是在底層驅(qū)動層提供的設(shè)備對象支持下，完成圖形在實虛屏之間的轉(zhuǎn)換(以PSD指針作為參數(shù)來進(jìn)行)，實現(xiàn)各種圖形功能函數(shù)(以Gd...為開頭)。相關(guān)的類型定義與函數(shù)聲明頭文件有include目錄下的mwtypes.h、swap.h和winkbd.h，C代碼主要有src/engine目錄下的devarc.c(提供弧線和橢圓繪制支持)、devclip.c(提供剪貼支持)、devdraw.c(提供基本的繪圖支持)、devfont.c(提供字體字庫支持)、devimage(提供圖片繪制拷貝支持)、devkbd.c(提供鍵盤控制支持)、devrgn.c(提供區(qū)域操作動態(tài)分配支持)和devpal*.c(*為1、2、4、8，提供調(diào)色板支持)。

在分析完驅(qū)動層和引擎層后，將它們的相關(guān)文件放在同一個目錄下，利用gcc編譯器編譯，鏈接生成目標(biāo)文件，然后用ar歸檔命令即可生成庫文件(動態(tài)庫和靜態(tài)庫)，只需要將這個庫文件提交給二次開發(fā)人員即可進(jìn)行圖形應(yīng)用程序的開發(fā)。

2.2 中文支持

在嵌入式Linux應(yīng)用系統(tǒng)中，控制臺驅(qū)動程序和Framebuffer驅(qū)動程序?qū)ψ址奶幚矶际且詥巫止?jié)為基礎(chǔ)的，所以需要進(jìn)行中文化的改造。

(1)中文顯示的支持

這里采用16×16點陣的GB2312字庫，字模文件hzk.bin存放在/font/chinese目錄下。對于一個需要顯示的字符串，首先判斷其是屬于哪種編碼集，如果是ASCII碼，就調(diào)用Microwindows提供的GdText函數(shù)進(jìn)行顯示;如果是漢字，則根據(jù)其機內(nèi)碼得到區(qū)位碼，計算該漢字字模在字模文件中的偏移量，讀出該漢字字模，調(diào)用底層DrawPixel函數(shù)的像素點，并顯示這個漢字。

(2)中文輸入的支持

由于Microwindows對輸入法沒有任何支持，所以這一塊幾乎所有的代碼都需要重新編寫。目前只提供GB2312字庫的拼音輸入方法，且只能逐字輸入(見圖2)，同時也默認(rèn)字模文件hzk.bin存放在/fonts/chinese目錄下。

先定義一個拼音結(jié)構(gòu)體：

struct PY_index

{ char PY[6];//拼音的韻母

char *PY_mb;//對應(yīng)的漢字機內(nèi)碼

};

然后根據(jù)GB2312字庫和漢字的聲母、韻母定義拼音輸入法查詢碼表。查詢碼表分兩部分，第一部分是二級索引表，它將每個拼音和漢字對應(yīng)起來：

stmct PY_index PY_index_a[5]={

{,阿啊呵腌嗄錒吖},

……

{i,愛哀挨礙埃癌艾唉矮哎皚藹隘暖靄捱噯璦嬡锿嗌砹”},

{o，奧澳傲熬敖凹襖懊坳嗷拗鏖驁鰲翱岙廒遨獒聱媼螯鏊}};

……

strucet PY_index PY_index_z[36]={{a,雜扎砸咋咂匝拶},

{ai,在再載災(zāi)仔宰哉栽崽甾),

{an,咱贊暫攢簪糌瓚拶昝趲鏨),

……

{un,尊遵樽鱒撙“},

{uo,作做坐座左昨琢佐鑿撮柞嘬怍胙唑笮阼祚酢}};

street PY_index PY_index_end [1] = {{,

PY_mb_space}

};

其中PY_mb_space為常量0xffff，它用于兩個地方，一是i，v，u三個字母不能作為聲母，所以它們沒有對應(yīng)的漢字，這里就以0xffff來約定;二是表示拼音表的結(jié)束。

第二部分是一級索引表，它將26個首字母(即聲母)和其韻母對應(yīng)起來：

street PY_index code *code PY_index_headletter[27]=

{

PY_index_a,

PY_index_b,

PY_index_z,

PY_ index_end

};

有了上面定義的兩個索引表，就可以進(jìn)行漢字的輸入了。

3 結(jié)論

圖形應(yīng)用庫提供了圖形系統(tǒng)的初始化、鍵盤操作、區(qū)域塊拷貝、中西文的輸入顯示、基本圖形繪制等共計40多個API功能函數(shù)，很好的滿足了低端嵌入式Linux系統(tǒng)的圖形應(yīng)用程序開發(fā)的需要。該圖形應(yīng)用庫只有70多KB大小，占用資源少，性能穩(wěn)定，很好的滿足了低端信息終端和控制系統(tǒng)等嵌入式Linux產(chǎn)品設(shè)計的需要， 目前已經(jīng)成功應(yīng)用于嵌入式稅控收款機(pos)、自動柜員機(ATM)等嵌入式產(chǎn)品中。