基于Microwindows的嵌入式Linux輕量級圖形應用庫的設計

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

2.1 結構重構

(1)底層驅動(dòng)層

整個(gè)系統的核心是鍵盤(pán)和屏幕數據結構，它們在Linux系統中都是被當作文件來(lái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，其C代碼主要在src/drivers和src/engine目錄下。

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

屏幕驅動(dòng)是基于Linux內核中framebuffer，這要求在編譯內核的時(shí)候選擇支持framebuffer編譯參數選項。它是通過(guò)fd=open(env=/dev/fb0)打開(kāi)，用SCREENDEVICE的指針PSD指向這片顯存，然后對這片顯存根據屏幕的不同位色設置情況為中間引擎層提供相應的圖形操作支持，包括畫(huà)點(diǎn)線(xiàn)、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(lèi)型定義與函數聲明的頭文件有fb.h、genfont.h和genmem.h，C代碼文件有src_fb.c(提供基本的framebuffer打開(kāi)和關(guān)閉等支持)、fb*.c(*為2、4、8、16、24、32，提供對應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

這一層是在底層驅動(dòng)層提供的設備對象支持下，完成圖形在實(shí)虛屏之間的轉換(以PSD指針作為參數來(lái)進(jìn)行)，實(shí)現各種圖形功能函數(以Gd...為開(kāi)頭)。相關(guān)的類(lèi)型定義與函數聲明頭文件有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(xiàn)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(pán)控制支持)、devrgn.c(提供區域操作動(dòng)態(tài)分配支持)和devpal*.c(*為1、2、4、8，提供調色板支持)。

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

2.2 中文支持

在嵌入式Linux應用系統中，控制臺驅動(dòng)程序和Framebuffer驅動(dòng)程序對字符的處理都是以單字節為基礎的，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(diǎn)陣的GB2312字庫，字模文件hzk.bin存放在/font/chinese目錄下。對于一個(gè)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，就調用Microwindows提供的GdText函數進(jìn)行顯示;如果是漢字，則根據其機內碼得到區位碼，計算該漢字字模在字模文件中的偏移量，讀出該漢字字模，調用底層DrawPixel函數的像素點(diǎn)，并顯示這個(gè)漢字。

(2)中文輸入的支持

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

先定義一個(gè)拼音結構體：

struct PY_index

{ char PY[6];//拼音的韻母

char *PY_mb;//對應的漢字機內碼

};

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

stmct PY_index PY_index_a[5]={

{,阿啊呵腌嗄錒吖},

……

{i,愛(ài)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?chǎng)棸酷阱坶狁鷭嬺藑};

……

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

{ai,在再載災仔宰哉栽崽甾),

{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(gè)地方，一是i，v，u三個(gè)字母不能作為聲母，所以它們沒(méi)有對應的漢字，這里就以0xffff來(lái)約定;二是表示拼音表的結束。

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

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(gè)索引表，就可以進(jìn)行漢字的輸入了。

3 結論

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