基于ulTRON操作系統的嵌入式GUI設計

1 與操作系統內核的接口
ASIX Window的整體架構是基于消息分發(fā)，消息循環(huán)以及消息處理之上的。整個(gè)ASIX OS平臺的結構如圖1所示。圖1中，最底層的是系統的消息源，包括中斷(鍵盤(pán)、觸摸屏等)和定時(shí)器，一般將它們統稱(chēng)為中斷源。中斷發(fā)生后，進(jìn)入中斷處理程序，該中斷處理程序維護其對應的緩沖區后(如果它需要緩沖區)，設置事件發(fā)生(通過(guò)調用內核的事件標志系統調用)。因為系統任務(wù)是阻塞在這個(gè)事件標志上的，而且系統任務(wù)的優(yōu)先級最高，系統任務(wù)將被內核調度運行，系統任務(wù)根據所發(fā)生事件的類(lèi)型，來(lái)進(jìn)行相應的處理。比如說(shuō)，如果是筆中斷事件，中斷處理程序將筆的坐標信息存放在相應的緩沖區中，并設置相應的事件標志，系統任務(wù)將筆坐標的數據轉換為相應活動(dòng)區域(Active Area)的消息，并由系統任務(wù)將這個(gè)消息發(fā)送到當前需要該中斷事件的任務(wù)中。LCD顯示，鍵盤(pán)和筆中斷一定是由前臺任務(wù)(擁有屏幕的任務(wù))接管的，其他外圍設備所對應的中斷源則由占用該資源的任務(wù)接管。

每個(gè)任務(wù)都有一個(gè)自己的信箱(Mail B0x)，在每個(gè)信箱上都維護著(zhù)一條消息隊列，所有發(fā)往該任務(wù)的消息都連接在這個(gè)隊列中。任務(wù)代碼應該通過(guò)消息循環(huán)不斷地從該隊列中取消息并處理，如果消息隊列為空，則該任務(wù)阻塞，由ASIX OS內核選擇下一個(gè)就緒的高優(yōu)先級任務(wù)運行。

系統任務(wù)是內核的擴展，提供系統基本的服務(wù)功能和接口。它接管系統所有的中斷資源并將相應的中斷事件翻譯成為相應的系統消息，并將該消息分發(fā)到對應的應用程序任務(wù)；系統任務(wù)同時(shí)維護系統中所有任務(wù)的信息，負責確定前臺任務(wù)(擁有顯示屏幕和用戶(hù)輸入焦點(diǎn)的任務(wù)，前臺任務(wù)不一定是CPU正在運行的任務(wù))以及前臺任務(wù)的切換。系統任務(wù)阻塞在底層中斷的事件標志上，系統任務(wù)擁有最高的優(yōu)先級。

在系統任務(wù)之上是服務(wù)任務(wù)。服務(wù)任務(wù)負責提供系統的其他擴展服務(wù)。服務(wù)任務(wù)沒(méi)有屏幕顯示(類(lèi)似于Linux中的守護進(jìn)程)，服務(wù)任務(wù)阻塞在自己的消息隊列
上。服務(wù)任務(wù)擁有第二高的優(yōu)先級。

應用程序任務(wù)是用戶(hù)使用的各個(gè)應用。應用任務(wù)阻塞在自己的消息隊列上，所有的應用程序一般都應該擁有屏幕顯示，所有的應用程序在同一優(yōu)先級上。

2 窗口管理
ASlX Windows是基于消息驅動(dòng)的圖形用戶(hù)接口。從ASIXWindows的角度來(lái)看，應用程序是由一組窗口和控件組成的，程序的功能是通過(guò)窗口的操作來(lái)實(shí)現的?？丶窃贏(yíng)SIX Windows中定制的具有特定功能的獨立模塊，例如：按鈕、菜單、下拉框、軟鍵盤(pán)等。在A(yíng)SIX Windows中，每一個(gè)控件在數據結構上都被描述為一個(gè)窗口(也就是說(shuō)，在數據結構上，窗口和控件是一樣的)，不同的是，控件是作為某個(gè)窗口的子窗口。在數據結構上將窗口與控件統一，使得整個(gè)系統的結構更簡(jiǎn)單，對窗口的操作與對控件的操作可以統一到一起，這使得系統的編程接口可以統一到窗口的操作函數上。在A(yíng)SIX Windows中所有的窗口操作，不管是窗口或是控件，都使用這些統一的函數。系統通過(guò)下面這個(gè)統一的數據結構來(lái)對所有的控件進(jìn)行管理。

typedef struct asix_window
{ struct asix window *prey}／／指向前一個(gè)兄弟窗口
struct asix_window *next；／／指向后一個(gè)兄弟窗口
struct asix_window *child；／／指向子窗口鏈表
／*本窗口的相關(guān)ID*／
WNDCLASS *wndclass；／／指向本窗口的窗口類(lèi)
U32 task_id； ／／本窗口所屬任務(wù)的任務(wù)號
U32 wnd_id； ／／本窗口ID號
U32 parent_id； ／／本窗口的父窗口 ID號
／*本窗口的位置、狀態(tài)、風(fēng)格以及窗口標題等*／
U32 status； ／／本窗口狀態(tài)
U16 x； ／／本窗口左上角x坐標
U16 v； ／／本窗口左上角Y坐標
U16 width； ／／本窗口的寬度
U16 hight； ／／本窗口的高度
char *caption} ／／本窗口標題
U32 style； ／／本窗口風(fēng)格
／*指向本窗口私有數據結構的指針*／
void *etrl_str; ／／指向本窗口的私有數據結構
}ASIX_WINDOW;

實(shí)際上，不同的控件擁有不同的功能和結構，所以它們的操作是不同的。為了擁有統一的操作函數接口，為每一個(gè)不同的窗口或控件定義了相應的窗口類(lèi)，窗口類(lèi)實(shí)際上是每種控件的模版，這個(gè)模版定義了與該控件相關(guān)的內容。當應用程序員調用CreatWindow函數創(chuàng )建某類(lèi)控件時(shí)，CreatWindow查找該類(lèi)控件的窗口類(lèi)，并根據窗口類(lèi)中的定義，調用與該控件相關(guān)的創(chuàng )建函數，進(jìn)行實(shí)際的創(chuàng )建工作。然后CreatWindow填寫(xiě)相應的數據結構，描述該控件類(lèi)的實(shí)例，并將其鏈接到系統窗口鏈表中去，以便后續的管理。利用窗口類(lèi)描述不同控件設計的同時(shí)，可以將不同控件的開(kāi)發(fā)獨立于系統構架的實(shí)現，使得控件的開(kāi)發(fā)可以獨立進(jìn)行。使用獨立窗口類(lèi)來(lái)描述每個(gè)控件的另一個(gè)好處是可以非常方便的對ASIX Window進(jìn)行裁減。下面給出窗口類(lèi)數據結構的定義。

typedef struct window_class
{ U8 wndclass_id； ／／窗口類(lèi)的ID號
／／CreateWindow()調用本函數執行控件的具體創(chuàng )建
STATUS (。create)(char‘caption，U32 style，U16 x，
U16 Y，U16 width，U16 hight，U32 wndid，U32 menH，void*
*etrl_str，void*exdata)；
／／DestroyWindow()調用本函數執行控件的具體刪除
STATUS (*destroy)(void*ctrl_str)；
／／DefWindowProc()調用本函數進(jìn)行消息處理
STATUS (。msg_proe)(U32 win_id，U16 asix_msg