基于Qt/E的嵌入式GUI的研究及其移植

服務器：服務器維護著一組區域，當窗口被創建、移動、改變大小和破壞時，通過這組區域來改變每個客戶的申請。該區域存放在共享內存中，在執行繪圖操作時，客戶可以從中讀取信息；客戶：嵌入式Qt為客戶提供的API與標準的Qt API是一致的。當Qt/E客戶使用Qt API畫線時，Qt/E庫直接訪問顯存，完成畫線工作。嵌入式Qt客戶庫還負責處理所有的繪畫操作，另外，他還處理那些定制的窗口裝飾（如標題條等）。

3.1.3 Qt/E圖形引擎的實現

Qt/E的底層圖形引擎基于幀緩沖（frame buffer）。幀緩沖是標準顯示設備驅動接口，使用MMAP系統將幀緩存映射到應用程序虛擬內存空間，這樣應用程序可以訪問它。

幀緩沖驅動程序的實現分為兩個方面，一方面是LCD等相關硬件及緩存的初始化，包括圖形在緩沖區的創建和設置DMA通道；另外一方面是對畫面緩沖區的讀寫，read、write及lseek等系統調用接口可以調用驅動程序的讀寫函數。至于將畫面緩沖區的內容輸出到LCD顯示屏上，則由硬件自動完成。當設置DMA通道和畫面緩沖區后，DMA開始正常工作并將緩沖區中的內容不斷發送到LCD上，這個過程基于DMA對于LCD的不斷刷新。幀緩沖驅動程序則將數據寫入幀緩存中，這通過映射MMAP來實現[2]。

在Qt/E中，QScreen類為抽象出的底層顯示設備基類，其中聲明了對于顯示設備的基本描述和操作方式，如打開、關閉、獲得顯示能力、創建 GFX操作對象等。另外一個重要的基類是QGFX類。該類抽象出對于顯示設備的具體操作接口（圖形設備環境），如選擇畫刷、畫線、畫矩形、alpha操作等。以上兩個基類是Qt/E圖形引擎的底層抽象，其中許多函數是虛函數。當具體的顯示設備（如具體的幀緩沖設備和虛擬幀緩沖設備）從其派生類時，這些派生類會繼承并重載基類中的虛函數來實現[3]。

3.2 Qt系統的信號與槽（Signal and Slot）機制

信號/槽是一種高級接口，應用于對象之間的通信，是Qt的核心特性，也是Qt區別于其他工具包的重要地方。信號/槽是Qt自行定義的一種通信機制，獨立與標準的C/C++語言，因此要正確的處理信號和槽，必須借助于一個稱為MOC（Meta Object Compiler）的Qt工具，該工具是一個C++預處理程序，它為高層次的事件處理自動生成所需要的附加代碼。

Qt中使用信號/槽機制替代原始回調和消息映射機制。當一個特定事件發生的時候，一個信號被發射。Qt的窗口部件有很多預定義的信號，但是程序員總是可以通過繼承來加入自定義的信號。槽就是一個可以被調用處理特定信號的函數。Qt的窗口部件有很多預定義的槽，但是通常的習慣是加入程序員自己的槽，這樣就可以處理自己所感興趣的信號。

所有從QObject或其子類派生的類都能夠包含信號和槽。當對象改變其狀態時，信號就由該對象發射出去，這就是對象所要做的全部事情。它不知道另一端是誰在接收這個信號，這就是真正的信息封裝，它確保對象被當作一個真正的軟件組件來使用。槽用于接收信號，但它們是普通的對象成員函數。一個槽并不知道是否有任何信號與自己相連接。而且，對象并不了解具體的通信機制，這樣就可以相對容易地開發出代碼可高重用的類[4]。

多個信號可以連接一個槽，一個信號也可以連接多個槽，甚至一個信號與另外一個信號相連接也是可能的，這時無論第一個信號什么時候發射系統都將立刻發射第二個信號，如圖3所示[5]。總之，信號與槽構造了一個強大的部件編程機制。

圖3 信號與槽的連接

4 Qt/E的移植

在PC上基于Qt/X11和qvfb的應用程序調試通過以后就可以將應用程序軟件移植到目標平臺上，但前提是要保證frame buffer、觸摸屏等驅動程序的正常運行[6]。Qt/E移植過程如下：

1) 交叉工具鏈的安裝。

本文選用的交叉工具鏈是arm-linux-gcc系列。安裝包為：cross-2.95.3.tar.bz2將其拷貝到某個目錄下，依次執行如下命令：

tar -jxvf cross-2.95.3.tar.bz2

這個工具鏈應該安裝的路徑是：/usr/local/arm/2.95.3(或者可以通過查看GCC版本號，可以得到一些信息，從版本信息中可以看到“-prefix=……”，這就是GCC安裝的路徑，它是在GCC編譯前通過prefix選項配置的)。