基于Qt/E的嵌入式GUI的研究及其移植

服务器：服务器维护着一组区域，当窗口被创建、移动、改变大小和破坏时，通过这组区域来改变每个客户的申请。该区域存放在共享内存中，在执行绘图操作时，客户可以从中读取信息；客户：嵌入式Qt为客户提供的API与标准的Qt API是一致的。当Qt/E客户使用Qt API画线时，Qt/E库直接访问显存，完成画线工作。嵌入式Qt客户库还负责处理所有的绘画操作，另外，他还处理那些定制的窗口装饰（如标题条等）。

3.1.3 Qt/E图形引擎的实现

Qt/E的底层图形引擎基于帧缓冲（frame buffer）。帧缓冲是标准显示设备驱动接口，使用MMAP系统将帧缓存映射到应用程序虚拟内存空间，这样应用程序可以访问它。

帧缓冲驱动程序的实现分为两个方面，一方面是LCD等相关硬件及缓存的初始化，包括图形在缓冲区的创建和设置DMA通道；另外一方面是对画面缓冲区的读写，read、write及lseek等系统调用接口可以调用驱动程序的读写函数。至于将画面缓冲区的内容输出到LCD显示屏上，则由硬件自动完成。当设置DMA通道和画面缓冲区后，DMA开始正常工作并将缓冲区中的内容不断发送到LCD上，这个过程基于DMA对于LCD的不断刷新。帧缓冲驱动程序则将数据写入帧缓存中，这通过映射MMAP来实现[2]。

在Qt/E中，QScreen类为抽象出的底层显示设备基类，其中声明了对于显示设备的基本描述和操作方式，如打开、关闭、获得显示能力、创建 GFX操作对象等。另外一个重要的基类是QGFX类。该类抽象出对于显示设备的具体操作接口（图形设备环境），如选择画刷、画线、画矩形、alpha操作等。以上两个基类是Qt/E图形引擎的底层抽象，其中许多函数是虚函数。当具体的显示设备（如具体的帧缓冲设备和虚拟帧缓冲设备）从其派生类时，这些派生类会继承并重载基类中的虚函数来实现[3]。

3.2 Qt系统的信号与槽（Signal and Slot）机制

信号/槽是一种高级接口，应用于对象之间的通信，是Qt的核心特性，也是Qt区别于其他工具包的重要地方。信号/槽是Qt自行定义的一种通信机制，独立与标准的C/C++语言，因此要正确的处理信号和槽，必须借助于一个称为MOC（Meta Object Compiler）的Qt工具，该工具是一个C++预处理程序，它为高层次的事件处理自动生成所需要的附加代码。

Qt中使用信号/槽机制替代原始回调和消息映射机制。当一个特定事件发生的时候，一个信号被发射。Qt的窗口部件有很多预定义的信号，但是程序员总是可以通过继承来加入自定义的信号。槽就是一个可以被调用处理特定信号的函数。Qt的窗口部件有很多预定义的槽，但是通常的习惯是加入程序员自己的槽，这样就可以处理自己所感兴趣的信号。

所有从QObject或其子类派生的类都能够包含信号和槽。当对象改变其状态时，信号就由该对象发射出去，这就是对象所要做的全部事情。它不知道另一端是谁在接收这个信号，这就是真正的信息封装，它确保对象被当作一个真正的软件组件来使用。槽用于接收信号，但它们是普通的对象成员函数。一个槽并不知道是否有任何信号与自己相连接。而且，对象并不了解具体的通信机制，这样就可以相对容易地开发出代码可高重用的类[4]。

多个信号可以连接一个槽，一个信号也可以连接多个槽，甚至一个信号与另外一个信号相连接也是可能的，这时无论第一个信号什么时候发射系统都将立刻发射第二个信号，如图3所示[5]。总之，信号与槽构造了一个强大的部件编程机制。

图3 信号与槽的连接

4 Qt/E的移植

在PC上基于Qt/X11和qvfb的应用程序调试通过以后就可以将应用程序软件移植到目标平台上，但前提是要保证frame buffer、触摸屏等驱动程序的正常运行[6]。Qt/E移植过程如下：

1) 交叉工具链的安装。

本文选用的交叉工具链是arm-linux-gcc系列。安装包为：cross-2.95.3.tar.bz2将其拷贝到某个目录下，依次执行如下命令：

tar -jxvf cross-2.95.3.tar.bz2

这个工具链应该安装的路径是：/usr/local/arm/2.95.3(或者可以通过查看GCC版本号，可以得到一些信息，从版本信息中可以看到“-prefix=……”，这就是GCC安装的路径，它是在GCC编译前通过prefix选项配置的)。