基于S3C2440的MiniGUI移植

摘要：隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式圖形用戶界面需求越來(lái)越明顯，MiniGUI是目前比較成熟的嵌入式Linux系統(tǒng)的圖形用戶界面。為了滿足嵌入式圖形用戶界面的需求，將MiniGUI移植到基于S3C2440的處理器目標(biāo)板。首先說(shuō)明了如何建立交叉環(huán)境，接著討論MiniGUI 1．6．10庫(kù)和資源的移植，最后閘述運(yùn)行環(huán)境的配置。實(shí)現(xiàn)了對(duì)S3C2440開(kāi)發(fā)板的MiniGUI移植，完成嵌入式Linux圖形用戶界面的構(gòu)建，并為其他嵌入式設(shè)備的移植提供借鑒。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；MiniGUI；S3C2440；移植

    隨著嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，圖形用戶界面(Graphic User Interface，GUI)需求越來(lái)越明顯。MiniGUI是面向?qū)崟r(shí)嵌入式系統(tǒng)的輕量級(jí)圖形用戶界面支持系統(tǒng)，以輕型、占用資源少、高性能、可配置等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于通信、醫(yī)療、工控、電子、機(jī)頂盒、多媒體等領(lǐng)域。本文正是針對(duì)這種需求，介紹如何在S3C240上移植MiniGUI的全過(guò)程。

1 圖形用戶界面MiniGUI
    MiniGUI是由原清華大學(xué)教師魏永明主持開(kāi)發(fā)的輕量級(jí)圖形系統(tǒng)，遵循GPL公約。所支持的操作系統(tǒng)已不僅僅限于Linux，它還可以在μCli nux，μC／OS-Ⅱ，eCos和VxWorks等系統(tǒng)上運(yùn)行。已驗(yàn)證的硬件平臺(tái)包括Intelx86，ARM(ARM7／AMR9／StrongARM／xScale)，Power-PC，MIP S，M68K(DragonBall／ColdFire)等。
1．1 MiniGUI與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系
    MiniGUI具有良好的軟件架構(gòu)，通過(guò)抽象層將MiniGUI上層和底層操作系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)。如圖1所示，基于MiniGUI的應(yīng)用程序一般通過(guò)ANSIC庫(kù)以及MiniGUI自身提供的API來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的功能；MiniGUI中的“可移植層”可將特定操作系統(tǒng)及底層硬件的細(xì)節(jié)隱藏起來(lái)，而上層應(yīng)用程序則無(wú)需關(guān)系底層的硬件平臺(tái)輸出和輸入設(shè)備。

1．2 MiniGUI體系結(jié)構(gòu)
    從結(jié)構(gòu)上看，MiniGUI是分層設(shè)計(jì)的，層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。在底層，GAL和IAL為MiniGUI提供了底層的Linux控制臺(tái)或者X Window上的圖形接口以及輸入接口。中間層是MiniGUI的核心層，其中包括了窗口系統(tǒng)必不可少的各個(gè)模塊。最頂層的API向應(yīng)用設(shè)計(jì)提供編程接口。

2 S3C2440開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介
   本文使用的目標(biāo)平臺(tái)是三星公司推出的高度集成的S3C2440(ARM920T core with MMC)，最高主頻可達(dá)532 MHz微處理器，提供64MB SDRA M，64 MBNAND FLASH以及2 MB NOR FLASH的存儲(chǔ)設(shè)備，另外包括IDE和PCMICA接口的豐富的外圍電路和多功能的擴(kuò)展接口。S3C2440采用高性能ARM9微處理器以其優(yōu)化的片上性能，在視頻會(huì)議、樓宇的對(duì)講系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、GPS定位／導(dǎo)航儀、醫(yī)療電子設(shè)備、多媒體終端產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

3 MiniGUI的移植
    宿主主機(jī)系統(tǒng)為redhat Linux 9．0，要求完全安裝，移植步驟如下：
3．1 建立交叉編譯環(huán)境
    在移植之前首先建立好交叉編譯環(huán)境，簡(jiǎn)單地說(shuō)是指在一個(gè)平臺(tái)上可以生成能在另一個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行的代碼，編譯工具為arm-linux-gcc-3．3．2。
    #tar-xvjf rm-linux-gcc-3．3．2
    默認(rèn)的安裝路徑是／usr／local，為了避免每次設(shè)置PATH，在．bash_profile文件中增加PATH=／usr／local／arm／3．4．1bin：MYMPA TH，并運(yùn)行以下命令：
    #source．bash_profile
3．2 源代碼準(zhǔn)備
    從http：／／www．minigui．org／res．shtml下載源代碼包如下：
    (1)libminigui-1．6．10．tar．gz：MiniGUI函數(shù)庫(kù)源代碼。
    MiniGUI由3個(gè)函數(shù)庫(kù)的組成，它們分別是libminigui，libmgext和libvcongui。libminigui是提供窗口管理和圖形接口的核心函數(shù)庫(kù)，也提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)控件；libmgext是libminigui的一個(gè)擴(kuò)展庫(kù)，提供了一些高級(jí)控件及“文件打開(kāi)”、“顏色選擇”對(duì)話框等；libvcon gui則為L(zhǎng)inux操作系統(tǒng)提供了一個(gè)應(yīng)用程序可用的虛擬控制臺(tái)窗口，從而可以方便地在MiniGUI環(huán)境中運(yùn)行字符界面的應(yīng)用程序，libmgext和libvcongui庫(kù)已經(jīng)包含在這個(gè)源代碼包中。
    (2)minigui-res-1．6．10．tar．gz：MiniGUI所使用的資源，包括基本字體、圖標(biāo)、位圖和鼠標(biāo)光標(biāo)。
    (3)mg-smaples-1．6．10．tar．gz：配套示例程序。[!--empirenews.page--]
3．3 編譯安裝
    (1)建立工作目錄
    # mkdir／minigui
    # cd／minigui
    (2)編譯安裝MiniGUI庫(kù)
    # cd／minigui
    # tar xzvf libminigui-1．6．10．tar．gz-C／minigui
    # cd／minigui／libminigui-1．6．10
    #．／configure-prefix=／home／-host=i386-redhat-linux-target=arm-linux--build=arm-linuxCC=arm-linux-gcc--disa-ble-vbfsu pport
    prefix選項(xiàng)用于指定MiniGUI函數(shù)庫(kù)的安裝路徑，默認(rèn)的安裝路徑是／usr／local，這里應(yīng)該是所使用的交叉編譯環(huán)境中系統(tǒng)頭文件目錄include庫(kù)目錄lib所在的目錄，本例中是／home，這樣一來(lái)，MiniGUI的函數(shù)庫(kù)和頭文件也將被分別安裝到lib和include目錄中。在后續(xù)進(jìn)行MiniGUI應(yīng)用程序的交叉編譯時(shí)，就可以正確地找到MiniGUI的頭文件和函數(shù)庫(kù)。其中：
    target選項(xiàng)用于指定目標(biāo)平臺(tái)，這里使用arm-linux；
    host選項(xiàng)用來(lái)指明宿主機(jī)的類(lèi)型，這里使用i386-redhat-linux；
    build選項(xiàng)指定了交叉編譯的系統(tǒng)環(huán)境，這里使用arm-linux；
    CC用來(lái)指定使用的交叉編譯器，這里使用arm-linux-gcc。
    運(yùn)行．configure腳本成功后，就成了定制的Make-file文件，接下來(lái)只需編譯和安裝即可。
    # make
    # make install
    (3)編譯安裝MiniGUI資源文件
    # tar xzvf minigui-res-1．6．10．tar．gz-C／minigui
    # cd／minigui／minigui-res-1．6．10
    # make install
    (4)編譯安裝配套應(yīng)用程序
    # tar mg-smaples-1．6．10．tar．gz-C／minigui
    # cd／minigui／mg-smaples-1．6．10# make install
3．4 拷貝MiniGUI資源到開(kāi)發(fā)板
    把／home／lib目錄下的所有庫(kù)文件(注：-prefix=／home／)拷貝到開(kāi)發(fā)板的／lib目錄下；把／minigui／res目錄下的所有文件拷貝到開(kāi)發(fā)板上／usr／local／lib目錄下，其開(kāi)發(fā)板上的目錄如下形式／usr／local／lib／minigui／res／……；把／home／etc下的MiniGUI．c fg拷貝到開(kāi)發(fā)板上的／etc目錄下；最后把配套應(yīng)用程序拷貝到開(kāi)發(fā)板目錄下。
3．5 配置開(kāi)發(fā)板的運(yùn)行環(huán)境
    (1)／etc目錄下建立ld．so．conf文件，并添加如下內(nèi)容：
    ／usr／local／lib
    ／lib
    這樣程序運(yùn)行的時(shí)候可以找到相應(yīng)的庫(kù)文件。
    (2)修改開(kāi)發(fā)板上的／etc／MiniGUI．cfg文件，主要修改是圖形引擎和輸入引擎。本開(kāi)發(fā)平臺(tái)的Linux中自帶有VESAFrameBuffer設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，并且初始狀態(tài)已經(jīng)激活。FrameBuffer是Linux內(nèi)核中的一種驅(qū)動(dòng)程序接口，這種接口將顯示設(shè)備抽象為幀緩沖區(qū)，用戶可以將它看成是顯示內(nèi)存的一個(gè)映像。將其映射到進(jìn)程地址空間之后，就可以直接進(jìn)行讀寫(xiě)操作，而寫(xiě)操作可以立即反映在屏幕上。這樣，MiniGUI就可以使用FrameBuffer作為圖形引擎進(jìn)行圖像顯示。LCD顯示器的像素為240x320，因此圖形引擎的顯示模式defaultmode為240x320-16bpp。并在輸入引擎中添加usb鼠標(biāo)設(shè)備文件和鼠標(biāo)協(xié)議。修改如下：
   
    同時(shí)在／etc／init．d／rcS腳本文件里添加鼠標(biāo)設(shè)備，內(nèi)容如下：
    ／bin／ln-s／devr／vc／0／dev／tty0
    ／bin／ln-s／dev／input／mouse0／dev／／mouse

4 結(jié)語(yǔ)
    把圖形用戶界面移植到嵌入式設(shè)備中是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，本文詳細(xì)介紹了MiniGUI移植到S3C2440的過(guò)程，并最終能穩(wěn)定得在目標(biāo)平臺(tái)上運(yùn)行。該方法對(duì)于移植到其他的目標(biāo)平臺(tái)有良好的借鑒作用。MiniGUI作為源代碼開(kāi)放的自由軟件，在嵌入式圖形用戶界面領(lǐng)域?qū)⒂懈玫膶?shí)用價(jià)值，并隨著MiniGUI的功能日趨強(qiáng)大，應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。