引言
Microwindows是由Gregory Haerr组织的一个开放源码项目,是嵌入式系统中广泛应用的一种图形用户接口(GUI),该项目的目标是在嵌入式Linux平台上提供与普通个人电脑类似的图形用户界面。作为X_Windows的替代品,Microwindows提供了和X_Windows类似的功能,但是却占用很少的内存,根据用户的配置,Microwindows占用的内存资源只有100KB~600KB左右。Microwindows的核心是基于显示设备接口的,可移植性较强,其本身提供了多种嵌入式系统常见的显示设备驱动程序。目前新版本的Microwindows已经内建了FrameBuffer,因此可以不局限于Linux的开发平台,在eCos、FreeBSD、MINIX等操作系统上都可以运行。在基于Linux的开发平台上,可以使用FrameBuffer机制直接读写显存,也可以调用SVGALib库。在基于Linux的FrameBuffer机制中,Microwindows支持每像素1位、2位、4位、8位、16位、32位的色彩/灰度,并通过调色板技术将RGB格式的颜色空间转换为目标机上的颜色进行显示。Microwindows系统可以图形方式支持在主机平台上的仿真目标平台开发,因此Microwindows应用程序就可以直接在台式机上进行编写和开发,通过交叉编译就可在目标平台上运行。
本文论述了在基于S3C44B0X的嵌入式开发平台上,移植了CLinux操作系统,并通过修改内核、编写FrameBuffer帧缓冲设备驱动程序,使CLinux内核能够支持帧缓冲设备,在此基础上移植Microwindows的方法与过程。
MicroWindows的体系结构
针对嵌入式系统的特性,Microwindows采用了层次化结构,每一层完成特定的功能,如图1所示。

图1 Microwindows体系结构
设备驱动层
设备驱动程序的接口函数定义在device.h中,其中包括了屏幕驱动程序、鼠标驱动程序和键盘驱动程序。图形引擎层提供的与设备无关的图形引擎例程通过调用设备驱动程序跟硬件设备交互,这就保证了当平台硬件设备发生变化的时候,只需要改写相应的驱动程序即可,无需修改上层代码。Microwindows 提供基于Linux2.2.X内核的帧缓冲设备驱动程序,通过/dev/fb0 设备文件,利用mmap()系统调用将显示缓存映射至系统内存中。
图形引擎层
Microwindows系统中的核心函数是在图形引擎层通过调用下层硬件设备驱动程序来实现的。这些函数对屏幕、鼠标、键盘等驱动程序进行了封装,为API提供了服务,用户调用最上层提供的编程接口,而不需要直接调用引擎层的例程。在Microwindows的源代码中

(2) 每像素位数SCREEN_PIXTYPE= MWPF_TRUECOLOR332 对于S3C44B0X,在彩色模式下,1个字节8位(3位红色、3位绿色、2位蓝色)的图像数据对应一个像素点,即像素点字节在存储器中保存的格式为332位。因此在设定Microwindows的每像素位数时将其格式设置为332,根据头文件的定义设定为MWPF_TRUE COLOR332。
(3) 帧缓冲设备由于是在嵌入式开发平台上运行,有别于在PC机上,此时Microwindows应该是基于帧缓冲驱动,即需要调用/dev/fb0设备,因此参数的配置应该为:

还有其他某些相关的配置参数,应根据实际情况进行配置。至此,完成了对Microwindows的配置工作,下面需要根据CLinux的特性,对Microwindows的源代码进行相应修改。具体需要修改的地方包括三个方面:
在打开帧缓冲设备时,需要调用void *mmap(void *start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offsize)函数,将屏幕缓冲区映射到用户地址空间。在基于PC机开发时,由于在Linux系统下,参数flags默认为MAP_SHARED,即对映射区域的写入数据会复制回文件内,而且允许其他映射该文件的进程共享。由于CLinux是没有MMU(内存管理单元)的,因此参数flags应为MAP_FIXED ,即如果参数start所指的地址无法成功建立映射时,则放弃映射,不对地址做修正。因此,应该修改文件/SRC/drivers/scr_fb.c,将mmap()函数中的flags参数改为MAP_FIXED。
如果此时直接编译经过配置和修改源代码的Microwindows,会提示出现“undefined reference to ‘_ _CTOR_LIST’”和“undefined reference to ‘_ _DTOR_LIST’”的错误。这是由于原来在libgcc中是有_ _CTOR_LIST和_ _DTOR_LIST参数定义的,但在CLinux的交叉编译链中,该符号被删掉。在elf2flt的link script中提供了这两个符号的定义,使用C