嵌入式Linux环境下MiniGUI的研究与移植

　前言
　近年来随着嵌入式设备与市场需求的广泛结合，手机、PDA、DVD播放机等产品的应用对可视化操作界面的简洁和方便提出了更高的要求，这都需要一个稳定可靠的高性能GUI系统来提供支持。图形用户界面(Graphic User Interface，简称GUI)的广泛流行是当今计算机技术的重要成就之一，它极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口、菜单方便地进行操作。由于嵌入式系统实时性要求高，同时嵌入式系统硬件配置又有限，所以对轻型GUI的需求更加突出。另外，嵌入式系统往往是一种订制设备，它们对GUI的需求也各不相同，因此GUI也必须是可订制的。综上所述，嵌入式系统对GUI的基本要求应包括轻型、占用资源少、高性能、高可靠性以及可配置。MiniGUI是目前比较常用的几种GUI系统之一，与其他的GUI相比，MiniGUI最显著的特点就是轻型、占用资源少，而且在这几年的发展里，MiniGUI已经非常成熟和稳定了，在许多产品和项目中都已得到了实际应用。

　　1 MiniGUI的特点和体系结构

　　1. 1 MiniGUI的特点

　　MiniGUI是由原清华大学教师魏永明主持开发的轻量级图形系统，是一种面向嵌入式或实时系统的图形用户界面支持系统。它遵循GPL公约，是基于SVGALib及LinuxThread库的多窗口GUI支持系统。能跨多种操作系统，主要运行于linux及一切具有POSIX线程支持的POSIX兼容系统，包括普通嵌入式Linux、eCos、uC/OS-II、VxWorks等系统，是国内最早的自由软件之一。

　　MiniGUI的主要特点有：

　　(1) 遵循GPL条款的纯自由软件;

　　(2) 提供了完备的多窗口机制;

　　(3) 多字符集和多字体支持，目前支持ISO8859-1、GB2312及Big5等字符集，并且支持各种光栅字体和TrueType、Type1等矢量字体;

　　(4) 全拼和五笔等汉字输入法支持;

　　(5) BMP、GIF、JPEG及PCX等常见图像文件的支持;

　　(6) Windows的资源文件支持，如位图、图标、光标、插入符、定时器及加速键等;

　　(7) 可移植性好。

　　1.2 MiniGUI的体系结构

　　1.2.1多线程的分层设计

　　从整体结构上看，MiniGUI是分层设计的，结构如图1所示。在最底层，GAL(图形抽象层)和IAL(输入抽象层)及鼠标和键盘的驱动;中间层是MiniGUI的核心层，包括窗口系统必不可少的各个模块;最顶层是API，即编程接口。GAL和IAL为MiniGUI提供了底层的Linux控制台或者X Window上的图形接口以及输入接口，而Pthread用于提供内核级线程支持的C函数库。利用GAL和IAL，大大提高了MiniGUI的可移植性，并且使程序的开发和调试变得更加容易。可以在X Window上开发和调试自己的MiniGUI程序，通过重新编译就可以让MiniGUI应用程序运行在特殊的嵌入式硬件平台上。

　　MiniGUI本身运行在多线程模式下，它的许多模块都以单独的线程运行，同时，MiniGUI还利用线程来支持多窗口。从本质上讲，每个线程有一个消息队列，消息队列是实现线程数据交换和同步的关键数据结构。一个线程向消息队列中发送消息，而另一个线程从这个消息队列中获取消息，同一个线程中创建的窗口可共享同一个消息队列。一个线程向消息队列中发送消息，而另一个线程从这个消息队列中获取消息，同一个线程中创建的窗口可共享同一个消息队列。利用消息队列和多线程之间的同步机制，可以实现下面要讲到的微客户/服务器机制。