DirectFB移植
1 前言
數年前，曾經開發過一個嵌入式的產品，如今市場依然存在，但由於電子產品的升級換代很快，許多元器件都採購不到了，爲了延續產品的生命週期，計劃在linux平臺上開發新的版本。而在linux上的GUI上成了大問題，最開始有用Minigui的打算，也同飛漫公司聯繫過，但費用我這裏無法承受。(Minigui作爲國產優秀的嵌入式GUI，如果不是費用的問題，應該是最優的選擇。) QT我也看了下，也是收費的，沒有仔細研究。最開始我打算用MicroWindow的，但後來發現這個東西好久沒有更新了，bug一大堆。最後的目光停留在GTK上，最開始無從下手，不知道到底適合不適合做嵌入式GUI，最後不知道在哪裏看到一個介紹說諾基亞有產品是用GTK的，覺得既然別人能做得，我也能做得。最開始做這個，相關資料太少，一點底都沒有，但經過兩個月(長了點)的努力，終於解決了所有問題，才一顆石頭落地。個人認爲，在本文的幫助下，如果你擁有初中級的嵌入式linux的知識，也許一天就能解決問題，最長也不會超過一個星期。
2 準備工作
硬件環境：linux主機一臺，如果你喜歡用windows，可以在windows主機上用vmware虛擬一個linux系統。嵌入式開發套件，包括嵌入式開發板、帶觸屏的液晶屏及相關連接電纜。
軟件環境：x86 linux發行版，配置好framebuffer，並安裝好ftp server、telnet server、tftp server、nfs server、gcc及相關軟件、交叉編譯器、開發套件的kernel 2.6的源碼包。
本人用的是Ubuntu 7.10的發行版，嵌入式開發版採用三星的2440系列cpu，如何搭建開發環境不在本文討論範圍之類，請參考其他文檔。交叉編譯器用的是自己編譯的3.4.1，最開始採用的是開發套件帶的3.4.1，爲什麼要用自己編譯的而不用開發套件自帶的呢? 這裏說本文第一個祕笈：由於GTK採用的矢量字體裏一些算法使用了浮點運算，而24xx系列的cpu硬浮點不支持(我沒有相關知識，這是我的一個同事說得，是不是他本來意思，我都不敢確定，如果你的cpu不是這個系列的,請查看相關資料)，只要在交叉編譯器里加上軟浮點運算支持，就應該沒有問題了，所以在開始之前，先檢查交叉編譯器裏有沒有--with-float=soft這個選項。在我使用開發版自帶的編譯完成編譯後，運行gtk的程序，總是有這個提示” shape engine failure, expect ugly output. the offending font is”，而屏幕上所有字符都顯示不出來，button由於字符無法顯示，被壓縮成一條線，這個問題困擾我好幾天，我開始以爲是字庫設置的問題，後來求助同事，他聽了我的描述後，猜測可能是浮點運算的問題，讓我用我們自己編譯的交叉編譯器重新編譯一下，看看能不能解決問題，結果真的解決了。
3 源碼包的選擇
選用GTK做嵌入式GUI是個痛苦的選擇，如果選用商業GUI如MiniGui，別人都給你整好了，你拿過來用就可以了，或者用Wince，還是與windows兼容的。而選用GTK做GUI，不同組織(個人)編寫的15個軟件包，各個軟件包又有不同的版本，而網上又沒有權威的指南，如何選擇合適的版本以及如何整合確實是個非常複雜的問題。
我是先從在x86上搭建GTK環境開始的，首先我選用最新版本，然後，看到介紹說，GTK在framebuffer上運行有兩種模式: DirectFB 和linux-fb，而linux-fb的項目好像已經停止，主要方向是DirectFB，後來查的有個DirectFB + GTK的英文文檔，基本都選用最新的版本，而且很多包都可以使用系統自帶的，編譯必須的源碼就可以了，最開始怎麼也編譯不成功，我快絕望的時候，發現釋放出一個最新的GTK源碼版本（大概是08年7月4日），我第一時間下載下來，很快就編譯出來了，並且在framebuffer模式下gtk-demo以及一些test運行一點問題都沒有。
熟悉了編譯過程後，我先嚐試用交叉編譯這個最新版本，編譯第一個包glib-2.16.4就失敗了。我在網上閱讀了很多關於交叉編譯DirectFB+GTK的的資料，有個用shell腳本寫的好像不錯，但是看不懂呀，雖然我接觸unix都十多年了，還曾經在unix下做個一比較大型的項目，但後來，linux都是個人興趣，看了一些，玩了一些，沒做過東西，shell編程看過，好多東西一直半解，他那篇文檔看的我都傻了，這人真牛。但源碼包的選擇是可以借鑑的。
我的選擇:
1) tslib-1.0.tar.bz2
觸摸屏本來我是最後弄的，但如果你需要觸屏支持，最好在一開始就搞定他。這個其實是tslib.14，爲啥成了1.0的了，我也不知道，如何編譯不是很難，難在怎麼配置，相關文檔請閱讀本人的另外一篇文檔《arm-linux之tslib》，當然哪片文檔可能並不能幫你搞定，你需要動用你的聰明才智，你也許需要閱讀kernel裏觸屏驅動的源碼。我的開發套件觸屏控制器是用的cpu本身的AD轉換器，kernel裏的驅動是兼容H3600的，所以我在ts.conf文件裏module_raw模塊設置爲h3600。如果你用的三星的24XX系列的cpu，也許使用的方式跟我相同，使用同樣的配置也許可以，如果不行，可能要閱讀觸屏驅動的源碼及tslib的module_raw的源碼，找到匹配的模塊就行了。
《arm-linux之tslib》的位置http://www.directfb.com.cn/viewthread.php?tid=388&extra=page%3D12) freetype-2.3.5.tar.bz2
3) glib-2.12.13.tar.bz2
4) libpng-1.2.19.tar.bz2
這個模塊本來我是不需要的，我在編譯GTK的時候想disable這個模塊，configure無法完成。
5) zlib-1.2.3.tar.bz2
6) jpegsrc.v6b.tar.gz
這個模塊是我必須的，但編譯GTK的時候，configure說找不到這個模塊的jpeglib.h，我也研究了好久，
7) tiff-3.7.4.tar.gz
這個模塊我不需要，但編譯了，最終，我不會採用這個模塊。
8) DirectFB-1.1.1.tar.gz
最開始我採用的是1.1.0，基本正常，最後弄觸屏的時候，運行程序DirectFB怎麼也加載不成功nputdrivers裏的模塊libdirectfb_tslib.so，閱讀了相關代碼後，發現這個版本的DFB的這個模塊加載後，不讀取tslib的相關環境變量，直接加載/dev/input/tslibn些設備，而我的開發板起來後，根本沒有這些設備，1.1.0之後的版本，相關代碼做過修正，我也嘗試了最新版本的DFB 1.2.1，但這個版本的DF B跟好核後面選用的GTK的版本配合有點問題，無法編譯後面的GTK，我閱讀DFB 1.1.1的相關代碼，發現已經修正，選用了這個版本，運行GTK程序，DFB開始加載tslib的相關模塊，但只加載成功tslib的module_raw的模塊，後面的模塊加載失敗。什麼原因這裏不做解釋，後面再說。
9) atk-1.19.3.tar.bz2
10) expat-2.0.1.tar.gz
11) libxml2-2.6.29.tar.gz
12) fontconfig-2.4.2.tar.gz
13) pango-1.16.4.tar.bz2
14) cairo-1.4.10.tar.gz
15) gtk+-2.10.14.tar.bz2
這個模塊最後編譯，編譯完成意味着我們成功完成了編譯工作，我configure這個模塊的時候碰到了兩個問題：第一找不到pango，最後看到好多，才知道在configure前需要設置這個環境變量export LDFLAGS="-L$PREFIX/lib -Wl,-rpath,$PREFIX/lib" 這個啥意思，我不知道，爲什麼這樣設我也不知道。第二找不到jpeglib.h，我分析了log，發現是在測試g++編譯的時候，找不到jpeglib.h，而測試gcc編譯是沒有問題的，我在configure前設置了這個export CPPFLAGS="-I$PREFIX/include"環境變量，告訴g++編譯器到哪裏找jpeglib.h。
4 交叉編譯
在宿主系統上交叉編譯後的所有包的安裝目錄爲/usr/gtkdfb，當然，你可以使用其他的目錄，但絕不能跟主機環境相沖突，將交叉編譯後東西安裝到宿主系統的默認位置，可能會導致你的宿主系統某些不可預知的後果。下面開始編譯
1) Tslib
export PREFIX=/usr/gtkdfb
echo "ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes" >arm-linux.cache
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX -
-cache-file=arm-linux.cache --enable-inputapi=no
make
make install
編譯前只需要指定PREFIX一個環境變量，這個模塊編譯下面的編譯基本都需要以下三個
export LDFLAGS=-L$PREFIX/lib
export CFLAGS="-g -I$PREFIX/include"
export PKG_CONFIG_PATH=$PREFIX/lib/pkgconfig
2) glib
echo ac_cv_type_long_long=yes>arm-linux.cache
echo glib_cv_stack_grows=no>>arm-linux.cache
echo glib_cv_uscore=no>>arm-linux.cache
echo ac_cv_func_posix_getpwuid_r=yes>>arm-linux.cache
CC=arm-linux-gcc ./configure --host=arm-linux --build=i686-pc-linux --prefix=$PREFIX --cache-file=arm-linux.cache
make
make install
3) atk
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX
make
make install
4) jpeg-6b
./configure --prefix=$PREFIX --enable-shared --enable-static
修改生成的Makefile文件:
# The name of your C compiler:
CC= gcc 該成 CC=arm-linux-gcc (根據你自己交叉編譯器的位置修改)
# library (.a) file creation command
AR= ar rc 該成 AR= arm-linux-ar rc (同上)
# second step in .a creation (use "touch" if not needed)
AR2= ranlib 該成 AR2=arm-linux-ranlib (同上)
mkdir $PREFIX/man
mkdir $PREFIX/man/man1
make
make install-lib
5) zlib
CC=arm-linux-gcc ./configure --prefix=$PREFIX --shared
make
make install
6) libpng
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX
make
make install
7) expat
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX
make
make install
8) freetype
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX
make
make install
9) libxml
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX
make
make install
10) fontconfig
export LIBXML2_CFLAGS=-I$PREFIX/include/libxml2
export LIBXML2_LIBS="-L$PREFIX/lib -lxml2"
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --with-freetype-config=$PREFIX/bin/freetype-config --with-arch=arm
make
make install
11) tiff
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --enable-shared
make
make install
12) DirectFB
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --with-gfxdrivers=none --with-inputdrivers=all --enable-png --enable-jpeg --disable-tiff --enable-zlib --enable-sdl=no --enable-gif=no --disable-x11
make
make install
13) cairo
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --without-x --disable-xlib --disable-xlib-xrender --enable-directfb --enable-freetype --disable-win32 --enable-pdf --enable-ps --disable-svg --enable-png
make
make install
不知道爲什麼，gtk非要有pdf和ps的支持，沒有就無法完成configure，沒辦法，我只好在這裏就打開，其實也不能真正支持，因爲pdf等東西根本沒有加進來。不知道後來的gtk版本有無改進。
14) Pango
修改configure文件，將下面一些參數改成true
have_cairo=true
have_cairo_png=true
have_cairo_ps=true
have_cairo_pdf=true
have_cairo_freetype=true
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --enable-cairo --without-x
make
make install
15) gtk
export LDFLAGS="-L$PREFIX/lib -Wl,-rpath,$PREFIX/lib"
export CPPFLAGS="-I$PREFIX/include"
./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --with-gdktarget=directfb --without-x --without-libtiff
make
make install
5 開發板運行環境
開發板的內核是2.6的，一切驅動都已完畢，文件系統採用nfs加載，在宿主系統上位於/arm/root/root_nfs上，我是編譯好後，才弄板子的，但最好，在編譯之前，最好先熟悉熟悉開發板，我弄好好幾天才使開發板運行起來，因爲2.6的kernel使用的uboot裏某些東西跟2.4 kernel使用的uboot不同。我以前根本沒有弄過，困擾了好幾天。
在宿主系統上，將/usr/gtkdfb目錄複製到/arm/root/root_nfs/usr目錄下，開發板運行起來後，編譯好的東西都會在/usr/gktdfb目錄下。
1) Pangorc
mkdir /arm/root/root_nfs/usr/gtkdfb/etc/pango
創建文件 /arm/root/root_nfs/usr/gtkdfb/etc/pango/pangorc文件內容如下
# pangorc file for uninstalled operation.
# We set the path as ../modules, such that it works from any of
# top level build subdirs.
#
[Pango]
ModuleFiles = /usr/gtkdfb/etc/pango/pango.modules
ModulesPath = /usr/gtkdfb/lib/pango/1.6.0/modules
上面在宿主系統上運行
下面的命令在開發板上運行
/usr/gtkdfb/bin/pango-querymodules > /usr/gtkdfb/etc/pango/pango.modules
2) gfxdrivers
下面的命令本行在開發板上運行，只是消除一個警告
mkdir /usr/gtkdfb/lib/directfb-1.1-0/gfxdrivers
3) gdk-pixbuf.loaders
下面的命令本行在開發板上運行
mkdir /usr/gtkdfb/etc/gtk-2.0
/usr/gtkdfb/bin/gdk-pixbuf-query-loaders > /usr/gtkdfb/etc/gtk-2.0/gdk-pixbuf.loaders
4) gtk.immodules
下面的命令本行在開發板上運行
/usr/gtkdfb/bin/gtk-query-immodules-2.0 > /usr/gtkdfb/etc/gtk-2.0/gtk.immodules
5) fonts.conf
在/usr/gtkdfb/etc/fonts目錄下有fonts.conf這麼個文件，在這個文件配置了一些字庫的信息，在宿主系統中打開文件/arm/root/root_nfs/usr/gtkdfb/etc/fonts/fonts.conf，修改<!-- Font directory list -->這行以下的東西，設置正確的字庫目錄。當然前提需要將字庫複製到/arm/root/root_nfs的合適目錄下。比如ubuntu的設置如下
<!-- Font directory list -->
<dir>/usr/share/fonts</dir>
<dir>/usr/X11R6/lib/X11/fonts</dir>
<dir>~/.fonts</dir>
最簡單的方法就是將ubuntu的這些目錄裏的內容複製到/arm/root/root_nfs相對目錄下，這樣，這個文件都可以不修改。但最後你肯定不能這樣做，因爲嵌入式是不需要這麼多字庫的，我們只要需要的，不需要的統統砍掉，瞭解一下這個文件也應該是必須的。
6) directfbrc
這個文件我還沒用過，我曾經相弄它，因爲當初碰到一個問題以爲是他的問題，但不是它的問題，所以到現在爲止，我還沒弄。論壇上VCVC0說，沒有這個文件，程序加載很慢，有了，就快很多，這裏給個鏈接，我就不詳述
http://www.directfb.com.cn/viewthread.php?tid=373
下面是帖子的內容。也現在也不臆想我的用法了
如何配置基於arm的directfbrc配置文件？
我在我的開發板裏跑了一下應用。如果/etc目錄下沒有directfbrc文件的話，程序需要很久才能顯示出來。
我簡單設置了一下directfbrc內容如下：
system=fbdev
fbdev=/dev/fb/0
wm=default
mode=640x480
depth=32
pixelformat=RGB32
程序的啓動速度就快了很多，不知道是什麼原因。
還有問題就是direct的wm能否管理gtk的窗口。或者有沒有基於嵌入式開發的窗口管理器可以使用的。
6 最後的祕笈
現在你在板子上運行GTK源碼包裏的test，應該是沒有問題，如果有問題，就要回頭苦修了。最後的一個問題來了，usb鼠標可以控制屏幕上的鼠標指針，觸屏不反應，明明我的tslib測試程序運行一定問題也沒有，DFB編譯也正確失敗了tslib這個庫，怎麼回事呢? 這就是最後的祕笈，我只所以敢將本文檔稱爲至尊祕笈，也就因爲這個祕笈，我認爲，解決這個問題需要相當的技術水平。
首先，要說明這個問題都是複雜的。先說DFB的初始化，DFB加載先讀directfbrc，讀取一些設置，然後加載輔助模塊，模塊的加載都是動態的，採用dlopen方式加載的。tslib加載一些模塊也是採用這種方式加載的。應用程序動態鏈接到DFB的庫，加載能加載的模塊，同時加載了libdirectfb_tslib.so，這個模塊動態鏈接到libts.so這個庫，動態加載libdirectfb_tslib.so同時做一些初始化tslib的工作，初始tslib又會動態加載tslib的一些模塊，這四個模塊pthres、variance、dejitter、linear會用到libts.so這個庫裏的一個函數tslib_parse_vars，由於libdirectfb_tslib.so是用dlopen加載的，加載tslib的上四個模塊時，根本就不知道到何處去找函數tslib_parse_vars，而tslib的測試程序已經動態鏈接了libts.so，加載tslib的上速模塊時能夠正確識別函數tslib_parse_vars。
原因知道了，解決問題就簡單了。鏈接應用程序時動態鏈接到庫libts.so就可以了，我修改gtk源碼tests目錄下的Makefile
LDFLAGS = -L/usr/gtkdfb/lib -lts -Wl,-rpath,/usr/gtkdfb/lib
重新編譯了這些測試程序，複製到開發板上，運行，一切都OK了
7 結語
回想起來，搭建一個嵌入式的DFB+GTK的GUI開發平臺真的很困難，且不說如此多不同組織和個人編寫的包，就是每個人的環境也是千差萬別的，能夠給你提供幫助的人幾乎沒有，碰到問題，你只能在浩瀚的網絡裏找尋解決的方法。解決任何一個問題也許都要耗費巨大的精力。如果你的項目資金允許，還是請支持一下國產的優秀GUI軟件――MiniGUI，你碰到的問題，應該都很得到迅速，圓滿的解決，無疑會加快你的項目開發進度。當然，DFB+GTK也是很好的選擇，在你自己解決問題的時候，你會學到很多的東西，還會帶給你帶來巨大的成就感。
最後，要感謝這些開源軟件包的寫作者們，是他們無私的奉獻，才讓我們能夠有機會學習這些優秀的代碼。還要感謝哪些在網上共享了自己經驗的先驅們，是他們的點點星火，給了我靈感，爲我指引瞭解決問題的方向。謹以本文獻給他們，再次感謝他們。同時，將本文獻給www.directfb.com.cn及壇主echo先生以及論壇的每一個現在的和將來的會員。我只不過在論壇上發表了兩篇很短小的陋文，echo先生竟邀請我當版主，使我倍感榮幸。
環境的搭建工作我基本完成了，項目的需要，我要做其他的事情了。如果你也在做類似的工作，碰到了一些問題，希望本文能給你幫助。如果你在其他地方看到本文（本人希望有網站轉載本文），請訪問www.direcfb.com.cn，也許你能的得到更多的信息。
免責聲明: 本人不保證本文檔完全正確，如果你看到有什麼不合適的地方，歡迎與本人交流。
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對於整個環境的建立，建議還是看這篇文章http://www.directfb.com.cn/viewthread.php?tid=383&extra=page%3D4 《嵌入式linux GUI--DirectFB + GTK至尊祕笈》 正如所說，建議先搞定tslib，qq2440開發版環境與祕籍中的環境看來是又點區別，編譯tslib過程如下 export PREFIX=/usr/local/directfb export LDFLAGS=-L$PREFIX/lib export CFLAGS="-O2 -Wall -W -DUSE_INPUT_API -I$PREFIX/include" export PKG_CONFIG_PATH=$PREFIX/lib/pkgconfig echo "ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes" >arm-linux.cache ./configure --host=arm-linux --prefix=$PREFIX --cache-file=arm-linux.cache --enable-debug make make install 注意-DUSE_INPUT_API這個宏，從源代碼可以看出它控制着是否使用/dev/input/event0 接下來按祕訣中所說應該不會有什麼問題了，不過一定要注意的意見事是關於PREFIX,可以看到我所用的是PREFIX=/usr/local/directfb,所以當編譯好之後應該將$PREFIX之下的所用文件再拷貝到開發板的/usr/local/directfb目錄下，尤其對於使用nfs系統的朋友，經常會造成主機路徑和開發板路徑不一樣的情況，這也是很多找不到system,找不到id，之類錯誤的根源 因爲觸摸屏屬於鼠標類設備，所以請將gdk_display_open（）中的DIDID_KEYBOARD改爲DIDID_MOUSE，注我用的是gtk+-2.12.12 剩下什麼問題就google吧！！ 下面是我開發板上的一些配置，僅供參考： 系統環境dfbenv.rc #!/bin/sh export PATH=/usr/local/directfb/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/local/directfb/lib:/usr/local/directfb/lib/directfb-1.3-0:/usr/local/directfb/lib/ts export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb/0 export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/event0 export TSLIB_CALIBFILE=/usr/local/directfb/etc/pointercal export TSLIB_CONFFILE=/usr/local/directfb/etc/ts.conf export TSLIB_PLUGINDIR=/usr/local/directfb/lib/ts ts.conf module_raw input module pthres pmin=1 module variance delta=30 module dejitter delta=100 module linear directfbrc: no-debug system=fbdev fbdev=/dev/fb/0 wm=default mode=240x320 depth=16 pixelformat=RGB16 在開發板上運行gtk-demo測試結果，開始顯示灰色背景，上面就一個水滴狀的鼠標指針，點一下屏幕後過會就變成常見的那種鼠標圖樣了，呵呵 不過再過會就會死掉，顯示 Caught signal 4 (at 0x4096e890, illegal opcode) ，還得繼續查啊 屏幕上除了鼠標其他什麼都沒有，看樣子還有不知道什麼地方有問題呢，對gtk,和directfb都不瞭解，這看來不好解決啊！ 發現：不設置directfbrc文件 就不會出現“過會就死機”現象
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