minigui 4.0 源代码分析（二）

作者: RonZheng2010 | 来源:发表于2020-11-22 20:10 被阅读0次

1. Video Device与Video Surface

1.1 GAL_VideoDevice

GAL_VideoDevice定义Video Device，它是GAL（Graphics Abstract Layer）层设备的抽象。

成员name是设备名。
成员screen是设备的Surface，视频数据渲染在Surface的表面。这是一个GAL_Surface结构。
成员hidden是设备的平台特有的数据。这是一个GAL_PrivaeVideoData结构。
成员info是与一般的视频设备属性，如capability等。这是一个GAL_VideoInfo结构。
成员函数VideoInit()初始化Video Device。
成员函数SetVideoMode()设置视频模式。它还创建GAL_Surface实例，并连接到设备的数据缓存上。

全局变量__mg_current_video保存全局唯一的的GAL_VideoDevice实例。

GAL_VideoDevice *__mg_current_video = NULL;

1.2 VideoBootStrap

VideoBootStrap负责创建GAL_VideoDevice实例。

成员name是设备名。
成员desc是设备描述信息
成员函数available()检查是否支持指定的Video Device。
成员函数create()创建指定平台类型的设备，也就是GAL_VideoDevice实例。

不同平台提供了自己的VideoBootStrap实例。全局数组 bootstrap[]中保存了这些实例。这里使用基于开源软件gvfb的模拟环境，使用的实例是PCXVFB_bootstrap。

  VideoBootStrap *bootstrap[] = {
    &DUMMY_bootstrap,
    &PCXVFB_bootstrap,
    &X11_bootstrap,
    ...
  };

  VideoBootStrap PCXVFB_bootstrap = {                                                                  
    "pc_xvfb", 
    "PCX Virtual FrameBuffer",                                                            
    PCXVFB_Available, 
    PCXVFB_CreateDevice                                                            
  };

1.3 GAL_Surface

GAL_Surface是GAL_VideoDevice的绘制表面。

成员flags是Surface的标志，其中部分bit指定Surface的类型。类型是如下值。

#define GAL_SWSURFACE  0  /* Surface is in system memory */
#define GAL_HWSURFACE  1  /* Surface is in video memory */

成员pixels指向数据缓存。对于硬件Video Device，就是显存。
成员format是数据格式，这是个GAL_PixelFormat结构。
成员w、h分别是Surface的宽、高，pitch是字节对齐后的宽度。
成员clip_rect是剪裁区域。

1.4 PCXVFB

PCXVFB_bootstrap创建基于开源软件gvfb的GAL_VideoDevice实例。

minigui进程在子进程中启动gvfb进程。
在minigui的进程和gvfb的进程之间创建基于unix socket的通信通道。
gvfb进程创建一块共享内存，并且把共享内存的ID，通过unix socket传给minigui进程。这样建立起minigui与gvfb之间的连接。

共享内存的布局如下：

共享内存包括包括两部分，一是映射的数据显存，二是显存宽、高、颜色深度等信息的数据头。数据头hdr在前，显存video data紧随其后。

gvfb进程更新数据头，告知显存信息。
minigui向显存中写入数据，让gvfb显示它。

XVFBHeader定义数据头。

成员width、height/pitch、depth是显存的位置、大小、颜色深度信息。
成员fb_offset是显存在共享内存中的偏移。

GAL_PrivateVideoData的成员shmrgn指向共享内存起始地址。因为数据头在内存头部，所以成员hdr与shmrgn指向同一地址。

除了视频相关的功能，gvfb还负责捕捉输入事件，通过Unix socket通道，将输入消息传给minigui进程。这部分在“用户输入系统INPUT”中说明。

1.5 PCXVFB_CreateDevice()

PCXVFB_CreateDevice()基于gvfb创建GAL_VideoDevice实例。

调用malloc()，创建GAL_VideoDevice实例。
调用malloc()，创建实例的成员hidden，也就是GAL_PrivateVideoData。
设置GAL_VideoDevice的成员函数，如VideoInit()、SetVideoMode()等。
- 对于PCXVFB，对应的成员函数是PCXVFB_VideInit()、PCXVFB_SetVideoMode()。

1.6 PCXVFB_VideoInit()

PCXVFB_VideoInit()初始化GAL_VideoDevice实例。

调用GetMgEtcValue()，从配置文件中依次读取
- gvfb的可执行文件路径 /use/local/bin/gvfb
- 窗口名 XVFB-for-MiniGUI-3.0-(Gtk-Version)
- 希望的显存模式 360x480-32bpp。调用函数GAL_ParseVideoMode()将这个字符串分解成宽360、高480、颜色深度32。
调用socket()，创建一个UNIX socket，保存在全局变量__mg_pcxvfb_server_sockfd中。
```
int __mg_pcxvfb_server_sockfd;
```
调用bind()，将socket绑定在地址/tmp/pcxvfb_socketXXX，XXX为进程ID号。
调用listen()将socket置于监听状态。
调用shm_init_lock()，创建和初始化以进程ID为key的semaphore。其中，semget()创建semaphore，semctl()将semaphore的值设置为1。
调用fork()启动gvfb子进程。

在gvfb子进程中，

调用execl_pcxvfb()运行gvfb。其中，
- 调用GetMgEtcValue()，与minigui进程一样，调用GetMgEtcValue()，从配置文件中依次读取gvfb的可执行文件路径、窗口名、运行模式。
- 用这些配置参数，调用execlp()运行gvfb。
- gvfb进程应该创建共享内存，映射到显存，并通过unix socket连接minigui进程。

在minigui进程中，

调用my_select()在UNIX socket上等待gvfb子进程连接。成功返回后，调用accept()接收连接，得到新的数据socket，保存在全局变量__mg_pcxvfb_client_sockfd中。
```
int __mg_pcxvfb_client_sockfd;
```
调用my_select()，在数据socket __mg_pcxvfb_client_sockfd上等待。成功返回后，调用read()读取gvfb进程写入的共享内存id。
调用shmat()，得到共享内存的地址。将这个地址保存在GAL_PrivateVideoData的成员shmrgn中。同时让成员hdr也指向它。

1.7 PCXVFB_SetVideoMode()

PCXVFB_SetVideoMode()设置GAL_VideoDevice的模式。更重要的是，它还设置显存地址。

将Video Device的类型设置为GAL_HWSURFACE，表示这是一个硬件显存
将成员pixels设置为显存在共享内存中的偏移位置。如前所说，这是gvfb暴露给minigui进程的显存地址。

// pcxvfb.c
GAL_Surface *PCXVFB_SetVideoMode (_THIS, GAL_Surface *current,
        int width, int height, int bpp, Uint32 flags)
{
    current->flags  = GAL_HWSURFACE | GAL_FULLSCREEN;
    current->w      = this->hidden->hdr->width;
    current->h      = this->hidden->hdr->height;
    current->pitch  = this->hidden->hdr->pitch;
    current->pixels = this->hidden->shmrgn + this->hidden->hdr->fb_offset;
    current->format->MSBLeft = this->hidden->hdr->MSBLeft;
    ...
}

1.8 GAL_VideoInit()

GAL_VideoInit()创建GAL_VideoDevice设备并初始化。

调用GAL_GetVideo()得到创建设备。其中，
- 遍历全局数组bootstrap[]，找到指定名字的VideoBootStrap实例。
- 调用VideoBootStrap的成员函数available()，检查其是否可用。这里调用的是PCXVFB_Available()。
- 如果可用，调用VideoBootStrap的成员函数create()创建实例。这里调用的是PCXVFB_CreateDevice()。
- 最后设置实例的属性，如名字等。这里名字是”pc_xvfb”。
将设备实例保存在全局变量__mg_current_video中。
调用GAL_VideoDevice的成员函数VideoInit()，初始化设备。这里调用的是PCXVFB_VideoInit()。
调用GAL_CreateRGBSurface()创建Surface，设置为GAL_VideoDevice的成员screen。

1.9 GAL_CreateRGBSurface()

GAL_CreateRGBSurface() 创建Surface。

调用malloc()，创建GAL_Surface实例。
调用GAL_AllocFormat()，创建GAL_PixelFormat结构。GAL_Surface实例的成员format设置成这个值。
调用GAL_CalculatePitch()，计算surface每行的对齐宽度。
调用GAL_SetClipRect()，将surface的剪裁区域置空。
让GAL_Surface的成员pixels暂时指向本地静态内存。

1.10 GAL_GetVideoMode()

GAL_GetVideoMode()得到合适的模式，包括宽、高、颜色深度。

调用GAL_VideoModeOK()检查希望的模式是否支持，得到实际支持的颜色深度。如果不支持，返回失败。如果支持，颜色深度与指定的颜色深度相同，则返回成功。
- GAL_VideoModeOK()首先检查模式，包括宽、高、颜色深度，找到最近的颜色深度。如果不支持这个模式，则返回false；如果支持，则对比全局数组GAL_closest_depths[4][8]中预定义的模式，选择最接近的颜色深度。
如果深度不同，则遍历GAL_closest_depths[4][8]，得到接近的深度。
调用GAL_ListModes()得到支持的长宽模式。
根据指定的GAL_PixelFormat，调用GAL_VideoDevice的成员函数ListModes()，这里是PCXVFB_ListModes()。但PCXVFB_ListModes()什么都没做。

1.11 GAL_SetVideoMode()

GAL_SetVideoMode()设置模式，并连接设备的显存。

调用GAL_GetVideoMode()，得到支持的模式。
调用GAL_VideoDevice的成员函数SetVideoMode()，设置模式并连接设备显存。这里调用PCXVFB_SetVideoMode()。

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