基于ulTRON操作系統(tǒng)的嵌入式GUI設(shè)計

1 與操作系統(tǒng)內(nèi)核的接口
ASIX Window的整體架構(gòu)是基于消息分發(fā)，消息循環(huán)以及消息處理之上的。整個ASIX OS平臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1中，最底層的是系統(tǒng)的消息源，包括中斷(鍵盤、觸摸屏等)和定時器，一般將它們統(tǒng)稱為中斷源。中斷發(fā)生后，進(jìn)入中斷處理程序，該中斷處理程序維護(hù)其對應(yīng)的緩沖區(qū)后(如果它需要緩沖區(qū))，設(shè)置事件發(fā)生(通過調(diào)用內(nèi)核的事件標(biāo)志系統(tǒng)調(diào)用)。因為系統(tǒng)任務(wù)是阻塞在這個事件標(biāo)志上的，而且系統(tǒng)任務(wù)的優(yōu)先級最高，系統(tǒng)任務(wù)將被內(nèi)核調(diào)度運行，系統(tǒng)任務(wù)根據(jù)所發(fā)生事件的類型，來進(jìn)行相應(yīng)的處理。比如說，如果是筆中斷事件，中斷處理程序?qū)⒐P的坐標(biāo)信息存放在相應(yīng)的緩沖區(qū)中，并設(shè)置相應(yīng)的事件標(biāo)志，系統(tǒng)任務(wù)將筆坐標(biāo)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)活動區(qū)域(Active Area)的消息，并由系統(tǒng)任務(wù)將這個消息發(fā)送到當(dāng)前需要該中斷事件的任務(wù)中。LCD顯示，鍵盤和筆中斷一定是由前臺任務(wù)(擁有屏幕的任務(wù))接管的，其他外圍設(shè)備所對應(yīng)的中斷源則由占用該資源的任務(wù)接管。

每個任務(wù)都有一個自己的信箱(Mail B0x)，在每個信箱上都維護(hù)著一條消息隊列，所有發(fā)往該任務(wù)的消息都連接在這個隊列中。任務(wù)代碼應(yīng)該通過消息循環(huán)不斷地從該隊列中取消息并處理，如果消息隊列為空，則該任務(wù)阻塞，由ASIX OS內(nèi)核選擇下一個就緒的高優(yōu)先級任務(wù)運行。

系統(tǒng)任務(wù)是內(nèi)核的擴展，提供系統(tǒng)基本的服務(wù)功能和接口。它接管系統(tǒng)所有的中斷資源并將相應(yīng)的中斷事件翻譯成為相應(yīng)的系統(tǒng)消息，并將該消息分發(fā)到對應(yīng)的應(yīng)用程序任務(wù)；系統(tǒng)任務(wù)同時維護(hù)系統(tǒng)中所有任務(wù)的信息，負(fù)責(zé)確定前臺任務(wù)(擁有顯示屏幕和用戶輸入焦點的任務(wù)，前臺任務(wù)不一定是CPU正在運行的任務(wù))以及前臺任務(wù)的切換。系統(tǒng)任務(wù)阻塞在底層中斷的事件標(biāo)志上，系統(tǒng)任務(wù)擁有最高的優(yōu)先級。

在系統(tǒng)任務(wù)之上是服務(wù)任務(wù)。服務(wù)任務(wù)負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)的其他擴展服務(wù)。服務(wù)任務(wù)沒有屏幕顯示(類似于Linux中的守護(hù)進(jìn)程)，服務(wù)任務(wù)阻塞在自己的消息隊列
上。服務(wù)任務(wù)擁有第二高的優(yōu)先級。

應(yīng)用程序任務(wù)是用戶使用的各個應(yīng)用。應(yīng)用任務(wù)阻塞在自己的消息隊列上，所有的應(yīng)用程序一般都應(yīng)該擁有屏幕顯示，所有的應(yīng)用程序在同一優(yōu)先級上。

2 窗口管理
ASlX Windows是基于消息驅(qū)動的圖形用戶接口。從ASIXWindows的角度來看，應(yīng)用程序是由一組窗口和控件組成的，程序的功能是通過窗口的操作來實現(xiàn)的?？丶窃贏SIX Windows中定制的具有特定功能的獨立模塊，例如：按鈕、菜單、下拉框、軟鍵盤等。在ASIX Windows中，每一個控件在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上都被描述為一個窗口(也就是說，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，窗口和控件是一樣的)，不同的是，控件是作為某個窗口的子窗口。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上將窗口與控件統(tǒng)一，使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡單，對窗口的操作與對控件的操作可以統(tǒng)一到一起，這使得系統(tǒng)的編程接口可以統(tǒng)一到窗口的操作函數(shù)上。在ASIX Windows中所有的窗口操作，不管是窗口或是控件，都使用這些統(tǒng)一的函數(shù)。系統(tǒng)通過下面這個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來對所有的控件進(jìn)行管理。

typedef struct asix_window
{ struct asix window *prey}／／指向前一個兄弟窗口
struct asix_window *next；／／指向后一個兄弟窗口
struct asix_window *child；／／指向子窗口鏈表
／*本窗口的相關(guān)ID*／
WNDCLASS *wndclass；／／指向本窗口的窗口類
U32 task_id； ／／本窗口所屬任務(wù)的任務(wù)號
U32 wnd_id； ／／本窗口ID號
U32 parent_id； ／／本窗口的父窗口 ID號
／*本窗口的位置、狀態(tài)、風(fēng)格以及窗口標(biāo)題等*／
U32 status； ／／本窗口狀態(tài)
U16 x； ／／本窗口左上角x坐標(biāo)
U16 v； ／／本窗口左上角Y坐標(biāo)
U16 width； ／／本窗口的寬度
U16 hight； ／／本窗口的高度
char *caption} ／／本窗口標(biāo)題
U32 style； ／／本窗口風(fēng)格
／*指向本窗口私有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針*／
void *etrl_str; ／／指向本窗口的私有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
}ASIX_WINDOW;

實際上，不同的控件擁有不同的功能和結(jié)構(gòu)，所以它們的操作是不同的。為了擁有統(tǒng)一的操作函數(shù)接口，為每一個不同的窗口或控件定義了相應(yīng)的窗口類，窗口類實際上是每種控件的模版，這個模版定義了與該控件相關(guān)的內(nèi)容。當(dāng)應(yīng)用程序員調(diào)用CreatWindow函數(shù)創(chuàng)建某類控件時，CreatWindow查找該類控件的窗口類，并根據(jù)窗口類中的定義，調(diào)用與該控件相關(guān)的創(chuàng)建函數(shù)，進(jìn)行實際的創(chuàng)建工作。然后CreatWindow填寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，描述該控件類的實例，并將其鏈接到系統(tǒng)窗口鏈表中去，以便后續(xù)的管理。利用窗口類描述不同控件設(shè)計的同時，可以將不同控件的開發(fā)獨立于系統(tǒng)構(gòu)架的實現(xiàn)，使得控件的開發(fā)可以獨立進(jìn)行。使用獨立窗口類來描述每個控件的另一個好處是可以非常方便的對ASIX Window進(jìn)行裁減。下面給出窗口類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。

typedef struct window_class
{ U8 wndclass_id； ／／窗口類的ID號
／／CreateWindow()調(diào)用本函數(shù)執(zhí)行控件的具體創(chuàng)建
STATUS (。create)(char‘caption，U32 style，U16 x，
U16 Y，U16 width，U16 hight，U32 wndid，U32 menH，void*
*etrl_str，void*exdata)；
／／DestroyWindow()調(diào)用本函數(shù)執(zhí)行控件的具體刪除
STATUS (*destroy)(void*ctrl_str)；
／／DefWindowProc()調(diào)用本函數(shù)進(jìn)行消息處理
STATUS (。msg_proe)(U32 win_id，U16 asix_msg