分类： LINUX
2008-04-24 22:25:17
3、GtkWindow
GTK+总是假定一个窗口里面包含了另一个窗口，它们就是嵌套关系。但对于我们经常会碰到的有软键盘的应用时，就不完全正确了。软键盘虽然是属于一个窗口的，但却会超出那个窗口。所以为了突破这个假定，需要对GtkWindow增加一些特性，将软键盘处理成一种特殊的子窗口。
软键盘所在的窗口，需要处理软键盘的按键事件，并将按键转发给软键盘工具条。当软键盘按下，软键盘的回调函数就被注册到原始窗口上，这样软键盘就会响应按键事件。在GtkWindow上增加接口，可以创建，响应按键。
在小屏幕的嵌入系统中，可以将滚动条做得更简化些，去掉边框，使用单个滚动条。这些都更适合嵌入系统。
字体管理系统
在字体管理方面，要找到一个轻型的机制来在嵌入式系统显示各种字体，并不是那么简单，困难在于GTK+ 的大型的 Widget 风格与 X 系统的老式的字体管理机制的结合所引起的问题。
前面提到的，主题引擎方式的GTK+ 是用来控制窗口的样式与外观的。在一个窗口显示之前，它会得到一个式样对象，GtkStyle，它可以是一个指向父窗口的式样对象指针，或者是一个新的类型，这些式样对象将被应用到这个窗口及它的子窗口。这个式样由缺省值、rc 文本文件、应用来确定。
要改变一个窗口的字体，你必须克隆窗口的式样，并使用X字体加载一个新的字体，类似adobe-helvetica-bold-r-normal--12-*-*-*-p-*-iso8859-1。
但实际中会有些问题，GtkStyle是一个大的对象。如果一个屏幕上有很多种不同字体大小的多个窗口，每个都有一个唯一的GtkStyle对象，我们就会浪费大量的内存。到最后，X系统就不能支持类似字体的各种变化了。你甚至不能使X完成让某个字体变粗的操作，因为X系统是将不同外型的字体作为不同的字体的。X系统是假定你会硬编码一个希望的字体或者分析出一个字体名，改变字体及验证结果都将在字体服务器上。
还可以使用一个更好的方法来完善字体管理系统，即包装GtkStyle，这样开发者就可以通过属性来获得一个窗口的字体，这比直接使用 X 系统字体的名字要更灵活。比如要显示一个比基本字体要大一号，并且是黑体字就可以调用：
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这是通过在 GtkWidget 结构中加入一个 GdkFont * font 来实现的，GtkWidget 是所有窗口类的父类。如果设置widget->font 那么就使用它，否则就使用widget->style->font。
窗口管理
在嵌入系统GUI中，还需要建立一个窗口管理器。我们可以选择一个开放代码的，轻量级的X管理器，Aewm。在嵌入系统中，我们会将最上层的窗口设置为获得焦点，并且只有对话框能移动，能显示其标题栏。
窗口管理器是一个交互端，它可以管理内部与外部的应用程序的窗口。每一个应用程序的窗口，都会建立一个 socket 连接，并取一个名字。一个应用可以把请求将自己放在窗口堆栈的最下面，或者将一个命名的应用往上移。如果一个对话框要在最上层的窗口上打开，那么窗口管理器就将告诉这个最上层的窗口它将不再获得焦点，而新对话框将获得焦点。
整体尺寸大小
经过一系列的改进后，我们就得到了一个稳定的，功能和性能都能满足嵌入系统要求的GUI了。在ARM系统下，得到的尺寸大小为：
其中 GTK+ 里面仍然还有不需要的代码，可以将其再去除。如果再简化一下的话，GTK+ 可以做到850KB，总体大小可以到 2.8M。
运行性能
将修改过的 GUI 运行在一个 ARM7 的系统上，CPU 为 100MHZ，运行时的效果还不错，窗口响应用户操作的速度很迅速，新的画面创建与显示的速度都能接受。
但是，启动时的时间却有些问题，比较慢。在这个 CPU 上，应用程序画面加载与显示的时间需要 2.4秒，其中 1.5 秒是花在了建立与显示 UI 上。
在较慢的 CPU 上，这样的启动速度是 GTK+ 运行在 X，X 再写到 framebuffer 上导致的。我们需要分析具体的瓶颈在什么地方。在深入的调试中，当使用PC机来运行我们的应用，而在ARM设备上显示时，初始化和显示的时间几乎可以忽略不计。同样，将应用运行在ARM设备上，而在PC机上显示时，性能也很好。所以数据包的传输，framebuffer上的显示及GTK+的运算速度都不是问题所在。速度慢的原因可能是这几个因素的先后顺序引起的。而且内存的占用上也存在问题。在初始阶段，GTK+构造了大量的对象，GTK+和X是使用共享内存来通讯的，X写到framebuffer，framebuffer也是不变地写到显存上。这些都是发生在一个较窄总线上相同的内存空间里，这个就会引起速度慢。
现在知道了X在启动时比较花费时间。在客户模式下的GTK+的应用，需要连接到X server，通过了认证，得到位深及其他资源。当然，使用X系统的好处要远大于它的不足。X系统提供了一个灵活的client/server模型，这样更有利于应用的灵活加入。你可以在同一时间显示不用的应用窗口，而像GTK+/Fb等其他的GUI方式无法做到这一点，当然QPE是个例外。
2.4秒的延时，也并不能完全否定一切。在一个700MHZ的windows系统的PC上，Microsoft Word, Excel and IE几乎都需要2秒的时间来启动。KEdit, 一个KDE的应用程序，在500MHZ的PIII上，加载的时间也需要1.37秒。
对于启动时间，需要采用其他的办法来加以改善。一个策略就是在用户等待的时候，显示一些东西来表示系统正在工作，这样会使用户忽略掉启动时间的缓慢。另一个策略就是可以预先在背后启动一些通用的程序，来有效减少集中启动的时间。这也是通常嵌入系统所惯用的做法。
在ARM7的系统上，由于没有浮点运算FPU，所以GTK+中的浮点运算部分最好是去掉，否则会大大影响性能。GTK+使用到的浮点变量只分布在少数的几个窗口中，并且去掉它们会带来3%到12%的性能提高。
高像素的应用会导致速度较慢，这大多是由于GTK+与X中对高像素的效率低下的处理有关。如涉及到的XPM，XPM （X pixmap）格式是被设计来做到较好的兼容性，而不是更加快速。X系统是一个像素一个像素地画到server的pixmap的。GTK+的像素处理也很低效，它是使用fgetc()来读取XPM文件的，这就会带来大量的上下文切换开销。
X窗口系统的结构也导致了像素的加载变慢。GTK+客户端需要加载，分析XPM文件，将像素值通过传输协议发送给server，然后server才将像素值放入framebuffer。如果客户端直接将数据写到framebuffer server那将会有效很多。
处理的GTK+像素的办法就是，写一个临时的中间过程，取得render过的像素，使用这个原始数据来替换XPM数据，这个原始数据就可以直接强制写到X server上。从结构上来看，这虽然不是一个很好的处理办法，但在效率上却要比使用XPM要快上80%。
总结
现在的消费电子大多需要一个美观，实用的图形界面系统GUI。在嵌入系统linux下，有很多种GUI可供选择。使用开放代码的GUI的优点就是你可以将其裁剪得满足你的各种各样的特殊需求。GTK+就是一个很好的选择，而X-window系统提供了一个稳定可靠的client/server模型。当你得到一个只有2.9M大小的定制过的GUI时，对大多数的嵌入系统还是很有参考价值的。
