Nano-X 程式設計, #1：介紹與安裝
本篇首先要簡單說明一下 Microwindows 的基本概念與架構，然後再說明讓 Microwindows 支援 X11 的編譯方式，最後則是一個 Hello World 的程式。一開始我們會先在 X 上發展 Microwindows 的程式，在之後的專欄裡我們會適時將發展環境移到 Embedded Linux 系統。
作者: 陳俊宏
www.jollen.org
Microwindows 的網路資源
官方網站: http://www.microwindow.org
SDK 手冊: http://embedded.centurysoftware.com/docs/nx/
入門文件 (Getting Started): http://home.twcny.rr.com/embedded/microwin/install/index.html
下載 (原始碼): ftp://microwindows.org/pub/microwindows/microwindows-0.89.tar.gz
下載 (字型, 含中文字型): ftp://microwindows.org/pub/microwindows/microwindows-fonts-0.89.tar.gz
Microwindows 簡介
分層式架構 (Layered Design)
Microwindows 是採用 3 層式架構設計，共分為 3 層：
- lowest level - 螢幕, mouse/touchpad, keyboard 與其它硬體的 driver.
- mid level - 可移植 (portable) 與 device-independent 的繪圖引擎 (graphics engine).
- upper level - 提供給 programmer 的 API, 我們的程式只能呼叫 Microwindows 的 API 來繪圖.
我們所要學的就是最上層的 API, 本專欄的主要目的就是在介紹 Microwindows API 的使用方法。
Microwindows 的 Linux Driver 支援
在螢幕方面，Microwindows 支援 Linux 2.2.x 的 framebuffer，在 16-bit Embedded Linux kernel (ELKS) 也可運作。
在滑鼠方面，Microwindows 支援 GPM 與 serial port 滑鼠；另外也有 touch panel 的軀動程式。
在鍵盤方面，Microwindows 支援 tty 鍵盤讀取，在 Linux 與 ELKS 都可運作。
| Hardware Device | Driver |
| Linux 2.2.x framebuffer | scr_fb.c fb.c fblin[1248].c |
| GPM Mouse | mou_gpm.c |
| Serial Mouse | mou_ser.c |
| Touch Panel | mou_tp.c |
| tty keyboard | kbd_tty.c |
Microwindows 的 API
Microwindows 有 2 種不同的 API:
- Microwindows API
- Nano-X API
Microwindows API 與 Microsoft Win32 和 WinCE GDI 相容，因此使用 Microwindows API 的視窗系統為 message-based 的架構 (也就是 message-passing system 的視窗系統)。
Nano-X API 可以概略的比喻為小型的 X server 系統，Nano-X API 是依據 Xlib API 來設計。因此可以很直覺的了解到，利用 Nano-X API 所設計的視窗系統為 client/server 架構。
Microwindows 的優點
1. 在 PC 上支援 X，易於測試發展。
2. 針對 Embedded System 支援 framebuffer。
3. 系統小。
4. API 簡單易學。
5. 支援 TrueType fonts 字型處理。
6. 支援 ARM/MIPS/ELKS。
* ELKS 是 16-bit 的 Linux kernel
安裝 Microwindows
Microwindows 不但可以在 framebuffer 上跑，也可以在 X 上跑。一開始學 Microwindows 時，我們會先在 X 上測試，所以沒有特別說明的話之後的 Microwindows 程式都是在 X Window System 上跑 。
要讓 Microwindows 在 X 上執行，編譯前要先做一些設定：
1. 先下載 microwindows 並解開。
2. 執行 X Window System，進入圖形環境；到 microwin-0.89/src/ 執行 xconfigure。(圖 1)
圖 1：Microwindows 設定介面
3. 然後選取下面幾個項目：
Compiling options -> Optimize
Platform -> Linux (native)
Platform -> Linux (native) -> Options -> Screen driver -> X11 (再點 options 可設定解析度)
Platform -> Linux (native) -> Options -> Mouse driver -> GPM mouse (視您的滑鼠而訂)
Platform -> Linux (native) -> Options -> Keyboard driver -> TTY
I/O -> Have File I/O
I/O -> Have bmp support
I/O -> Have jpeg support
I/O -> Have freetype support (truetype fonts) (再點 options 設定路徑, 請使用 Free Type 1, Red Hat Linux 7.x 以後的使用者應設定 include dir 為 /usr/include/freetype1, 因為筆者會講到中文字型, 所以請勾選 freetype 支援)
Libraries to compile -> NanoX (本文只講 NanoX, 所以 Microwindows 不用選)
Libraries to compile -> Libraries to Shared libs (可選可不 選, 因為現階段還不會 porting 到 Embedded System, 沒什麼關係!)
Libraries to compile -> NanoX -> Options -> Enable shared mem support
Libraries to compile -> NanoX -> Options -> Compile demos (不想編譯範例的話可以不選)
4. 設定好後在 microwin-0.89/src/ 下執行 make 開始編譯。
5. 編譯好後打 make install 安裝。因為我們有勾選 shared libraries，所以可以把下面這幾個檔案殺掉 (不殺也行!):
/usr/lib/libmwdrivers.a
/usr/lib/libmwengine.a
/usr/lib/libmwfonts.a
/usr/lib/libmwobjects.a
/usr/lib/libnano-X.a
/usr/lib/libvncauth.a
6. 然後到 microwin-0.89/src/bin/ 下執行範例：
$ ./nano-X & sleep 1 (執行 Microwindows 的 nano X server)
$ ./nanowm & sleep 1 (執行 anao X server 的 Window Manager)
$ ./demo & (執行展示程式)
7. 如果可以看到這個畫面，表示 Microwindows 安裝成功。接下來就可以開始寫第一個程式了!
Nano-X API 入門 - Hello World
* 本專欄以 Nano-X API 為主，對 Microwindows API 有興趣的網友可參考官方網站的文件。
#include <stdio.h>
#include <microwin/nano-X.h>
GR_WINDOW_ID wid;
GR_GC_ID gc;
void event_handler (GR_EVENT *event);
int main (void)
{
if (GrOpen() < 0) {
fprintf (stderr, "GrOpen failed");
exit (1);
}
gc = GrNewGC();
GrSetGCForeground (gc, 0xFF0000);
wid = GrNewWindowEx(GR_WM_PROPS_APPFRAME |
GR_WM_PROPS_CAPTION |
GR_WM_PROPS_CLOSEBOX,
"jollen.org",
GR_ROOT_WINDOW_ID,
0, 0, 200, 200, 0xFFFFFF);
GrSelectEvents(wid, GR_EVENT_MASK_CLOSE_REQ | GR_EVENT_MASK_EXPOSURE);
GrMapWindow(wid);
GrMainLoop(event_handler);
}
void event_handler (GR_EVENT *event)
{
switch (event->type)
{
case GR_EVENT_TYPE_EXPOSURE:
GrText(wid, gc, 50, 50, "Hello World", -1, GR_TFASCII);
break;
case GR_EVENT_TYPE_CLOSE_REQ:
GrClose();
exit (0);
default: break;
}
}
這是一個 Microwindows 的 Hello World 程式，編譯時要連結 nano-X 程式庫：
gcc -o hello hello.c -lnano-X
利用這個程式我們就可以測試是否能順利編譯並執行 Microwindows 系統，在執行程式前，別忘了跑 nano-X 跟nanowm 喔！
圖 2：Hello World
下一期我們將開始解說這個程式的內容，與更多的 Microwindows 程式設計。
注記
2007.01.05: 改標題，以搭配整體專欄。