qvfb

1 关于QVFB

        Qvfb是为qtopia做的一个虚拟frambuffer的应用程序，它的最终目的就是把qtopia应用程序运行的的结果显示在qvfb上（实际中是要通过linux的frambuffer驱动显示在lcd屏上的），并提供键盘、鼠标的外设仿真。从而方便研发阶段，用户在pc端就可以完成qtopia的调试工作，极大的提高了工作效率。

 

2 QVFB概述

       Qvfb本身其实也是一个应用程序，qtopia也是一个应用程序，二者通过既定协议完成通信，如下图示。

更直观一点，如下图示。

Qpe和qvfb之间的通讯是基于既定的协议进行的，qpe和qvfb独立运行，它们处于不同的进程，它们之间以“共享内存”的方式完成通讯。

 

3 qpe端接口

       Qtopia中server 端启动时，会调用QVFbScreen::connect()函数来连接到屏幕，这里qpe会创建一块共享内存，模拟framebuffer，用于图象的输出，针对键盘鼠标分别创建两个文件，其名字由两个宏来决定，为QT_VFB_MOUSE_PIPE和QT_VFB_KEYBOARD_PIPE。

• 关于图形绘制，qpe是通过QSCreen的派生类QVFbScreen来实现的，具体如下。

QSCreen定义了接口exposeRegion和blit，这两个函数会完成具体的绘制操作，不管是虚拟framebuffer还是真正的framebuffer，qtopia会将用于绘制的显示缓存映射到data变量，这样绘制操作就变成向data写数据了。

• 关于鼠标

Qtopia通过QVFbMouseHandler来完成，其构造函数中会打开约定的文件，键盘数据的获取就变成了文件的读取。

• 关于键盘

Qtopia通过QVFbKeyboardHandler来实现，其构造函数中会打开约定的文件，键盘数据的获取就变成了文件的读取。

 

4 qvfb端介绍

       Qvfb实际上是一个用qt实现的完整的应用程序，其架构层次图如下图示。

      

分别作如下阐述

4.1层次划分

• QVFb是主控件，可以理解为qvfb应用的主窗口
• Skin用来管理皮肤，QVFbView用于管理qpe绘制的窗口。
• QVFb、Skin、QVFbView三者属于应用框架层，管理应用程序的架构。
• QVFbViewProtocol是协议层，它是一个虚类，具体实现了两个类QMMapViewProtocol和QShMemViewProtocol，分别代表内存映射和共享内存，是两种实现linux上进程间通讯的方式，默认使用共享内存方式。协议层具体实现待绘制数据的获取以及屏幕的更新。
• 架构和实现分离，层次清晰。

4.2图形绘制

讲述屏幕图象绘制的流程

• QShMemViewProtocol的构造函数

    创建共享内存，影射到hdr指针，分配显示区域的内存空间，影射到dataCache，建立timer

    mRefreshTimer = new QTimer( this );

    connect( mRefreshTimer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(flushChanges()) );

    函数flushChanges会定期执行，它就是qvfb窗口绘制的源头。

• QVFbView的构造函数

    mView = new QShMemViewProtocol(id, QSize(_w, _h), d, this);

    connect(mView, SIGNAL(displayDataChanged(const QRect &)),

            SLOT(refreshDisplay(const QRect &)));

    将QShMemViewProtocol中的信号displayDataChanged绑定到QVFbView的槽函数refreshDisplay。

• 看看flushChanges函数的实现

void QShMemViewProtocol::flushChanges()

{

    // based of dirty rect, copy changes from hdr to hdrcopy

    QRect r;

    {

        DisplayLock();

        if (hdr->dirty) {

            r = hdr->update;

            hdr->dirty = false;

            hdr->update = QRect();

            /* copy the memory area */

            /* for now, be inefficient. */

            memcpy(dataCache, ((char *)hdr) + hdr->dataoffset, displaySize);

        }

    }

    emit displayDataChanged(r);

}

可以看到该函数作两件事情，一是从共享内存中copy数据到dataChche，二是发出displayDataChanged信号。

• 看看refreshDisplay函数的实现

void QVFbView::refreshDisplay(const QRect &r)

{

    if ( animation ) {

           if ( r.isEmpty() ) {

              animation->appendBlankFrame();

           } else {

              int l;

              QImage img = getBuffer( r, l );

              animation->appendFrame(img,QPoint(r.x(),r.y()));

           }

    }

    if ( !r.isNull() )

       repaint();

}

       该函数最终会触发paintEvent来完成绘制，绘制过程会通过协议层（也就是dataCache）来获取数据，最终绘制到窗口上。

 

4.3 键盘鼠标

• 关于skin

    Skin直接受鼠标事件，由mousePressEvent、mouseReleaseEvent负责。 最终会调用协议层QShMemViewProtocol中的QVFbMousePipe去发送鼠标事件，最终会写到协议规定的文件中去，qpe端通过读取该文件获取鼠标事件。

• 关于QVFbView

    会接受鼠标、键盘事件，由mousePressEvent、mouseReleaseEvent、keyPressEvent、 keyReleaseEvent。最终也是调用协议层QShMemViewProtocol中的QVFbMousePipe和 QVFbKeyPipeProtocol去发送鼠标、键盘事件，也就是写到既定的文件中，最终由qpe通过读取文件来获取鼠标、键盘事件。

 

5 关于qvfb的扩展

    扩展qvfb，使其能够支持audio和video，从而方便在pc端调试多媒体方面的模块，也可以脱离开发板，也提高开发效率。 从qpe和qvfb配合工作的现有架构上看，上述工作的可行性是有的。

5.1 auido模块的添加

在现有的基础上添加audio模块，放到协议层中即可。

并添加QVFbAudioPipe *audio到QShMemViewProtocol中去，定义一个audio文件存放音频数据，qpe端写入，qvfb端读出并写到声卡中去。

       至于如何实现音频播放，最简单的做法是在现有基础上添加。

void QShMemViewProtocol::flushChanges()函数是图象的绘制起点，可以在这里添加audio数据的获取，然后在void QVFbView::refreshDisplay(const QRect &r)里写入声卡，完成音频播放。

       当然qpe端音频相关的输出，要写入既定文件了，这里要实现一层替代als音频访问的接口。

 

5.2 video模块的添加

现有qvfb已经实现了绘制工作，要支持多媒体模块的pc端调试，qvfb这边不需要象audio那样添加新模块。 Qpe端要作些修改，添加一层v4l2的接口层，把其影射到既定的文件中去，qvfb端照常显示。

 

5.3 关于音视频同步

       音视频同步是多媒体应用层去负责的事情，qvfb端只要保证音视频数据的及时输出就可以了。