摘 要 随着数字信息技术和网络技术的发展，人们已经进入数码时代。建立在它们基础之上的嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术以及人们的日常生活等方方面面。由于嵌入式系统越来越复杂、功能也越来越多，开发嵌入式的GUI应用程序已经成为一种必然的趋势。本文将讨论开发嵌入式GUI的技巧和用GTK工具开发Linux嵌入式GUI应用程序的方法和步骤。
关键词 嵌入式 GUI GTK Linux
在很早以前，有类似嵌入式GUI的应用程序出现，不过它们都十分简单，只可称之为嵌入式GUI的雏形。近几年来，随着数字电子技术与网络技术的发展，面向嵌入式的硬件种类越来越多，性能越来越好，同时人们对嵌入式系统的要求也越来越高，于是开发嵌入式GUI应用程序成为嵌入式系统的一个必然发要求。
引用一个概念，所谓GUI(Graphics User Interface)即图形用户界面。其广泛流行是当今计算机技术的重大成就之一，它极大地方便用户的使用，人们可以不再像在DOS时代那样要记一大堆枯燥的指令来操作计算机，而只要通过鼠标轻点几下，就可以完成大部分工作。如今大部分GUI都是指在PC机上工作的，可它们并适合用于嵌入式系统。由于嵌入资源有严格的限制，它对GUI也有特殊的要求。
一、用GTK开发嵌入式GUI应用程序
GTK是GIMP Toolkit的缩写，是目前编写图形界面比较流行的高层函数库之一。Linux的主流桌面系统之一的GNOME就是用GTK开发出来的。GTK本是在通用PC机上使用，不是专为嵌入式系统开发的。但由于它的模块化设计和全C编写的特性，兼容性好，运行稳定，且它的库也比较小，GTK加上X服务器仅占用2.9M的硬盘空间，兼顾考虑性能和存储空间，它完全可以用于开发嵌入式的GUI应用程序，且具有免费从网上获取源代码的优点。
要开发GTK应用程序，最先做的是当然是从网上下载一份源代码并安装。安装步骤如下：
1、 从民网上下载GTK源代码包，将其拷贝到开发平台的指定目录下。
2、 进入Linux操作系统，打开终端应用程序，在控制台下切换当前目录至GTK的源代码包的目录下。
3、 键入以下命令：
% gzip -cd gtk-1.2.10.tar.gz | tar xvf - # 在当前目录下解开源代码压缩包
% cd gtk-1.2.10 # 进入GTK源代码包的最高层目录
% ./configure # 产生Makefile文件
% make # 编译GTK源代码
(以下必要时必须切换到ROOT管理权限)
% rm -rf /install-prefix/include/gtk /install-prefix/include/gdk
# 删除旧版本的GTK(若有)
% make install # 进行安装
4、为加快图形程序开发的速度，还要安装glade1.2这个GTK开发的辅助工具，其源代码包可从相关网站下载。若用RedHat操作系统，可以通过选择软件组件来安装它。
GTK需要的支持库主要有GLIB图形底层函数库、GDK函数库及一些图形显示处理和数学库。前两者在GTK源代码中已经包含，其他的库一般的Linux系统内核均带有。
二、用GLADE解决GTK界面布局问题
在Linux下开发GUI应用程序不像在Windows下那样方便，因为它没有集成开发环境，要自己定好编译文件Makefile，就像开发DOS程序那样。又由于GUI的特点，必须定位显示在屏幕上控件的位置，而如果没有集成开发环境，光用程序定位就十分烦琐，因此必须借助第三方的开发工具。
glade是专为开发GTK应用程序而设计的辅助工具，虽然它不像Windows下的VB、VC++那样本身带有编译调试系统，但是对布局GTK的控件、调整界面的大小却十分有用，它可以生成界面布局的源代码。
Glade生成的源代码主要有main.c, interface.c, callbacks.c, support.c和相关的编译所需的文件如Makefile等，这些代码生成了整个应用程序的主要框架，其中main.c是主引导程序很简单，主要完成初始化的工作。interface.c是界面布局程序，support.c包含有一些必要的支持函数，callbacks.c是回调函数文件，也是整个应用程序的主体，glade只能生成相关的函数名，绝大部分靠人工手写，它完成了应用程序的主体功能。
用glade新建一个工程，布局好控件界面后，在控制台下切换到该工程所在的最高层目录，鍵入./autogen.sh即可生成Makefile，下次改程序时，只要在callbacks.c里面编辑即可，编辑完程序后切换到工程所在的src目录下，那里有一个Makefile文件，在命令行键入make命令便可以编译出可执行程序。也可以自己写Makefile，那样比glade自动生成的要简洁得多，根据嵌入式目标系统的特点，本文采用了后者这种方法。
三、编写Makefile文件编译程序
程序写好后，要真正运行起来还有赖于编译系统的编译，而Makefile文件是不可缺少的一环。如今一般的软件工程都使用多文件的项目，它将完成功能类似的源代码集中到一个文件里，通过头文件及声明来相互联系。这样做的目的是减少编译的时间，不至于每次为了一个小小的改动而编译整个项目，同时维护和修改代码时也比较容易。
为了实现多文件项目的管理和编译，现在的Linux系统主要用的是GNU MAKE工具，由软件项目的Makefile文件来实现。编译程序时，GNU MAKE会读入其对应的Makefile文件，该文件主要是指定各个目标文件(常指执行程序、二进制模块和动静态库)是从哪些源代码文件(也称依靠文件)产生，用什么样的命令和规则来进行这个产生过程。有了相关的信息，Make工具就会检查硬盘上的文件，如果目的文件的时间戳比至少一个它的依靠文件旧的话，Make就会重新编译这个依靠文件以生成新的目标文件。Make默认找的文件名是Makefile，也可以在命令行指定别的文件名。关于Makefile文件的语法规则请参考相关文献［］。
由glade产生的Makefile文件太过繁杂，采用自编写的Makefile文件维护和升级都比较容易。对GTK+采用动态编译的方式，也可采用静态方式。如本嵌入式系统GTK要用到GDK_PIXBUF函数库就要用静态编译，因为嵌入式系统的C库版本太低。如要编译的目标文件名为initform，则Makefile文件内容如下所示：
#THE FOLLOWING IS MY MAKEFILE
CC = gcc
CFLAGS= -Wall -O3 -g
GTK_CONFIG_CFLAGS=`gtk-config --cflags` -I/usr/include/gdk-pixbuf-1.0/
GTK_CONFIG_LIBS= `gtk-config --libs` -Wl,-Bstatic -lgdk_pixbuf
initform: main.o support.o interface.o callbacks.o
$(CC) main.o support.o interface.o callbacks.o -o initform $(GTK_CONFIG_LIBS)
main.o: main.c support.h interface.h callbacks.h
$(CC) $(CFLAGS) -c main.c -o main.o $(GTK_CONFIG_CFLAGS)
support.o: support.c support.h
$(CC) $(CFLAGS) -c support.c -o support.o $(GTK_CONFIG_CFLAGS)
interface.o: interface.c interface.h support.h callbacks.h
$(CC) $(CFLAGS) -c interface.c -o interface.o $(GTK_CONFIG_CFLAGS)
callbacks.o: callbacks.c callbacks.h support.h interface.h
$(CC) $(CFLAGS) -c callbacks.c -o callbacks.o $(GTK_CONFIG_CFLAGS)
clean:
rm -f *.o initform
其中-Wl,-Bstatic是静态编译的选项，GTK用默认的配置程序gtk-config –libs 设置库和头文件的路径，它使用动态编译方式。生成Makefile文件后，在控制台下输入make命令，嵌入式的GUI应用程序就生成了。
参考文献
1 李善平，刘文峰，王焕龙. Linux与嵌入式系统. 清华大学出版社，2002
2 邹思轶. 嵌入式Linux设计与应用. 清华大学出版社，2002
3 王学龙. 嵌入式Linux系统设计与应用. 清华大学出版社，2001
4 于明俭，陈向明，方汉. Linux程序设计权威指南. 机械工业出版社，2001
5 联想软件超星空工作室. 精通Linux系统管理与应用开发技术. 清华大学出版社，2001
6 李主琛. Linux面向对象窗口高级编程. 科学出版社，20015
7 徐千洋. Linux 函数库参考手册. 中国青年出版社，200
8 吴向峰. GNOME/GTK+编程宝典. Arthur Griffith. 电子工业出版社，2000
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