数码相册——软件框架
- 硬件平台：韦东山嵌入式Linxu开发板（S3C2440.v3）
- 软件平台：运行于VMware Workstation 12 Player下UbuntuLTS16.04_x64 系统
- 参考资料：《嵌入式Linux应用开发手册》、《嵌入式Linux应用开发手册第2版》
- 开发环境：Linux 3.4.2内核、arm-linux-gcc 4.3.2工具链
- 源码仓库：https://gitee.com/d_1254436976/Embedded-Linux-Phase-3
一、前言
在日常的生活中，我们往往离不开手机，而手机中的相册也基本是每个人都会使用到的一个软件，不要小看这个相册，想要做出来、做的好也不是一件简单的事情。对于第一个应用层软件，我们做的就是基于Linux的数码相册。
一个软件的开发，离不开这四步：需求分析、框架设计、代码编写、软件测试。在这篇博文中，我先介绍关于这个应用的前两部分析。
二、需求分析
对比我们日常手机中使用的相册，功能如下：
- 显示图片
- 双指缩放图片
- 左右滑动移动图片
- 左右快速滑动切换图片
- 点击显示编辑菜单，根据编辑菜单的提示进行相关操作
而对于我们制作的基于Linux的在开发版中使用的数码相册，功能如下：
- 显示图片
- 上滑放大图片
- 下滑缩小图片
- 左右滑动移动图片
- 左右快速滑动切换图片
- 点击显示对话框：提示手动显示或自动显示
以上就是我们需要实现的功能。
三、框架设计
考虑到程序日后的拓展性、可移植性、方便修改的因素，故框架如下图所示：
（图片引用来源，在此基础上修改：https://blog.csdn.net/qq_36535963/article/details/89413420?utm_source=app）
整个框架分为两个进程：输入进程、显示进程，输入进程通过Socket与显示进程进行信息通信。
- 输入进程
1、按键线程：负责读取按键值、封装按键事件并对事件进行上报
2、ts（触摸屏）线程：负责调用tslib库读取触摸屏信息，封装事件并对事件进行上报
3、主控线程：负责收集按键线程与ts线程的事件，用socket发出信息给显示进程 - 显示进程
1、socket线程：接收输入进程发出的socket
2、当前图片线程：准备好当前图片信息
3、放大图片线程：准备好当前图片放大后的信息
4、缩小图片线程：准备好当前图片缩小后信息
5、下一幅图片线程：准备好下一幅图片的信息
6、上一幅图片线程：准备好上一幅图片的信息
7、主控线程：根据得到的事件，决定显示哪个信息
其中2~~6的线程，需要调用mmap函数来进行内存的映射，当决定好显示那个线程的信息，则通过DMA把图片信息加载到Framebuffer中，供LCD显示。
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为什么采用mmap而不用copy_to_user，这个要从它们的工作原理出发：
（摘抄自【copy_to_user与mmap的工作原理】)
copy_to_user在每次拷贝时需要检测指针的合法性，也就是用户空间的指针所指向的地址的确是一段该进程本身的地址，而不是指向了不属于它的地方，而且每次都会拷贝一次数据，频繁访问内存，由于虚拟地址连续，物理地址不一定会连续，从而造成CPU的CACHE频繁失效，从而使速度降低 。
mmap仅在第一次使用时为进程建立页表，也就是将一段物理地址映射到一段虚拟地址上，以后操作时不再检测其地址的合法性（合法性交由CPU页保护异常来做）；另一方面是内核下直接操作mmap地址，可以不用频繁拷贝，也就是说在内核下直接可用指针向该地址操作，而不再在内核中专门开一个缓冲区，然后将缓冲区中的数据拷贝一次进来。mmap一般是将一段连续的物理地址映射成一段虚拟地址，当然，也可以将每段连续，但各段不连续的物理地址映射成一段连续的虚拟地址。无论如何，其物理地址在每段之中是连续的，这样一来，就不会造成CPU的CACHE频繁失效，从而大大节约时间。