数码相框_电子书之代码阅读及编写（7）
在LCD显示任意编码的文本文件，类似电子书
怎样在LCD上显示文件：
需要哪几个文件？
1、顶部文件
通过main.c分析命令行的操作，然后初始化各个管理文件下的结构体，比如DisplayInit();
然后进入draw.c，在draw.c里按顺序调用3个管理文件，并控制显示。
2、encoding_manager.c管理文件
管理4个编码子文件：utf-8.c，utf-16be.c，utf-16le.c，ascii.c
比如utf-8.c：判断某个文件是否以0xEF，0xBB，0xBF开头， 若是，则接下来通过utf-8规律，来转换字节编码
3、font_maneger.c管理文件
管理3个字体子文件：ascii.c（英文点阵），gbk.c（中文点阵），freetype（矢量字体）
用来将获取的字符编码转换为点阵信息。
4、disp_manager.c管理文件
管理2个显示文件：fb.c（LCD显示） crt.c（串口显示）
主要负责将点阵信息发送到显存或串口上。
在3个管理.h头文件里，声明3个不同的结构体
T_DispOpr：显示操作结构体
T_FontOpr：字体操作结构体
T_EncodingOpr：编码操作结构体
5、首先来写显示部分
fb.c需要用到fb初始化函数，以及显示像素函数，当我们换页时，还需要一个清屏函数，所以有3个函数
typedef struct DispOpr {
char *name;
int iXres; //x像素个数
int iYres; //y像素个数
int iBpp; //每个像素多少位
int (*DeviceInit)(void); //该函数对于fb.c,是用来打开/dev/fb0,获取var和fix,然后mmap
int (*ShowPixel)(int iPenX, int iPenY, unsigned int dwColor); //显示一个像素点
int (*CleanScreen)(void); //清屏
struct DispOpr *ptNext; //指向下一个注册的T_DispOpr结构体
}T_DispOpr, *PT_DispOpr;在disp_managet.c里
定义一个空链表：static PT_DispOpr g_ptDispOprHead = NULL;
写一个Register DispOpr()函数，子文件通过调用该函数来注册到链表g_ptDispOprHead里
在disp_manager.c里
定义一个DisplayInit()函数，用来被main.c初始化时调用。
在fb.c里定义g_tFBOpr：
static T_DispOpr g_tFBOpr = {
.name = "fb",
.DeviceInit = FBDeviceInit, //该函数打开/dev/fb0,然后获取fix和var成员,来mmap()
.ShowPixel = FBShowPixel, //该函数根据x,y,color这3个函数参数,来显示一个像素点
.CleanScreen = FBCleanScreen, //该函数,通过memset来将显存清0
};并定义一个FBInit()函数，将结构体g_tFBOpr注册到g_ptDispOprHead链表里：
int FBInit(void)
{
return RegisterDispOpr(&g_tFBOpr);
}由于FBInit()被disp_managet.c文件的disp_manager.c文件的DisplayInit()调用，所以不能写static了。
6、写字体部分
和显示部分思路一样，在fonts_managet.h里的声明了两个结构体，如下所示：
typedef struct FontBitMap {
int iXLeft; //文字最左边X坐标
int iYTop; //文字最顶部Y坐标
int iXMax; //文字的一行像素有多大
int iYMax; //文字的一列像素有多大
int iBpp; //像素格式
int iPitch; /* 对于单色位图, 两行象素之间的跨度,比如8*16,则跨度是8(文字的一行像素有8位) */
int iCurOriginX; //当前原点x坐标
int iCurOriginY; //当前原点y坐标
int iNextOriginX; //下个文字的原点x坐标
int iNextOriginY; //下个文字的原点y坐标
unsigned char *pucBuffer; //存放文字的像素数据
}T_FontBitMap, *PT_FontBitMap;typedef struct FontOpr {
char *name;
int (*FontInit)(char *pcFontFile, unsigned int dwFontSize); //初始化字体文件
int (*GetFontBitmap)(unsigned int dwCode, PT_FontBitMap ptFontBitMap); //根据dwCode编码获取字体位图,并将信息(坐标,数据,格式等)存到ptFontBitMap里
struct FontOpr *ptNext;
}T_FontOpr, *PT_FontOpr;在fonts_manager.c里
定义一个空链表：static PT_FontOpr g_ptFontOprHead = NULL;
写一个RegisterFontOpr()函数，子文件通过调用该函数来注册到链表g_ptFontOprHead里
写一个GetFontOpr()函数，用来获取字体的name
写一个FontsInit()函数，用来被main.c初始化时调用：
int FontsInit(void)
{
int iError;
iError = ASCIIInit(); //调用./fonts/ascii.c里的ASCIIInit()函数
if (iError)
{
DBG_PRINTF("ASCIIInit error!\n");
return -1;
}
iError = GBKInit(); //调用./fonts/gbk.c里的GBKInit ()函数
if (iError)
{
DBG_PRINTF("GBKInit error!\n");
return -1;
}
iError = FreeTypeInit(); //调用./fonts/freetype.c里的FreeTypeInit ()函数
if (iError)
{
DBG_PRINTF("FreeTypeInit error!\n");
return -1;
}
return 0;
}写一个GetFontOpr()函数，该函数被编码文件调用，来使编码文件与字体关联起来，比如通过utf-8编码找到对应的freetype字体。
写字体文件，以freetype.c（矢量字体）为例
首先定义一个T_FontOpr结构体
定义FreeTypeFontInit成员函数，初始化freetype库，设置字体大小等
定义GetFontBitmap成员函数，FT_Load_Char()转换位图，保存在PT_FontBitMap里
具体内容如下：
#include <config.h>
#include <fonts_manager.h>
#include <ft2build.h>
#include FT_FREETYPE_H
#include FT_GLYPH_H
static int FreeTypeFontInit(char *pcFontFile, unsigned int dwFontSize);
static int FreeTypeGetFontBitmap(unsigned int dwCode, PT_FontBitMap ptFontBitMap);
static T_FontOpr g_tFreeTypeFontOpr = {
.name = "freetype",
.FontInit = FreeTypeFontInit,
.GetFontBitmap = FreeTypeGetFontBitmap,
};
static FT_Library g_tLibrary;
static FT_Face g_tFace;
static FT_GlyphSlot g_tSlot;
static int FreeTypeFontInit(char *pcFontFile, unsigned int dwFontSize)
{
int iError;
/* 显示矢量字体 */
iError = FT_Init_FreeType(&g_tLibrary ); /* initialize library */
/* error handling omitted */
if (iError)
{
DBG_PRINTF("FT_Init_FreeType failed\n");
return -1;
}
iError = FT_New_Face(g_tLibrary, pcFontFile, 0, &g_tFace); /* create face object */
/* error handling omitted */
if (iError)
{
DBG_PRINTF("FT_Init_FreeType failed\n");
return -1;
}
g_tSlot = g_tFace->glyph;
iError = FT_Set_Pixel_Sizes(g_tFace, dwFontSize, 0);
if (iError)
{
DBG_PRINTF("FT_Set_Pixel_Sizes failed : %d\n", dwFontSize);
return -1;
}
return 0;
}
static int FreeTypeGetFontBitmap(unsigned int dwCode, PT_FontBitMap ptFontBitMap)
{
int iError;
int iPenX = ptFontBitMap->iCurOriginX; //初始值为:0 dwFontSize
int iPenY = ptFontBitMap->iCurOriginY;
#if 0
FT_Vector tPen;
tPen.x = 0;
tPen.y = 0;
/* set transformation */
FT_Set_Transform(g_tFace, 0, &tPen);
#endif
/* load glyph image into the slot (erase previous one) */
//iError = FT_Load_Char(g_tFace, dwCode, FT_LOAD_RENDER );
iError = FT_Load_Char(g_tFace, dwCode, FT_LOAD_RENDER | FT_LOAD_MONOCHROME);
if (iError)
{
DBG_PRINTF("FT_Load_Char error for code : 0x%x\n", dwCode);
return -1;
}
//DBG_PRINTF("iPenX = %d, iPenY = %d, bitmap_left = %d, bitmap_top = %d, width = %d, rows = %d\n", iPenX, iPenY, g_tSlot->bitmap_left, g_tSlot->bitmap_top, g_tSlot->bitmap.width, g_tSlot->bitmap.rows);
/*笛卡尔坐标的左上角是(bitmap_left,bitmap_top),
对应LCD的左上角是(Y+bitmap_left,Y-bitmap_top)*/
ptFontBitMap->iXLeft = iPenX + g_tSlot->bitmap_left;
ptFontBitMap->iYTop = iPenY - g_tSlot->bitmap_top;
ptFontBitMap->iXMax = ptFontBitMap->iXLeft + g_tSlot->bitmap.width;
ptFontBitMap->iYMax = ptFontBitMap->iYTop + g_tSlot->bitmap.rows;
ptFontBitMap->iBpp = 1;
ptFontBitMap->iPitch = g_tSlot->bitmap.pitch;
ptFontBitMap->pucBuffer = g_tSlot->bitmap.buffer;
ptFontBitMap->iNextOriginX = iPenX + g_tSlot->advance.x / 64;
ptFontBitMap->iNextOriginY = iPenY;
//DBG_PRINTF("iXLeft = %d, iYTop = %d, iXMax = %d, iYMax = %d, iNextOriginX = %d, iNextOriginY = %d\n", ptFontBitMap->iXLeft, ptFontBitMap->iYTop, ptFontBitMap->iXMax, ptFontBitMap->iYMax, ptFontBitMap->iNextOriginX, ptFontBitMap->iNextOriginY);
return 0;
}
int FreeTypeInit(void)
{
return RegisterFontOpr(&g_tFreeTypeFontOpr);
}7、写编码部分
在encoding_managet.h里的T_EncodingOpr结构体，声明如下：
typedef struct EncodingOpr {
char *name;
int iHeadLen; //文件以多少字节开头
PT_FontOpr aptFontOprSupported[4]; //指针数组,用来存放支持该编码的字体结构体,以后就通过这个来显示文字
int (*isSupport)(unsigned char *pucBufHead); //该函数判断要显示的文件是否支持XX格式
int (*GetCodeFrmBuf)(unsigned char *pucBufStart, unsigned char *pucBufEnd, unsigned int *pdwCode);
//将文件里的字节转为编码,存到*pdwCode里
struct EncodingOpr *ptNext; //链表
}T_EncodingOpr, *PT_EncodingOpr;在encoding_manager.c里
定义一个空链表：static PT_EncodingOpr g_ptEncodingOprHeaad = NULL
写一个RegisterEncodingOpr()函数，子文件通过调用该函数来注册到链表g_ptEncodingOprHead里
写一个SelectEncodingOprForFile()函数，通过链表来找isSupport()成员函数，判断要显示的文字支持哪种格式
写一个EncodingInit()函数，调用每个编码文件的init()函数，里面会初始化编码T_EncodingOpr结构体，并添加编码所支持的文字结构体
写编码文件，以utf-8.c为例
比如：
对于ansi.c（编码文件），其实就是GBK编码，ascii占1字节，使用ascii点阵库，汉字占2字节，使用HZK16汉字库。
对于utf-8.c（编码文件），ascii只占1字节，使用ascii点阵库，而汉字占2~4字节，由于freetype字库默认支持的是utf-16格式，所以需要utf-8转换为utf-16后，再使用freetype字库，转换如下图所示：
8、写draw.c
8.1 首先定义一个T_PageDesc结构体
用来控制分页换行用，需要用到双向链表
typedef struct PageDesc {
int iPage; //当前页数
unsigned char *pucLcdFirstPosAtFile; //在LCD上第一个字符位置位于在文件哪个位置
unsigned char *pucLcdNextPageFirstPosAtFile; //下一页的LCD上第一个字符位置位于文件哪位置
struct PageDesc *ptPrePage; //上一页链表,指向上一个T_PageDesc结构体
struct PageDesc *ptNextPage; //下一页链表,指向下一个T_PageDesc结构体
} T_PageDesc, *PT_PageDesc;8.2 写一个OpenTextFile()函数
用来打开文本文件，然后mmap()，并判断支持哪种编码，并获取文件第一个字符位置
static int g_iFdTextFile; //文件描述符
static unsigned char *g_pucTextFileMem; //内存映射基地址
static unsigned char *g_pucTextFileMemEnd; //内存映射结尾地址
static PT_EncodingOpr g_ptEncodingOprForFile; //用来指向该文件支持的编码EncodingOpr结构体
static unsigned char *g_pucLcdFirstPosAtFile; //第一个字符位于文件的位置
int OpenTextFile(char *pcFileName)
{
g_iFdTextFile = open(pcFileName, O_RDONLY);
... ...
if(fstat(g_iFdTextFile, &tStat))
{
DBG_PRINTF("can't get fstat\n");
return -1;
}
g_pucTextFileMem = (unsigned char *)mmap(NULL , tStat.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, g_iFdTextFile, 0);
g_pucTextFileMemEnd = g_pucTextFileMem + tStat.st_size;
g_ptEncodingOprForFile = SelectEncodingOprForFile(g_pucTextFileMem); //获取支持的编码格式
if (g_ptEncodingOprForFile)
{
g_pucLcdFirstPosAtFile = g_pucTextFileMem + g_ptEncodingOprForFile->iHeadLen; //去掉文件编码前缀的开头位置
return 0;
}
else
{
return -1;
}
}8.3 写一个ShowOnePage()显示一页函数
首先设置原点xy为(0, fontsize)，通过编码结构体的成员函数获取编码，判断编码是否为\r \n \t，然后通过字体结构体的成员函数将编码转换为位图，然后判断是否换行，满页，最后显示
8.4 写一个SetTextDetail()函数
通过支持的编码，来设置HZK，freetype，ascii字体文件，以及字体大小，供给main.c调用
9、写main.c
main.c主要用来通过main.c分析命令行的操作，然后初始化各个管理文件下的结构体，比如DisplayInit()；
命令行：
./show_file [-l] [-s Size] [-d Dispshow] [-f freetype_font_file] [-h HZK] <text_file>
//-l :列出选项
//-s :设置文字大小
//-d :选择显示到哪里,是fb还是crt
//-f :指定矢量文字文件位置
//-h :指定汉字库文件位置
// text_file:指定要显示哪个文件main.c流程：
1、通过getopt(argc, argv, "ls:f:h:d:")来解析命令行，获取每个选项后的参数
2、然后调用管理文件的初始化函数，去初始化显示文件fb.c，字体文件freetype.c,gbk.c等，以及添加链表，比如：iError = DisplayInit();//最终调用FBInit();->RegisterDispOpr(&g_tFBOpr);
3、因为optind等于<text_file>位置，所以通过optind打开<text_file>文件：
strncpy(acTextFile, argv[optind], 128);
acTextFile[127] = '\0';
iError = OpenTextFile(acTextFile); //里面进行mmap(),并获取该文件所支持的编码结构体4、设置文本细节（HZK库，freetype库，文字大小）
iError = SetTextDetail(acHzkFile, acFreetypeFile, dwFontSize); //该函数位于draw.c5、调用SelectAndInitDisplay()函数，通过[-d Dispshow]来从g_ptDisOprHead显示链表里，找到name相同的结构体，并放入g_ptDispOpr结构体，然后执行g_ptDispOpr->DeviceInit();来初始化LCD
iError = SelectAndInitDisplay(acDisplay);6、调用ShowNextPage()显示第一页
7、然后进入while(1)里，通过getchar()来获取命令行参数
输入n，则调用ShowNextPage(),显示下一页
输入u，则调用ShowNextPage(),显示上一页
输入q退出