嵌入式图形支持

Wayland 是一个新一代的图形显示服务器协议，旨在替代 X Window System，提供更好的性能、更简单的代码和更好的安全性。

Weston 是一个开源项目，作为 Wayland 显示服务器协议的参考实现，它提供了一个基础的窗口管理系统，用于现代 Linux 桌面环境。Weston 基于 OpenGL ES 进行图形渲染，从而能够利用硬件加速功能来呈现流畅的图形界面。然而，Weston 本身并不构成一个完整的桌面环境，它更多地是一个构建块，用于与其他软件组件（如应用程序启动器、通知系统等）集成，以共同构建出一个完整的桌面体验。因此，Weston 在 Wayland 生态系统中扮演着重要的角色，为开发者提供了一个灵活的框架来构建现代化的、高效的桌面环境。

Qt5 是常见的嵌入式图形库之一，是一个跨平台的 C++ 应用程序开发框架，提供了丰富的图形界面组件和工具，可以用于开发桌面应用程序、嵌入式应用程序等；QtWayland 是 Qt5 框架中的一个模块，用于支持 Wayland 协议，QtWayland 模块提供了一组 API，使 Qt5 应用程序能够与 Wayland 协议兼容的显示服务器进行交互。

openEuler Embedded 系统支持使用 weston 作为窗口管理器，支持 Qt5 作为嵌入式图形库。

Wayland 框架简介

../_images/wayland_frame.png

Wayland 框架示意图

部分模块介绍：

KMS/DRM： 用于管理显示器与显卡；
evdev： 输入设备驱动程序，可以处理各种输入设备，如键盘、鼠标、触摸屏等；
libinput： 开源输入设备处理库，主要用于处理输入设备事件；
OpenGL： Open Graphics Library，跨平台的图形库，用于渲染2D和3D图形；
Mesa： 开源图形库，实现了OpenGL API的大部分功能，并且可以在多种操作系统和硬件平台上运行；
Wayland： 狭义上讲只是一种显示协议, 可以不依赖于任何具体的 CPU/GPU 架构, 但具体的显示功能是由 Wayland Compositor 的实现而定；

openEuler Embedded 图形栈主要组成包

wayland： 一个用于图形栈合成器（Compositor）与客户端对话的协议，也是该协议的 C 库实现；Compositor 是 wayland 的核心组件，负责管理显示器、窗口和输入设备等硬件资源，并将客户端的图形输出合成为最终的显示图像；客户端是 wayland 的应用程序，通过 Wayland 协议与 Compositor 进行通信，可以是任何类型的应用程序，例如浏览器、文本编辑器、游戏等；
weston： Wayland Compositor 的参考实现；
qtbase： 提供 Qt5 程序应用开发所需的基础功能，是 Qt5 应用开发的基础；
qtsensors： 用于访问和管理传感器硬件；
qtwayland： 封装了 wayland 功能的 Qt5 模块，分为 client 端与 server 端；客户端提供了运行 wayland 客户端 Qt5 程序的方法，服务端提供了 Qt5 Wayland Compositor 应用程序接口，后续可支持用户创建自己的 Compositor；
mesa： OpenGL API 的免费实现；
libdrm： 基础用户态操作 DRM 运行库；
libinput： 转换 evdev 事件为 wayland 事件。

构建指南

构建结合了 meta-openeuler、poky/meta、meta-raspberrypi、meta-qt5、meta-oe 等层，目前支持在x86、树梅派、rk3568等平台构建，构建流程如下：

# 需要基于wayland的wayfire窗口组合器/管理器+基础应用程序，可按如下配置（hmi相关全量特性）
# 树莓派构建例子：
$ oebuild generate -p raspberrypi4-64 -f systemd -f hmi
# x86构建例子：
$ oebuild generate -p x86-64 -f systemd -f hmi

# 不需要wayfire组合器可按如下配置：
# 树梅派构建例子：
$ oebuild generate -p raspberrypi4-64 -f systemd -f openeuler-qt -f opengl -f wayland -d ras-qt
# ok3568构建例子：
$ oebuild generate -p ok3568 -f systemd -f openeuler-qt -f opengl -f wayland -d ok3568-qt
# ryd-3568构建例子：
$ oebuild generate -p ryd-3568 -f systemd -f openeuler-qt -f opengl -f wayland -d ryd-3568-qt

# 进入交互构建终端
$ oebuild bitbake

# 执行构建
$ bitbake openeuler-image
# SDK 构建
$ bitbake openeuler-image -c populate_sdk

Note

hmi特性顾名思义，将持续集成Human Machine Interface相关特性。目前已支持基于wayland的wayfire窗口管理器，集成了诸如文件管理等基本应用。

目前 rk3568 平台对 Qt5、HMI的支持尚不完善，正在开发改进中。

示例

hmi相关image 中集成了一些 demo 程序用于用户态体验并测试功能是否正常：

程序名

作用

wayfire

基于wayland/wlroots的窗口管理启动器（轻量桌面）

lxtask

一款轻量任务管理器（lxde系列）

lxterminal

一款轻量图形终端（lxde系列）

gpicview

一款轻量图像查看器

l3afpad

一款轻量文本编辑器

pcmanfm

一款轻量文件浏览器

qtwebbrowser

一款基于qtwebengine的网页浏览器（QT官方案例）

kmscube

测试驱动（kms/drm）功能，在普通窗口界面运行

helloworld-gui

Qt5 helloworld 程序

wayfire窗口组合器界面的进入（hmi特性镜像）:

# 需BSP图形驱动正常、tty屏幕介质正常方可使用。
$ wayfire
# 类似图形桌面启动，应用可自行探索。

Note

为方便体验，demo启用了强制root启动wayfire，建议用户在正式使用时去除（使用普通用户执行）。另外，如果需要界面登录功能，还需要登录相关图形应用，欢迎伙伴完善贡献。

../_images/wayfiresow.jpg

wayfire及其各类应用 效果图

独立启动QT和eglfs图形应用案例：

$ kmscube
$ helloworld-gui --platform eglfs
$ helloworld-gui --platform linuxfb

Note

Qt5 程序运行时可以通过 --platform 选项来指定使用的平台插件，eglfs 与 wayland 是两种常见的平台插件。

基于weston（wayland标准组合器）启动应用程序案例：

$ weston
$ helloworld-gui --platform wayland
../_images/weston.png

weston 效果图

../_images/helloworld-gui_1.png

helloworld-gui --platform wayland 效果图1

../_images/helloworld-gui_2.png

helloworld-gui --platform wayland 效果图2

快速开发SDK

安装SDK

以树莓派镜像SDK为例（建议启用hmi特性的SDK相对完整）：

# 请将 sdk-dir 替换为您希望安装SDK的目标目录
$ sh openeuler-glibc-x86_64-openeuler-image-cortexa72-raspberrypi4-64-toolchain-24.03-LTS.sh -y -d sdk-dir

Note

重要：由于Qt5 SDK包含主机工具，需进行重定位操作。为确保成功安装，安装目录的长度应不超过构建时设定的动态链接器长度限制，即不超过37个字母。

另外，当前hmi特性的图形SDK已集成qtwebengine等模块，但某些视频流还无法播放，将在后续持续完善。

使用方法

  1. 准备代码

以构建一个hello world程序为例，运行在openEuler Embedded根文件系统镜像中。

创建一个 hello.cpp 文件，源码如下：

#include<QApplication>
#include<QLabel>

int main(int argc,char * argv[])
{
    QApplication app(argc,argv);
    QLabel * label=new QLabel("<h2><i>Hello</i><font color=red>Qt!</font></h2>");
    label->show();
    return app.exec();
}

创建 hello.pro 文件，和 hello.cpp 放在同一个目录；也可先使用 qmake 命令自动生成基础 pro 文件，可能需要手动补充部分内容，详细步骤如下：

$ mkdir hello
$ cd hello
# 编写源码文件如上
$ vi hello.cpp
# 生成 hello.pro 文件
$ qmake -project
# 补充头文件依赖
$ echo "greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets" >> hello.pro

  1. 编译生成二进制

进入 hello.cpp 所在目录，使用工具链编译，命令如下：

# 使用qmake生成 Makefile 文件
$ mkdir build
$ cd build
$ qmake ../hello.pro
$ make
$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB pie executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib64/ld-linux-aarch64.so.1, BuildID[sha1]=32b523488d52d5beba18b01d02cea287604680a9, for GNU/Linux 5.10.0, with debug_info, not stripped

把编译好的 Qt5 程序拷贝到 openEuler Embedded 系统的 /tmp/ 某个目录下（例如 /tmp/myfiles/ ）。如何拷贝可以参考前文所述共享文件系统场景。

  1. 运行用户态程序

在 openEuler Embedded 系统中运行 Qt5 程序。

# cd /tmp/myfiles/
# ./hello --platform eglfs or wayland

如运行成功，则会输出 Hello Qt! 。

Note

meta-qt5 层已对 qtbase 进行了补丁更新，支持通过配置 OE_QMAKE_QTCONF_PATH 环境变量来指定 qt.conf 文件的路径。