DirectFB on Beagleboard

DirectFB 是 graphical library，支援 input event handling、window management 等，我們藉由 DirectFB 可以在 embedded system 上建立 GUI 的環境，DirectFB 透過 framebuffer 或 /dev/mem 控制底層硬體，所以在開始之前，先確定這兩條路在 kernel 裡有一條是通的，若是走 fbdev 別忘了在 rootfs 裡建立 /dev/fb0。



雖然是「DirectFB on Beagleboard」，但和 beagleboard 沒有太大關係，我只是把它當作 demo 的平台。CPU 是 TI OMAP3530 (Cortex-A8 / armv7a) 我並沒有特別針對 armv7a 作最佳化，同時在編譯 DirectFB 時也沒有將 beagleboard 支援的 3D 功能 enable (少了 SDK...)，所以以下的動作是可以套用在其他 arm 的平台上。

單純想要手動去建立一個系統，從 BusyBox 開始編起，慢慢拼湊自己想要的系統，唯一的好處是整個過程會遇到很多問題，所以會學到一些東西，對系統的掌握也更多。OpenEmbedded 是個好東西，只是每次下個指令就把系統建好的感覺很不踏實 ;)



下載每個套件的 source，由於套件的相依性，因此由 zlib 開始編譯最後則是 Lite，Lite 是以 directFB 為基礎的 toolkit，編譯它的目的只是為了執行它的 samples 驗證 directFB 是可以動的(此外，Lite 也是 DFBterm 的相依套件)，如果有 touchscreen 那麼 tslib 是必要的套件。

可以直接下載每個套件對應的 build-script，直接修改，例如：

make clean
STAGING=/home/sean/openmoko/embedded-gui/dist
./configure --prefix=/usr \
--host=arm-none-linux-gnueabi \
--enable-shared=yes --enable-static=yes \
CFLAGS="-I${STAGING}/usr/include" \
LDFLAGS="-L${STAGING}/usr/lib"
LIBS="-lz"

make DESTDIR=${STAGING} install

把 STAGING 改成你自己的工作目錄， --host 則是你使用的 cross-toolchain。另外， jpeg 及 directfb 先天營養不良，從官網抓下來的套件就無法順利編譯或安裝，所以下面的 patch 要先打上...

fix_errro_when_install.patch
fix_missing_libtool_error.patch
add_missing_header_file.patch

在編譯 (cross-compile) 套件時，configure 的動作要特別小心，好一點的狀況是有 error 產生，最麻煩的是 configure 時告訴你沒有問題，編譯時卻發生錯誤，事實上在 configure 程序就已經出錯了，通常是在作環境變數的檢查時 configure 搞混了，所以我會利用 screen 將整個過程紀錄下來，再稍微看一下。

以下面例子而言，在 configure 前，特別指定 LIBPNG_CONFIG 的用意是因為 configure 會找到 /usr/lib/libpng-config，但這是我 host (x86) 上的，並不是真正要的

STAGING=/home/sean/openmoko/embedded-gui/dist

LIBPNG_CONFIG=${STAGING}/usr/bin/libpng-config ./configure \
    --prefix=/usr \
    --host=arm-none-linux-gnueabi \
    --target=arm-none-linux-gnueabi \
    --enable-static=yes --enable-shared=yes \
    ...

編到 directFB 套件我們就可以先把所有產生的 header / lib / binary 等，放到 rootfs 上作測試，執行 dfbscreen 如果沒有意外的話會給你沒營養的錯誤訊息：

   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~| DirectFB 1.3.1 |~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
       (c) 2001-2008  The world wide DirectFB Open Source Community
       (c) 2000-2004  Convergence (integrated media) GmbH
     ----------------------------------------------------------------

(*) DirectFB/Core: Single Application Core. (2009-05-15 09:48)
(!) DirectFB/core/system: No system found!
(!) Tools/Screen: DirectFBCreate() failed!
   --> No (suitable) implementation found!

用 strace 試著找出問題點，是因為編譯 directFB 時把 /home/sean/openmoko/embedded-gui/dist 路徑寫進產生的 library 及執行檔裡，所以執行 dfbscreen 時，如果在該目錄裡找不到它需要的，便丟出錯誤訊息。找不到是必然的，因為編譯出的檔案最後是放在 rootfs 的 / 目錄下。

路徑寫到編譯產生的檔案裡是 linker 參數 rpath 造成的，如果我們是在系統下編譯套件並把該套件安裝在系統下，那麼寫入路徑是沒有問題的，但 cross-compile 就會有麻煩了，假設你編譯了套件 A 並將它安裝在 ${STAGING} ，假若套件 B 相依於套件 A，在編譯套件 B 時必須指定套件 A 的安裝路徑，這時候就有可能發生 rpath 的問題了，我是透過修改 configure 檔，把參數 rpath 改成 rpath-link 解決這個問題，編譯後可以檢查是否還有 rpath 的影響：

#!/bin/bash
find $1 -name "*" | xargs arm-none-linux-gnueabi-readelf -d | grep RPATH

change_rpath_to_rpath-link.patch
jpeg_rpath_to_rpath-link.patch

討論 cross-compile 的路徑問題可以參考 Avoiding libtool minefields， 詳細說明會遇到的狀況。繼續編譯 Lite 會出現錯誤，類似：

arm-none-linux-gnueabi-ranlib .libs/liblite.a
creating liblite.la
/bin/sed: can't read /usr/lib/libfusion.la: No such file or directory
libtool: link: `/usr/lib/libfusion.la' is not a valid libtool archive
make[1]: *** [liblite.la] Error 1

找不到 /usr/lib/libfusion.la，root cause 也是因為路徑的問題，函式庫之間會有相依性，我們也許只知道某個套件需要函式庫 A，但不清楚 A 是相依於哪些函式庫，libtool / .la 則是可以用來解決這樣的問題，只是在 cross-compile 時，反而造成問題。以下節錄 libdirectfb.la 檔：

...
# The name of the static archive.
old_library='libdirectfb.a'

# Libraries that this one depends upon.
dependency_libs=' -L/home/sean/openmoko/embedded-gui/dist/usr/lib \
        /usr/lib/libfusion.la /usr/lib/libdirect.la -lpthread \
        /home/sean/openmoko/embedded-gui/dist/usr/lib/libjpeg.la \
        /usr/lib/libpng.la -lz -lm /usr/lib/libfreetype.la \
        /usr/lib/libts.la -ldl

...
dependency_libs 會提供該套件相依的 library，但是路徑卻是錯的，解決的方法是把所有 *.la 的 dependency_libs 注解掉，取而代之的是在 configure 時就指定 linker or compiler 所需的參數：

#!/bin/bash
find $1 -name "*.la" | xargs sed -i 's/dependency_libs/#dependency_libs/g'

最後附上 lite_simple 在 beagleboard 上的執行畫面