基于LINUX的嵌入式瀏覽器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著 Intemet普及率的迅猛增長(zhǎng)，瀏覽器成為獲取信息的標(biāo)準(zhǔn)工具，并且已經(jīng)為廣大 Intemet用戶所接受。與瀏覽器相配合的各類軟件，如視頻、音頻的 Plug-in，都十分豐富。 Intemet上產(chǎn)生了大量的可瀏覽資源，也證明了瀏覽器這種方式的正確性，瀏覽器將成為網(wǎng)絡(luò)生活中的核心。另一方面，消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、通信 (3C)一體化趨勢(shì)日趨明顯，嵌入式技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，機(jī)頂盒、信息家電等新產(chǎn)品的出現(xiàn)讓人們開(kāi)始關(guān)注嵌入式系統(tǒng)，嵌入式瀏覽器也隨之浮出水面。嵌入式瀏覽器可以廣泛應(yīng)用于 Intenet-Tv、iDVD、Web終端、數(shù)字電視機(jī)頂盒、掌上電腦等各種信息電器和便攜式網(wǎng)絡(luò)終端中，在工業(yè)控制領(lǐng)域也有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

本文提出了一種基于 I腫 D(系統(tǒng)的嵌入式瀏覽器，并介紹了該瀏覽器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。 1系統(tǒng)基本原理
1.1嵌入式瀏覽器的基本工作流程輸入 URL，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)讀取對(duì)應(yīng) HTML文件：交給 HTML的解析器進(jìn)行解析，在解析的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)新的 URL(主要是圖片、樣式單以及 Jscript外部代碼 )，提交給網(wǎng)絡(luò)部分去讀取；在解析的過(guò)程中形成 DOM樹(shù)和 Render樹(shù)；最后利用解析結(jié)果生成對(duì)應(yīng)控件并排版顯層次關(guān)系如圖 1所示。

1.2嵌入式 LINUX系統(tǒng)

對(duì)嵌入式應(yīng)用環(huán)境下的 LINUX系統(tǒng)，要求代碼空間小，運(yùn)行速度快，資源需求少。可以通過(guò)對(duì)通用 I刪 JX系統(tǒng)的配置和功能代碼精簡(jiǎn)得到，也可采用商業(yè)的嵌入式 LINUX。

1.3嵌入式 GUI
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GUI(圖形用戶接口)是瀏覽器的運(yùn)行平臺(tái)，并提供了窗口編程的接口函數(shù)。嵌入式 GUI必須運(yùn)行效率高，功能精干。常用的嵌入式 GUI有 MicroWindows、OpenGUI、QT／Enbedded、 MiniGui等。

1.4網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)

網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)通過(guò) HTTP(超文本傳輸協(xié)議)實(shí)現(xiàn)瀏覽器與 Web服務(wù)器之間的通信，HITP規(guī)定了發(fā)送和處理請(qǐng)求的標(biāo)準(zhǔn)方式，規(guī)定了瀏覽器和服務(wù)器之間傳輸?shù)南⒏袷郊案鞣N控制信息。

1.5 DTD

DTD(文檔類型定義)定義了 HTML文件中所有的標(biāo)簽和屬性，及標(biāo)簽的嵌套關(guān)系和屬性的取值范圍。它是解析 HTML文件的基礎(chǔ)。

1.6 DOM
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DOM(文檔對(duì)象模型)是 HTML，文件解析的結(jié)果。它的內(nèi)容包括了當(dāng)前 HTML文件中所有的元素、元素的子元素、元素的屬性、元素的樣式、元素的事件等。

1.7 RENDER樹(shù)
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RENDER樹(shù)供排版輸出程序使用。 RENDER．樹(shù)結(jié)構(gòu)與 DOM樹(shù)類似，HTML解析器生成 DOM樹(shù)的同時(shí)生成 RENDER樹(shù)。RENDER樹(shù)的內(nèi)容定義了實(shí)際顯示區(qū)域的嵌套關(guān)系。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要

2.1 HTML解析

HTML解析主要功能是分析取得的 HTML文件，辨認(rèn)出標(biāo)簽、屬性和內(nèi)容，并根據(jù) DTD定義校驗(yàn)元素結(jié)構(gòu)關(guān)系。解析結(jié)果形成 DOM樹(shù)和 RENDER樹(shù)，供輸出引擎排版顯示。如圖 2所示。

HTML解析可分為以下幾個(gè)子模塊：

2.1.1 DTD構(gòu)建。
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DTD定義了 HTMl。的語(yǔ)法規(guī)范。根據(jù)應(yīng)用需要可選擇 Transitional DTD、FIarIleset DTD及 Strict DTD。依據(jù) DTD規(guī)范說(shuō)明，可以建立啪表格，每一個(gè) DTD表格記錄定義一種標(biāo)簽的基本信息，包括元素 ID、元素名、子元素列表、屬性列表等。解析 HTML．必須首先構(gòu)建 DTD表格。

2.1.2語(yǔ)法分析 HTML文件

語(yǔ)法分析的主要思路是：讀 HTMI。緩存區(qū)。如是起始標(biāo)簽，分析標(biāo)簽內(nèi)的標(biāo)簽名、屬性和屬性值，根據(jù) [riD定義判斷此標(biāo)簽是否能被棧頂標(biāo)簽包容 (為判斷元素的嵌套關(guān)系。建立的一個(gè)棧表)，如合法，生成 DOM節(jié)點(diǎn)，如果此標(biāo)簽需有結(jié)束標(biāo)簽，此標(biāo)簽入棧；如包含關(guān)系不正確，放棄此標(biāo)簽，繼續(xù)讀緩存。如是結(jié)束標(biāo)簽，從棧頂向下查找有否對(duì)應(yīng)起始標(biāo)簽，如有，將對(duì)應(yīng)起始標(biāo)簽以上的棧元素出棧；如沒(méi)有，放棄此標(biāo)簽，繼續(xù)讀緩存。如是標(biāo)簽間的文本，則放至文本緩沖區(qū)，直到讀到標(biāo)簽時(shí)，生成文本 DOM節(jié)點(diǎn)，插入到 DOM樹(shù)中。在生成 DOM節(jié)點(diǎn)時(shí)，生成對(duì)應(yīng)的 RENDER節(jié)點(diǎn)(DOM節(jié)點(diǎn)與 RENDER節(jié)點(diǎn)不一定對(duì)應(yīng))。每個(gè) RENDER節(jié)點(diǎn)代表一矩形區(qū)域，RENDER類型指明該矩形區(qū)域的特性，可分為： BlockBOX、InlineBOX、LineBOX、Anonymous BlockBOX等。在后面排版顯示中將介紹各類 RENDER的使用。

2.1.3 CSS的應(yīng)用

作用于標(biāo)簽的 CSS可分為三類：標(biāo)簽的缺省樣式、從上層標(biāo)簽繼承的樣式、標(biāo)簽屬性中定義的樣式。它們從小到大的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)是：缺省樣式、繼承上層標(biāo)簽的樣式、標(biāo)簽屬性中定義的樣式。在生成 DOM節(jié)點(diǎn)時(shí)，分析以上三類樣式定義．得到當(dāng)前元素的應(yīng)用樣式單。樣式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與屬性類似。

2.2排版顯示排版輸出模塊利用對(duì) HTML文件解析的結(jié)果 DOM樹(shù)和 RENDER樹(shù)，生成瀏覽器窗口及相應(yīng)的控件，并在屏幕上排版顯示。排版是基于 CSS2的規(guī)范進(jìn)行的。

排版顯示基本原理：所有的 HTML元素在屏幕上都表示為矩形區(qū)域 (Box)。排版實(shí)際上就是把這些 Box擺到正確的位置上。 Box主要可分為 InlineBox、BlockBox。BlockBox代表一個(gè)矩形容器框，Linline box表現(xiàn)為文字、圖片等具體內(nèi)容形成的矩形區(qū)域。一個(gè) Block Box的直系兒子要么全是 Block，要么全是 Inline。若一個(gè) Block Box的兒子中，既有 Block又有 Inline，就要包裝一層．即把 inline box用一個(gè) Block Box包起來(lái)。這個(gè)自動(dòng)產(chǎn)生的 Block Box就是所謂的 Anonymous Block Box。若一個(gè) Lnline：Box有 Block Leve的兒子，那么它自己也應(yīng)轉(zhuǎn)為 Block level。即 Inline Box不可能有 Block Box做兒子。 (Block box和 Inline box的包含關(guān)系要求的實(shí)現(xiàn)在前面生成 RENDER節(jié)點(diǎn)時(shí)解決)一個(gè) Box可以在三種定位方式下進(jìn)行排版：常規(guī)定位、絕對(duì)定位、浮動(dòng)定位。通過(guò)元索的屬性 position和 float可以設(shè)置定位方式。

2.3網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)

利用 LINUX系統(tǒng)的 HTTP函數(shù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)瀏覽器與 WEB服務(wù)器的通訊。為了管理多個(gè)通訊請(qǐng)求，需要建立任務(wù)隊(duì)列。請(qǐng)求得到響應(yīng)后，響應(yīng)結(jié)果放在緩沖區(qū)，發(fā)送消息回對(duì)應(yīng)控件，由控件的處理函數(shù)分析響應(yīng)內(nèi)容。原理如圖 3所示。
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主要接口函數(shù)： AddJobTbQueue(struct Job*Job)：加入新任務(wù)到任務(wù)隊(duì)列? GetHTMLFile()；利用 HTTP函數(shù)實(shí)現(xiàn)任務(wù)隊(duì)列的頭個(gè)任務(wù)? NetworkContml()：任務(wù)調(diào)度

3系統(tǒng)功能特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)情況此系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了瀏覽器的基本功能，能夠滿足一般嵌入式環(huán)境的需要。在優(yōu)秀的嵌入式 GUI上開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，可以借用最新的科研成果，加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。代碼量較小，資源占用較少。在國(guó)產(chǎn)著名自由軟件 MiniGUI下已成功實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)語(yǔ)

本文的創(chuàng)新點(diǎn)是基于現(xiàn)有的嵌入式 GUI，利用系統(tǒng)的 HTEP函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，根據(jù)文檔類型定義和層疊式樣式表規(guī)范，解析 HTML文件和排版顯示。設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了基于 LINUX系統(tǒng)的嵌入式瀏覽器的基本功能，滿足一般嵌入式環(huán)境的需要。其次，本系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，代碼較小，資源占有較少。

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