基于LINUX的嵌入式浏览器的设计与实现

　　摘要：嵌入式浏览器可以广泛应用于各种信息电器和便携式网络终端中,在工业控制领域也有着非常广阔的应用前景。 本文提出了一种基于LINUX的嵌入式浏览器,介绍了实现方法和主要功能特点。该浏览器基于现有的嵌入式GUI,利用系统的HTEP函数库实现网络访问,根据文档类型定义和层叠式样式表规范,解析HTML文件和排版显示。此系统在MiniGUI下已成功实现。

　　0 引言

　　随着Intemet 普及率的迅猛增长，浏览器成为获取信息的标准工具，并且已经为广大Intemet 用户所接受。与浏览器相配合的各类软件，如视频、音频的Plug-in，都十分丰富。Intemet 上产生了大量的可浏览资源，也证明了浏览器这种方式的正确性，浏览器将成为网络生活中的。另一方面，消费电子、计算机、通信(3C)一体化趋势日趋明显，嵌入式技术成为研究热点，机顶盒、信息家电等新产品的出现让人们开始关注嵌入式系统，嵌入式浏览器也随之浮出水面。嵌入式浏览器可以广泛应用于Intenet-Tv、iDVD、Web 终端、数字电视机顶盒、掌上电脑等各种信息电器和便携式网络终端中，在工业控制领域也有着非常广阔的应用前景。

　　本文提出了一种基于I 肿D(系统的嵌入式浏览器，并介绍了该浏览器的设计实现方法。

　　1 系统基本原理

　　1.1 嵌入式浏览器的基本工作流程

　　输入 URL，通过网络读取对应HTML 文件：交给HTML 的解析器进行解析，在解析的过程中如果发现新的URL(主要是图片、样式单以及Jscript. 外部代码)，提交给网络部分去读取；在解析的过程中形成DOM 树和Render 树；利用解析结果生成对应控件并排版显示。层次关系如图 1 所示。

　　1.2 嵌入式LINUX 系统

　　对嵌入式应用环境下的LINUX 系统，要求代码空间小，运行速度快，资源需求少。可以通过对通用I 删JX 系统的配置和功能代码精简得到，也可采用商业的嵌入式LINUX。

　　1.3 嵌入式GUI

　　GUI(图形用户接口)是浏览器的运行平台，并提供了窗口编程的接口函数。嵌入式GUI必须运行效率高，功能精干。常用的嵌入式GUI 有MicroWindows、OpenGUI、QT／Enbedded、MiniGui 等。

　　1.4 网络访问

　　网络访问通过HTTP(超文本传输协议)实现浏览器与Web 服务器之间的通信，H'ITP 规定了发送和处理请求的标准方式，规定了浏览器和服务器之间传输的消息格式及各种控制信息。

　　1.5 DTD

　　DTD(文档类型定义)定义了HTML 文件中所有的标签和属性，及标签的嵌套关系和属性的取值范围。它是解析HTML 文件的基础。

　　1.6 DOM

　　DOM(文档对象模型)是HTML，文件解析的结果。它的内容包括了当前HTML 文件中所有的元素、元素的子元素、元素的属性、元素的样式、元素的事件等。

　　1.7 RENDER 树

　　RENDER 树供排版输出程序使用。RENDER．树结构与DOM 树类似，HTML 解析器生成DOM 树的同时生成RENDER 树。RENDER 树的内容定义了实际显示区域的嵌套关系。

　　2 系统设计概要

　　2.1 HTML 解析

　　HTML 解析主要功能是分析取得的HTML 文件，辨认出标签、属性和内容，并根据DTD定义校验元素结构关系。解析结果形成DOM 树和RENDER 树，供输出引擎排版显示。如图2 所示。

　　图2 浏览器基本工作流程

　　HTML 解析可分为以下几个子模块：

　　2.1.1 DTD 构建 。

　　DTD 定义了HTMl。的语法规范。根据应用需要可选择Transitional DTD、FIarIleset DTD及Strict DTD。依据DTD 规范说明，可以建立啪表格，每一个DTD 表格记录定义一种标签的基本信息，包括元素ID、元素名、子元素列表、属性列表等。解析HTML．必须首先构建DTD 表格。

　　2.1.2 语法分析HTML 文件

　　语法分析的主要思路是：读HTMI。缓存区。如是起始标签，分析标签内的标签名、属性和属性值，根据[riD 定义判断此标签是否能被栈顶标签包容(为判断元素的嵌套关系。建立的一个栈表)，如合法，生成DOM 节点，如果此标签需有结束标签，此标签入栈；如包含关系不正确，放弃此标签，继续读缓存。如是结束标签，从栈顶向下查找有否对应起始标签，如有，将对应起始标签以上的栈元素出栈；如没有，放弃此标签，继续读缓存。如是标签间的文本，则放至文本缓冲区，直到读到标签时，生成文本DOM 节点，插入到DOM 树中。在生成DOM 节点时，生成对应的RENDER 节点(DOM 节点与RENDER 节点不一定对应)。每个RENDER 节点代表一矩形区域，RENDER 类型指明该矩形区域的特性，可分为：BlockBOX、InlineBOX、LineBOX、Anonymous BlockBOX 等。在后面排版显示中将介绍各类RENDER 的使用。

　　2.1.3 CSS 的应用

　　作用于标签的CSS 可分为三类：标签的缺省样式、从上层标签继承的样式、标签属性中定义的样式。它们从小到大的应用优先级是：缺省样式、继承上层标签的样式、标签属性中定义的样式。在生成DOM 节点时，分析以上三类样式定义．得到当前元素的应用样式单。样式的数据结构与属性类似。

　　2.2 排版显示

　　排版输出模块利用对HTML 文件解析的结果DOM 树和RENDER 树，生成浏览器窗口及相应的控件，并在屏幕上排版显示。排版是基于CSS2 的规范进行的。

　　排版显示基本原理：所有的HTML 元素在屏幕上都表示为矩形区域(Box)。排版实际上就是把这些Box 摆到正确的位置上。Box 主要可分为InlineBox、BlockBox。BlockBox 代表一个矩形容器框，Linline box 表现为文字、图片等具体内容形成的矩形区域。一个Block Box的直系儿子要么全是Block，要么全是Inline。若一个Block Box 的儿子中，既有Block 又有Inline，就要包装一层．即把inline box 用一个Block Box 包起来。这个自动产生的Block Box就是所谓的Anonymous Block Box。若一个Lnline：Box 有Block Leve 的儿子，那么它自己也应转为Block level。即Inline Box 不可能有Block Box 做儿子。(Block box 和Inline box 的包含关系要求的实现在前面生成RENDER 节点时解决)

　　一个Box 可以在三种定位方式下进行排版：常规定位、定位、浮动定位。通过元索的属性position 和float 可以设置定位方式。

　　2.3 网络访问

　　利用 LINUX 系统的HTTP 函数库，实现浏览器与WEB 服务器的通讯。为了管理多个通讯请求，需要建立任务队列。请求得到响应后，响应结果放在缓冲区，发送消息回对应控件，由控件的处理函数分析响应内容。原理如图3 所示。

　　图3 网络访问原理

　　主要接口函数：

　　AddJobTbQueue(struct Job*Job)：加入新任务到任务队列

　　GetHTMLFile()；利用HTTP 函数实现任务队列的头个任务

　　NetworkContml()：任务调度

　　3 系统功能特点及实现情况

　　此系统设计实现了浏览器的基本功能，能够满足一般嵌入式环境的需要。在的嵌入式GUI 上开发项目，可以借用的科研成果，加快开发进度。系统结构简单，易于实现。代码量较小，资源占用较少。在国产自由软件MiniGUI 下已成功实现。

　　4 结语

　　本文的创新点是基于现有的嵌入式 GUI，利用系统的HTEP 函数库实现网络访问，根据文档类型定义和层叠式样式表规范，解析HTML 文件和排版显示。设计与实现了基于LINUX系统的嵌入式浏览器的基本功能，满足一般嵌入式环境的需要。其次，本系统简单，易于实现，代码较小，资源占有较少。