基于VxWorks的嵌入式浏览器解析与布局模块研究

摘要

随着人们对于网络资源的需求量不断增大以及互联网技术的快速发展，各种电子产品市场中涌入了大量提供互联网支持的嵌入式设备产品。在嵌入式设备中充当信息浏览和发布的重要角色的嵌入式浏览器也随之成为了一个研究的领域，高性能、多样化、定制性成为嵌入式浏览器的一个发展趋势。目前国内外已经出现了很多种类的嵌入式浏览器，不乏有一些优秀、功能齐全的浏览器，但是大部分浏览器都是基于Linux嵌入式系统平台开发的，而且解析布局模块与显示模块耦合在一起，GUI的API贯穿于各个模块之间，这使得模块之间缺乏层次感，不利于进行跨平台移植或新的GUI的支持开发工作。
　　VxWorks操作系统是风河公司设计开发的一种嵌入式实时操作系统，它以其高性能的内核，良好的持续发展能力以及友好的用户开发环境被广泛应用于通信、军事、航空航天等高精尖，实时性要求高的领域中，但目前几乎很少有应用在这款实时操作系统之上的浏览器产品。针对VxWorks支持通用的BSD4.4网络及API的特性，本文试图将设计的嵌入式浏览器架构中的解析和布局模块与显示模块之间独立开来，使得解析模块和布局模块执行后，将结果能够以DOM树的数据结构链表形式提供给显示模块进行下一步的显示工作。实现与显示模块的解耦，进而实现能够方便的进行解析和布局模块的跨平台移植，并可以支持多种GUI开发的目的。
　　在网页获取与解析模块之间采用了VxWorks的多任务并发机制，通过共享数据结构结合二进制信号量的方式，实现在获取html数据的同时进行解析布局，每次获取指定长度的html字符串，不但减小了系统内存的压力而且有利于提高整个浏览器的运行效率。将解析过程分为词法分析、语法分析和语义分析三个阶段，依据词法分析的算法结合HTML的标记分类，设计出一个有限自动机来描述词法分析的过程，并成功的引入位图的思想，结合设计的 Hash函数实现高效快速的HTML标记的识别匹配，这和以往的解析算法相比能够大大提高解析的效率和速度。在布局模块中，依据HTML标记布局过程特点的不同，将标记元素分为图片类型、文本类型以及表格类型，针对不同类型使用不同的布局思想进行布局。最后通过将运行结果与IE浏览器的显示结果进行比对，分析总结解析和布局模块的不足及下一步要做的工作。
　　虽然本文在设计中没有支持CSS与JavaScript的解释，但是在解析的过程中，对 CSS和 JavaScript的内容做了分离和存储，保留了对其进行解释的接口。由于嵌入式系统先天具有CPU能力弱、功耗低、内存资源有限等特点，对于浏览器的功能需求不会像我们在PC机上的需求那么高，一般会根据不同的需求对浏览器进行裁剪。因此本文设计的解析和布局模块对于某些具有相应定制性需求的嵌入式浏览器的开发具有一定的适用价值和很好的参考作用。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的组织结构

第二章 嵌入式浏览器开发环境和相关技术分析

2.1 嵌入式操作系统VxWorks的特性

2.2 系统开发工具Tornado

2.3 终端标记语言

2.4 HTTP

2.5 DOM思想

2.6 位图(bitmap)思想

2.7 本章小结

第三章 嵌入式浏览器解析与布局的设计方案

3.1 嵌入式浏览器的整体设计

3.2 浏览器各模块之间的关系

3.3 嵌入式浏览器中的解析和布局概要设计

3.4 嵌入式浏览器解析和布局技术难点及解决方案

3.5 任务同步调度方案

3.6 本章小结

第四章 嵌入式浏览器解析模块详细设计和实现

4.1 主要数据结构

4.2 词法分析

4.3 语法分析

4.4 语义分析

4.5 容错性问题

4.6 本章小结

第五章 嵌入式浏览器布局模块详细设计和实现

5.1 布局数据结构及相关函数介绍

5.2 布局的设计与实现

5.3 本章小结

第六章 性能分析及改进

6.1 环境的搭建

6.2 模块测试与分析

6.3 不足及改进

6.4 本章小结

第七章 总结和展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录