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使用XCB编写X Window程序（01）：快速起步
估计现在已经没有谁使用XCB这么底层的库写应用程序了，要用也是用经过精心封装的Motif, LessTiff, GTK, Qt, EWL, ETK或者Cairo等高层次的库。我之所以这么费心地去折腾XCB，其实主要也是为了学习。毕竟，使用最接近底层的UI库写代码是学习X协议及GUI编程原理的最好方法。
XCB的主要教程可以参考这里：http://xcb.freedesktop.org/tutorial/
和X协议有关的文档，在这里：http://www.x.org/releases/X11R7.7/doc/
在这里要继续吐槽freedesktop.org。没错，XCB的官网又是在freedesktop.org，而且正如我前几篇随笔中提到的Xft、Freetype一样，文档极其不完善。不过在其XcbApi页面有这样的提示“Refactoring this page...please be patient...”，那就耐心等待吧。好在代码是最好的文档，在Fedora 20中安装libxcb-devel软件包后，可以直接到/usr/include/xcb目录下查看XCB库的头文件，所以真要学习XCB也不是很难。如下图，我系统中的XCB库的头文件：
下面是一个最简单的XCB程序，它的功能是创建一个窗口。由于没有任何事件处理的机制，所以使用了pause()让程序暂停，要退出程序，必须得按Ctrl+C。
1 #include <stdlib.h> 2 #include <sys/time.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <xcb/xcb.h> 5 #include <stdio.h> 6 7 double get_time(){ 8 struct timeval timeval; 9 gettimeofday(&timeval, NULL);10 return (double)timeval.tv_sec + (((double)timeval.tv_usec)/1000000);11 }12 13 int main(){14 double start_time = get_time();15 16 xcb_connection_t *connection = xcb_connect(NULL, NULL);17 const xcb_setup_t *setup = xcb_get_setup(connection);18 xcb_screen_iterator_t iter = xcb_setup_roots_iterator(setup);19 xcb_screen_t *screen = iter.data;20 21 xcb_window_t window = xcb_generate_id(connection);22 xcb_create_window(23 connection,24 XCB_COPY_FROM_PARENT,25 window,26 screen->root,27 100,100,28 400, 300,29 10,30 XCB_WINDOW_CLASS_INPUT_OUTPUT,31 screen->root_visual,32 0, NULL);33 xcb_map_window(connection, window);34 xcb_flush(connection);35 36 printf("花费时间：%f秒。",get_time()-start_time);37 fflush(stdout);38 39 pause();40 xcb_disconnect(connection);41 return 0;42 }
从这段代码可以看出，要创建一个简单的窗口程序，必须经过如下步骤：
1、连接到XServer的Display，通过xcb_connect()函数进行，返回一个xcb_connection_t的指针，在这一步中，同时可以获得当前屏幕的Screen number；
2、获得xcb_setup，通过xcb_get_setup()函数进行。xcb_setup里面保存的是应用程序和XServer之间通讯时需要用到的信息，包括协议的版本、字节的顺序等。一般情况下，我们不需要关注这些细节；
3、获得Screen对象，这一步很重要，也很复杂。重要是因为只有获得一个Screen后，才能在屏幕上创建窗口，创建窗口时需要用到Screen中的一些信息。复杂是因为一个Display可以有多个Screen，所以通过xcb_setup_roots_iterator()函数返回的是一个迭代器，可以通过该迭代器对所有的Screen进行遍历。如果只有一个Screen，则返回的第一个迭代器中的data就指向该Screen。XCB中使用xcb_screen_t结构来保存Screen的信息；
4、创建窗口并显示窗口，这需要三步，第一步先使用xcb_generate_id()函数生成一个ID，第二步使用xcb_create_window()函数创建一个窗口，第三步使用xcb_map_window让窗口显示出来。
通过以上的代码，我还学到了一个技巧，那就是使用gettimeofday()函数来获取一个精确到微秒的时间，用来查看应用程序的耗时。
程序运行如下图：
这个新创建的窗口自己没有背景，所以它创建的时候屏幕上有什么，它窗口里面就有什么。对于程序中用到的数据结构和枚举的含义，可以直接查看xcb的头文件，配合ctags和taglist.vim插件使用的话，只需要按Ctrl+]键，就可以自动跳转到这些数据结构的定义处（在Vim中使用taglist的方法见这里Linux江湖02：打造属于自己的Vim），如下两图：
最后，我对第一个简单的程序进行适当的扩展，看看怎么获取Display中有几个Screen以及怎么遍历Screen，最后显示Screen的一些信息。程序如下：
1 #include <stdlib.h> 2 #include <sys/time.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <xcb/xcb.h> 5 #include <stdio.h> 6 7 double get_time(){ 8 struct timeval timeval; 9 gettimeofday(&timeval, NULL);10 return (double)timeval.tv_sec + (((double)timeval.tv_usec)/1000000);11 }12 13 int main(){14 double start_time = get_time();15 int screen_number;16 17 xcb_connection_t *connection = xcb_connect(NULL, &screen_number);18 const xcb_setup_t *setup = xcb_get_setup(connection);19 xcb_screen_iterator_t iter = xcb_setup_roots_iterator(setup);20 printf("当前的Screen Number为：%d\n",screen_number);21 printf("iter.rem = %d，下面开始遍历:\n",iter.rem);22 23 xcb_screen_t *screen;24 for(; iter.rem!=0; xcb_screen_next(&iter)){25 screen = iter.data;26 printf("*****看到多少行这个提示，就说明有多少个Screen。*****\n");27 printf(" Screen->root:%d\n",screen->root);28 printf(" Screen->root_depth:%d\n",screen->root_depth);29 printf(" Screen->white_pixel:%d\n",screen->white_pixel);30 printf(" Screen->black_pixel:%d\n",screen->black_pixel);31 printf(" Screen->width_in_pixels:%d\n",screen->width_in_pixels);32 printf(" Screen->height_in_pixels:%d\n",screen->height_in_pixels);33 printf(" Screen->width_in_millimeters:%d\n",screen->width_in_millimeters);34 printf(" Screen->height_in_millimeters:%d\n",screen->height_in_millimeters);35 }36 37 38 xcb_window_t window = xcb_generate_id(connection);39 xcb_create_window(40 connection,41 XCB_COPY_FROM_PARENT,42 window,43 screen->root,44 100,100,45 400, 300,46 10,47 XCB_WINDOW_CLASS_INPUT_OUTPUT,48 screen->root_visual,49 0, NULL);50 xcb_map_window(connection, window);51 xcb_flush(connection);52 53 printf("花费时间：%f秒。",get_time()-start_time);54 fflush(stdout);55 56 pause();57 xcb_disconnect(connection);58 return 0;59 }
最后运行效果如下图：
（京山游侠于2014-06-25发布于博客园，转载请注明出处。）