IDC资讯中心
图形环境的启动及中文化
本文是构造Linux的图形化安装程序系列文章的第二部分，主要介绍在安装程序装入内存之后，如何启动图形环境并设置中文语言环境。文中除了介绍安装程序对这两个功能的具体编程实现，还介绍了Linux中文化的一些基本知识，包括如何定制安装程序显示中所需要的Locale环境（Glibc和X Window系统两部分），po文件的处理。
在安装程序的第二阶段运行结束之后，整个安装程序已经被调入了内存，这时控制从安装程序的加载程序转到了安装程序的主程序执行。这时的安装程序就像是一个从Linux的控制台环境启动的程序，这个程序进行自动检测并进行基本的设备配置。为了进行图形化安装，安装程序的主程序会启动XFree86子系统并设置，同时设置当前的语言环境为中文环境。
1. 多语言环境支持
为了贚inux下实现多语言支持，必须在定制安装程序时，引入与glibc和图形环境两者对应的多语言环境支持。对于glibc环境而言，它是整个Linux中文化的基础，我们需要在/usr/share/locale目录下保存Locale信息，在/usr/share/consolefonts目录下保存字体信息，在/usr/lib/gconv目录下保存字符转换模块的信息。
对于X Windows环境，我们需要在/usr/X11R6/lib/X11/locale目录下保存X Locale的配置，同时在/usr/X11R6/lib/X11/fonts目录下保存正常显示所需要的字体集。
在安装程序启动之后，必须正确设置LC_*变量同时调用setlocale函数。为了能显示中文，安装程序还必须加载正确的中文字体。
1.1. 国际化的基本概念
国际化（Internationalization，简写为I18N）是指软件在设计结构和机制上支持多语言的扩展特性，其功能和代码设计不针对某一特定语言和地域。Locale是ANSI C语言中最基本的支持国际化的标志，对中文Linux来说，支持中文Locale是最基本的要求。
1.1.1. Locale环境
Locale的命名规则：<语言>_<地区名>.<字符编码名称>
对于zh_CN.GB2312而言，zh表示中文，CN表示大陆地区，GB2312表示使用的字符集为GB2312。
Locale使用一组分类，用户可以独立的操纵每一组分类。用户既能用设置环境变量的方法，也能使用setlocale设置它们。这些分类都保存在/usr/share/locale下。它们包含了：
LC_COLLATE
用于比较和排序。
LC_CTYPE
用于字符分类和字符串处理，控制所有字符的处理方式，包括字符编码，字符是单字节还是多字节，如何打印等。
LC_MONETORY
用于格式化货币单位。
LC_NUMERIC
用于格式化非货币的数字显示。
LC_TIME
用于格式化时间和日期。
LC_MESSAGES
用于控制程序输出时所使用的语言，主要是提示信息，错误信息，状态信息， 标题，标签， 按钮和菜单等。
LC_ALL
它不是环境变量，只是一个宏，可使用setlocale设置所有的LC_*环境变量。这个变量设置之后，可以废除LC_*和LANG的设置值，使得这些变量的设置值与LC_ALL的值一致。
LANG
它的值用于指定上面环境变量没有设置的所有变量值。如果指定了上面任何一个变量的值，则会废除对应的LANG值的缺省设置。
还可以包括其他的环境变量LC_ADDRESS，LC_IDENTIFICATION，LC_PAPER，LC_NAME，LC_TELEPHONE，LC_MEASUREMENT。
标准Locale：
"C"
这是标准的C Locale。它所指定的属性和行为由ISO C标准所指定。它是程序启动时缺省使用Locale。
"POSIX"
这是标准的POSIX Locale。它是标准的C Locale的别名。
""
空名字是让程序选择当前环境设置值。
设置一个中文环境需要正确的设置上述Locale变量，举例来说，在使用zh_CN.GB2312环境时，使用locale命令，所见到的系统环境为：
LANG="zh_CN.GB2312"
LC_CTYPE="zh_CN.GB2312"
LC_NUMERIC="zh_CN.GB2312"
LC_TIME="zh_CN.GB2312"
LC_COLLATE="zh_CN.GB2312"
LC_MONETARY="zh_CN.GB2312"
LC_MESSAGES="zh_CN.GB2312"
LC_PAPER="zh_CN.GB2312"
LC_NAME="zh_CN.GB2312"
LC_ADDRESS="zh_CN.GB2312"
LC_TELEPHONE="zh_CN.GB2312"
LC_MEASUREMENT="zh_CN.GB2312"
LC_IDENTIFICATION="zh_CN.GB2312"
LC_ALL=
1.1.2. 创建Locale环境
为了建立locale环境，我们必须具备下面的描述文件：
locale-data
这个文件定义了Locale环境（LC_*）的所有细节，包括字符的分类与转换，字符排序，区域显示时间，货币显示格式等等。通常是保存在系统的/usr/share/i18n/locales目录下。
charmap
这个文件定义了Locale中所有字符与内码的对应关系。通常是保存在系统的/usr/share/i18n/charmaps目录下。
这两个文件都是纯文本文件，可以使用文本编辑器直接察看和修改。通过这两个文件就可以生成对应的locale环境。缺省条件下，生成的locale环境是以二进制的形式保存在/usr/share/locale目录下。把这两个文本文件生成locale环境的工作是由localedef程序实现的。举例来说，生成zh_CN.GB2312的locale环境：
mkdir /home/usr/share/locale/zh_CN.gb2312
localedef -I zh_CN -f GB2312 zh_CN.GB2312 –prefix=/home
cd /home/usr/share/locale/
mv zh_CN.gb2312 zh_CN.GB2312
这几条命令在/home目录下，生成Locale环境zh_CN.GB2312。因为按照POSIX标准，一个Locale的编码名称是大小写无关的。虽然我们指定的是大写的GB2312，但是glibc为了统一起见，它会生成一个小写的编码名称。但是由于很多程序依赖于zh_CN.GB2312，因此对这个文件进行了改名。
除了Locale环境之外，您还需要gconv文件。这一组文件是用来定义glibc的gconv系统在遇到GB2312编码的字符时，应使用哪一个模块来处理。gconv-modules文件描述了字符编码和处理模块文件对应关系。例如，在/usr/lib/gconv/gonv-modules文件中，需要包含下列行：
alias GB2312// EUC-CN//
1.1.3. X Window系统的多语言环境
X Window系统的多语言环境是在系统底层libc的Locale架构的基础上建立起来的。X函数库需要利用libc提供的函数来进行字符之间的转换。因此，为了使X Window应用程序的Locale正确工作，您必须首先设置一个正确的libc Locale环境，同时正确设置LC_CTYPE这个类别。
指定了编码方式并且将字符的辨识和转换用libc的函数处理之后，X Window系统的多语言处理的主要问题就变为图形显示和输入了。在X系统下，多语言环境必须能做到多语言字符图形化输出和字符输入。字符的图形化输出还要处理字型，这又与字型的设定方式有关。
与libc一样，在X Window系统下也有关于Locale的设置部分，称为X-Locale。XFree86系统都把它保留在/usr/X11R6/lib/X11/locale目录下。在这个目录下的每个Locale都有一个目录，存放各自的X-locale，一般这个文件的名字是XLC_LOCALE。这个文件里面包含了跟该区域编码相关的设定，而文件中以#字号开头的是注释。以安装程序上简体中文XLC_LOCALE的内容为例：
XLC_FONTSET
# fs0 class (7 bit ASCII)
fs0 {
charset {
name ISO8859-1:GL
}
font {
primary ISO8859-1:GL
vertical_rotate all
}
}
# fs1 class
fs1 {
charset {
name GB2312.1980-0:GL
}
font {
primary GB2312.1980-0:GL
}
}
END XLC_FONTSET
以上内容定义的是显示Locale时使用的字符集。在多语言环境中，为了同时显示中英文，系统往往需要多种字体。例如，上例中表示：在显示简体中文时要使用两种不同编码的字体，其中一个是使用了GB2312编码的中文字体，其字体名称以GB2312.1980-0结束，另一个是ISO8859-1编码的英文字体，其字体名称以ISO8859-1结束。
XLC_LOCALE的下一部分定义了Locale中的字体在X系统中的处理方式：
XLC_XLOCALE
encoding_name zh.euc
mb_cur_max 2
state_depend_encoding False
wc_encoding_mask \x30000000
wc_shift_bits 7
cs0 {
side GL:Default
length 1
wc_encoding \x00000000
ct_encoding ISO8859-1:GL
}
cs1 {
side GR:Default
length 2
wc_encoding \x30000000
ct_encoding GB2312.1980-0:GL; GB2312.1980-0:GR
}
END XLC_XLOCALE
cs0定义的部分为iso8859-1编码的英文字符，每个字符占用一个字节。cs1定义的部分为GB2312编码的中文字符，每个字符占用两个字节，这两个字节都必须用GB2312.1980-0的字体来表示。注意，对于上面的X设置，GB2312.1980-1类型的字体是无法正常显示的，除非用户修改X Locale。
除此之外，/usr/X11R6/lib/X11/locale还使用locale.dir和locale.alias文件定义可用X-Locale的名称和位置。其中，locale.dir定义了每个X-Locale文件的位置以及实际的Locale名称。locale.alias文件则定义了每个Locale可能的别名。
X Window 的字体存放在/usr/X11R6/lib/X11/fonts目录下，一般使用PCF的字体。在将新的字体文件拷贝到此目录之后，运行
mkfontdir
由这条命令更新改目录下的fonts.dir的内容。例如，
fzs14.pcf.Z fzs14
helvR12_iso01.pcf.gz -adobe-helvetica-medium-r-normal–12-120-75-75-p-67-iso8859-1
上面两行的信息是从字体文件中抽取出来的，比如，helvR12_iso01.pcf.gz文件中就包含iso8859-1编码的文件。但是，字体文件fzs14.pcf.Z就不包含类似的字体说明信息，因此我们还需要使用fonts.alias文件建立字体别名。
-hlc-song-medium-r-normal–14-140-75-75-c-140-gb2312.1980-0 fzs14
这样在安装程序使用下面的资源时，X Window系统就知道要加载fzs14字体了。
style "font" {
fontset="-*-helvetica-*-r-normal-*-14-*-*-*-*-*-iso8859-1, -*-medium-*-14-*-*-*-*-*-*-gb2312.1980-0"
}
1.2. 安装程序的国际化实现
自动生成po文件
在安装程序中，定义了两个函数_()和__()，前者是对传入的串进行翻译，后者是直接返回传入的串，凡是要进行多语言支持的串必须使用这两个函数。它们两者在安装程序中的用法是不同的。前者是用于一些可以进行重建的界面控件，并且它们的值一般作为局部变量出现；而后者一般用于全局变量，为了让这个串显示多种语言，需要使用translate（）函数进行处理。使用这两个函数的主要目的是可以很方便的使用xgettext程序自动生成po文件。
xgettext只对c语言的源程序文件生效，因此在使用它之前必须先将perl源程序转换为c程序，然后再运行xgettext自动提出需要进行多语言处理的文本串。下面的程序段是po目录下Makefile文件的一部分，它可以自动生成空的po文件。
PMSFILES = $(wildcard *.pm)
PMSCFILES = $(PMSFILES:%=%_.c)
POFILES = $(shell ls *.po)
all: $(PMSCFILES) DrakX.pot
clean:
rm -f empty.po messages $(POFILES:%=%t) $(PMSCFILES)
verif:
perl -ne ‘/^\s*#/ or $$i += my @l = /\b__?\(/g; END { print "$$i\n" }’ $(PMSFILES)
perl -ne ‘$$i += my @l = /\.c:/g; END { print "$$i\n" }’ DrakX.pot
DrakX.pot: $(PMSFILES)
xgettext -F -n –keyword=_ –keyword=__ -o $@ $(PMSCFILES)
rm $(PMSCFILES)
$(PMSCFILES): %_.c: %
perl -pe ‘s|^(__?\()| $$1|; s|#([^+].*)|/*\1*\/|; s|$$|\\n\\|’ $< > $@
处理po文件
在安装程序中po文件并不进行编译。因为perl语言处理文本文件的能力非常强，所以它直接作为文本文件形式存在。在调入po文件时，perl根据msgid和msgstr的内容生成一个hash结构，然后由此结构进行文本串的处理。
#- 此函数加载指定语言的po文件
sub load_po {
my ($lang) = @_;
my ($s, $from, $to, $state, $fuzzy);
#- 将$s中的内容作为一个perl文件存在，在这个文件中生成一个巨大的hash结构
#- 当进行多语言处理时，根据这个hash结构获得翻译的文本串。
$s .= "package po::I18N;\n";
$s .= "no strict;\n";
$s .= "\%{‘$lang’} = (";
$f = "po/$lang.po";
local *F;
my $pid;
unless ($f && -e $f) {
… …
#- 如果文件不存在，则从压缩包中取出此文件，并打开
}
local $_;
while ( ) {
/^msgstr/ and $state = 1;
/^msgid/ && !$fuzzy and $state = 2;
s/@/\\@/g;
if (/^(#|$)/ && $state != 3) {
$state = 3;
if (my @l = $to =~ /%(\d+)\$/g) {
$to =~ s/%(\d+)\$/%/g;
$to = qq([ "$to", ] . join(",", map { $_ – 1 } @l) . " ),";
} else {
$to = qq("$to");
}
#- 形成hash结构，msgid的内容保存在$from中，msgstr的内容保存在$to中
$s .= qq("$from" => $to,\n) if $from;
$from = $to = ”;
}
$to .= (/"(.*)"/)[0] if $state == 1;
$from .= (/"(.*)"/)[0] if $state == 2;
$fuzzy = /^#, fuzzy/;
}
$s .= ");";
no strict "vars";
eval $s;
$pid and waitpid $pid, 0;
!$@;
}
文本串翻译
#- 文本串的翻译过程主要是访问读入po文件所形成的hash结构，由它的值返回翻译后的文本串。
sub translate {
my ($s) = @_;
#- 如果Locale环境未设置，则设置环境为英语
my ($lang) = $ENV{LANGUAGE} || $ENV{LC_MESSAGES} || $ENV{LC_ALL} || $ENV{LANG} || ‘en’;
require lang;
foreach (split ‘:’, $lang) {
#- 如果hash结构未定义，则调入语言对应的po文件
lang::load_po($_) unless defined $po::I18N::{$_};
#- 如果未能正确加载po文件或者待翻译的串不存在，则返回源串$s。
if (%{$po::I18N::{$_}}) {
return if $s eq ‘_I18N_’;
return ${$po::I18N::{$_}}{$s} || $s
}
}
$s;
}
l 设置Locale环境
设置Locale环境主要就是设置Locale变量的值。
#- [ ‘English|United States’, ‘iso-8859-1’, ‘en’, ‘en_US:en’ ]这个数组表示
#- 第一个元素是语言环境的文本描述。
#- 通过第二个元素的值查询%charset结构，可以获得对应的字体。
#- 第三个元素是LANG变量的设置值。
#- 第四个元素是LANGUAGE变量的设置值。
my %languages = (
‘en_US’ => [ ‘English|United States’, ‘iso-8859-1’, ‘en’, ‘en_US:en’ ],
‘zh_CN.GB2312’ => [ ‘Chinese|Simplified’, ‘gb2312’, ‘zh_CN.GB2312’, ‘zh_CN.GB2312:zh_CN.gb2312:zh_CN:zh’ ]
);
my %charsets = (
"iso-8859-1" => [ "lat0-sun16", undef, "iso15",
"iso8859-1", "850", sub { std("iso8859-1", @_) } ],
"gb2312" => [ undef, undef, undef,
"gb2312", "936", "-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-*-gb2312.1980-1" ],
);
unless (-e "$ENV{SHARE_PATH}/locale/$languages{$lang}[2]") {
@ENV{qw(LANG LC_ALL LANGUAGE LINGUAS)} = ();
eval { commands::rm("-r", "$ENV{SHARE_PATH}/locale") };
eval {
#- 取出Locale环境
require packdrake;
my $packer = new packdrake("$ENV{SHARE_PATH}/locale.cz2");
$packer->extract_archive("$ENV{SHARE_PATH}/locale", "UTF-8", $languages{$lang}[2]);
};
}
#- 明确设置Locale的环境变量
$ENV{LC_NUMERIC} = "C";
$ENV{LC_TIME} = "C";
$ENV{LC_COLLATE} = "C";
$ENV{LC_MONETARY} = "C";
$ENV{LC_MESSAGES} = "C";
$ENV{LC_PAPER} = "C";
$ENV{LC_NAME} = "C";
$ENV{LC_ADDRESS} = "C";
$ENV{LC_TELEPHONE} = "C";
$ENV{LC_MEASUREMENT} = "C";
$ENV{LC_IDENTIFICATION} = "C";
$ENV{LC_CTYPE} = $lang;
$ENV{LANG} = $languages{$lang}[2];
$ENV{LANGUAGE} = $languages{$lang}[3];
设置Locale变量之后，调用Gtk::Rc->parse_string()装入所需要的字体资源，然后调用Gtk->set_locale()使Locale设置生效就可以了。
2. 启动图形环境
启动图形环境，实际上就是在系统中运行X服务程序。为了使一个X服务器正常运行，必须生成正确的XFree86配置文件。在安装程序的install_gtk.pm的createXconf函数中创建XFree86配置文件。关于XFree86的详细配置过程您也可以参看《 如何在Linux下实现设备的配置》。
#- 这是安装程序的createXconf函数，它的主要功能是生成XFree86的配置文件。为了使下面
#- 的代码段更清晰，删除了一些根据芯片类型和鼠标类型进行配置的代码。因此，下面的代码和真
#- 实的安装程序代码略有不同而且只支持x86体系结构下的配置文件。
#- 建立真实鼠标设备的别名链接文件/dev/mouse。
symlinkf($mouse_dev, "/dev/mouse");
#- 建立imlib库配置文件和调色板文件的链接文件
symlink("/tmp/stage2/etc/imrc", "/etc/imrc");
symlink("/tmp/stage2/etc/im_palette.pal", "etc/im_palette.pal");
#- 生成XFree86配置文件$file
local *F;
open F, ">$file" or die "can’t create X configuration file $file";
print F <
#- 下面的文本行，实际上是XFree86的配置文件。这个配置文件包含字体路径设置、键盘设置、
#- 鼠标设备设置、监视器设置和屏幕设置部分。
Section "Files"
FontPath "/usr/X11R6/lib/X11/fonts:unscaled"
EndSection
#- 键盘设置部分，设置当前键盘为标准键盘。
Section "Keyboard"
Protocol "Standard"
AutoRepeat 0 0
LeftAlt Meta
RightAlt Meta
ScrollLock Compose
RightCtl Control
XkbDisable
END
EndSection
#- 设置鼠标配置，包括设置鼠标的通讯协议类型以及鼠标设备对应的设备文件。
Section "Pointer"
Protocol "$mouse_type"
Device "/dev/mouse"
ZAxisMapping 4 5
EndSection
#- 设置监视器配置。由于在定制安装环境时，只使用了3.3.6的X服务器XF86_VGA16和
#- XF86_FBDev，这两种服务器的X配置文件都是无法指定显示分辨率的。对于XF86_VGA16，
#- 它只能支持640×480的16色显示方式。对于XF86_FBDev，它支持的显示方式是由当时内核
#- Framebuffer的工作模式决定的。比如，内核以0x311方式启动，那么对应的分辨率是
#- 640×480的16位色，那么在使用XF86_FBDev作为X服务器时，X的对应配置也必须与此完#- 全一致。
Section "Monitor"
Identifier "My Monitor"
VendorName "Unknown"
ModelName "Unknown"
HorizSync 31.5-35.5
VertRefresh 50-70
Modeline "640×480" 25.175 640 664 760 800 480 491 493 525
Modeline "640×480" 28.3 640 664 760 800 480 491 493 525
ModeLine "800×600" 36 800 824 896 1024 600 601 603 625
EndSection
#- 使用XF86_VGA16作为X服务器时，对应的X配置节。
Section "Screen"
Driver "vga16"
Device "Generic VGA"
Monitor "My Monitor"
Subsection "Display"
Modes "640×480"
ViewPort 0 0
EndSubsection
EndSection
#- 使用XF86_FBDev作为X服务器时，对应的X配置节。设置Modes为"default"，表示选择
#- 的模式与内核启动时设置的模式相同。
Section "Screen"
Driver "fbdev"
Device "Generic VGA"
Monitor "My Monitor"
Subsection "Display"
Depth 16
Modes "default"
ViewPort 0 0
EndSubsection
EndSection
END
将上述程序段运行之后，X配置脚本就生成了，这时就可以使用这个配置脚本文件启动X服务程序了。下面这段启动X的程序是来自于文件install_steps_gtk.pm。
devices::make("/dev/kbd");
local (*T1, *T2);
open T1, ">/dev/tty5";
open T2, ">/dev/tty6";
#- 执行X服务器程序，返回1表示运行成功。
my $launchX = sub {
my $ok = 1;
#- 接管信号SIGCHLD的处理程序
#- 在进程终止时，SIGCHLD信号被发送给它的父进程。此程序在子进程结束时调用。
local $SIG{CHLD} = sub { $ok = 0 if waitpid(-1, c::WNOHANG()) > 0 };
#- 子进程执行
#- XF86_FBDev -kb -dpms -s 240 -allowMouseOpenFail -xf86config $f
#- allowMouseOpenFail允许鼠标打开失败
unless (fork) {
exec $_[0], "-kb", "-dpms","-s" ,"240",
"-allowMouseOpenFail", "-xf86config", $f or exit 1;
}
#- 测试X服务器是否成功激活
foreach (1..60) {
sleep 1;
log::l("Server died"), return 0 if !$ok;
return 1 if c::Xtest($ENV{DISPLAY});
}
log::l("Timeout!!");
0;
};
#- 准备测试的X服务器
my @servers = qw(FBDev VGA16);
foreach (@servers) {
log::l("Trying with server $_");
my $dir = "/usr/X11R6/bin";
my $prog = "XF86_$_";
#- 如果X服务程序不可执行
unless (-x "$dir/$prog") {
#- 删除/usr/X11R6/bin/下的所有X服务程序
unlink $_ foreach glob_("$dir/X*");
#- 从安装盘上拷贝对应的X服务程序
install_any::getAndSaveFile("HappyLinux/happyinst$dir/$prog", "$dir/$prog") or die "failed to get server $prog: $!";
chmod 0755, "$dir/$prog";
}
#- 根据/proc/fb文件的内容检测内核是否启动了Framebuffer方式。
if (/FB/) {
!$o->{vga16} && $o->{allowFB} or next;
$o->{allowFB} = &$launchX($prog) and goto OK;
} else {
$o->{vga16} = 1 if /VGA16/;
&$launchX($prog) and goto OK;
}
}
注： （我们在此专题中介绍的是HappyLinux 3.0的安装程序，它的安装程序源码您可以在安装盘的/HappyLinux/happyinst/usr/bin/perl-install目录下找到。安装程序的源码是由Perl编制的，使用PerlGtk绘制图形化用户接口。）
