QPA(Qt Platform Abstraction) メモ #Qt

QPAとは

QPAはQt5(正確にはQt4.8)から導入された、プラットフォーム依存部(描画、ユーザー入力等)を隠蔽する仕組み。
Linuxでは.so、Windowsでは.dllの形で提供される。
xcb(X Window System), windows, directfb, linuxfb, eglfsなどのプラグインが用意されている。

普段ユーザーが意識することは無いが、Qtアプリが動作する際はいずれかのQPAプラグインが必ず使用されている。

QPAプラグインの使用方法

環境変数QT_QPA_PLATFORMもしくは、Qtアプリケーション起動時の引数-platformでQPAプラグインを指定することができる。
ただしここで指定するのは、プラグインのファイル名ではなくプラグインが返すキー値（例えばlibqxcb.soではxcb)であることに注意。
指定がない場合はシステムデフォルトのプラグインが使用される。

なおプラグインファイルが置いてあるパスは、QT_QPA_PLATFORM_PLUGIN_PATHで指定できる。

QPAプラグインの作成

参考
http://qt5.jp/learn-qpa-01.html

QPlatformIntegrationPluginとQPlatformIntegrationをそれぞれ継承したクラスを作る。

QPlatformIntegrationはプラットフォーム依存部分を抽象化したクラスを返すメソッドを持っており、それらのメソッドをオーバーライドし、プラットフォームに応じたクラスを返すことでプラットフォーム依存部分を実装する。
QPlatformIntegrationPluginを継承したクラスは少なくとも以下の3メソッドをオーバーライドする必要がある。

    virtual QPlatformWindow *createPlatformWindow(QWindow *window) const = 0;
    virtual QPlatformBackingStore *createPlatformBackingStore(QWindow *window) const = 0;
    virtual QAbstractEventDispatcher *guiThreadEventDispatcher() const = 0;

~~QPlatformIntegrationPluginに記述するQ_PLUGIN_METADATAには対応するQtの"マイナーバージョン"まで指定する必要があるので要注意。~~

Q_PLUGIN_METADATAでインターフェイスを指定する必要がある。Qtのバージョンごとに対応するインターフェイスのバージョンは違っており、異なったバージョンのプラグインは認識されない。
（Qt5.1は5.1, Qt5.2/5.3は5.2が対応しているもよう）

Q_PLUGIN_METADATA(IID "org.qt-project.Qt.QPA.QPlatformIntegrationFactoryInterface.5.1" FILE "hoge.json")

~~上記指定ではプラグインはQt5.1のみで動作し、それ以外(Qt5.2やQt5.0等)では認識されない。~~

また上で説明したプラグインを指定するキー値は上記メタデータのFILEで設定される。

hoge.json

{
    "Keys":[ "hoge" ]
}

QPAプラグインが返すクラスについて

参考
http://qforever.wordpress.com/2012/04/10/qt-platform-abstraction-starter-guide/

QPlatformIntegrationのメソッドが返すクラスについて解説する。
（網羅はしていない）

QPlatformWindow

QPlatformWindowはQWindowから使われ、raise()/lower(), setWindowTitle(), geometry()/setGeometory()といったウィンドウに関するアクションをプラットフォームに伝える。

なおDirectFBプラグインにおいて、ウィンドウのアクションはQt5.1ではDirectFBが持っているcompositorへ通知されていたが、Qt5.2ではプラグインが自前でcompositeしているもよう。

QPlatformBackingStore

ウィンドウの描画エリアクラス。
QPaintDeviceを返すpaintDevice()を持っており、このメソッドでプラットフォーム依存のペイントデバイスを返すことで描画処理を最適化できる。

QPlatformPixmap

QPixmapのプラットフォーム依存部分を抽象化したクラス。
QPaintEngineを返すpaintEngine()を持っており、このメソッドでプラットフォーム依存のペイントエンジンを返すことで描画処理を最適化できる。

ペイントデバイスやペイントエンジンといったQtのPaint Systemについては以下を参照
http://qt-project.org/doc/qt-5/paintsystem.html

DirectFBプラグインについて

参考
http://qt-project.org/wiki/DirectFBAndQt

DirectFBプラグインではQBlittablePlatformPixmapを経由してQBlitterPaintEngineをペイントエンジンとして描画を行う。
QBlitterPaintEngineはQPaintEngineの一部（drawPixmap, fillRect）のみを実装している。
それ以外の処理についてはQBlitterPaintEngineの親クラスであるQRasterPaintEngineに移譲されている。

QBlitterPaintEngineで実装されている描画処理ではQDirectFbBlitterを経由してDirectFBのAPIが呼ばれているため、GPUアクセラレーションが期待できる。
しかしQRasterPaintEnginenに移譲された描画処理はDirectFBのSurfaceをLockして取得したメモリ領域に対して(そこから生成したQImageを介して)描画処理をおこなうため、GPUアクセラレーションは期待できない。

EglFSプラグインについて

EglFSプラグインはX11等のウィンドウシステムを使用せず、EGLを用いて直接フレームバッファへの描画を行うプラグインである。
QEGLPlatformBackingStore::paintDevice()が返すpaint deviceはただのQImageであり、またQPlatformIntegration::createPlatformPixmap()のオーバーライドもないため、描画処理は全てCPUにて行われ、GPUによるパフォーマンス改善は見込めない。
MinimalEglプラグインのようにpaint deviceとしてQOpenGLContextを返してしまうとGL関連のWidgetにて問題が発生するためだと思われる。