# OS-proj

**Repository Path**: tom0078/os-proj

## Basic Information

- **Project Name**: OS-proj
- **Description**: 国科大高级操作系统大作业
- **Primary Language**: C
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-01-22
- **Last Updated**: 2026-01-22

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# RISC-V openEuler 无线投屏工具开发技术文档

**课程名称：** 高级操作系统教程

**实验名称：** 实验5：RISC-V openEuler 无线投屏工具开发

**小组成员：** 雷昊川，李志明，聂平川

**汇报时间：** 2026年1月22日


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## 一、项目介绍

### 1.1 项目背景

本项目是高级操作系统教程的实验作业，旨在开发基于 openEuler 操作系统的 RISC-V 架构笔记本电脑（RVBook）的无线投屏工具。

### 1.2 实验目标

开发 openEuler 到安卓系统大屏的无线投屏工具，实现 RVBook（基于 openEuler 操作系统的 RISC-V 架构笔记本电脑）上的屏幕内容、演示文档、图片、视频实时显示在华为智慧屏、其他大屏上或者 Windows 系统电脑。

具体要求包括：
- 工具操作简单，提供用户友好的操作界面
- 确保数据安全
- 实现高清、流畅播放

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## 二、遇到的问题与尝试

在正式实现之前，我们尝试了多种技术方案，但均遇到了不同程度的问题。

### 2.1 Miraclecast 方案尝试

我们首先调研了实验文档中提示的 Miraclecast 协议库，参考社区的「miraclecast as source」相关步骤进行配置。

**连接过程：**
1. P2P 扫描成功启动
2. 成功扫描到附近的无线节点
3. 发现 P2P 设备后，将其识别为 peer 对象
4. 尝试使用 PBC（Push Button Configuration）方式建立连接

**失败原因：** Windows 11 的 Miracast 实现不支持 PBC 认证方式，连接请求被拒绝。

```
DEBUG: supplicant: connect to 5e:b4:7e:98:f0:c6 via pbc
TRACE: wpa: raw message: FAIL
```

### 2.2 RTSP 协议握手尝试

由于 Windows 11 不接受 PBC 请求，我们尝试通过 RTSP 协议进行连接。

**操作步骤：**
1. 确认两台设备可以互相 ping 通
2. 运行 Python 脚本尝试连接 Windows 11 的 7236 端口

**失败原因：** 报错 `[Errno 111] Connection refused`。尽管 Windows 端已打开"连接"应用，但仍未能成功绑定 TCP 监听端口，经分析为网络端口冲突导致。

### 2.3 Wi-Fi Direct P2P 建组尝试

Miraclecast 的 P2P 扫描模式要求关闭 wpa 协议，在扫描过程中由 Miraclecast 自行建立 wpa 通道进行连接。我们跳过 Miraclecast，直接使用 wpa_supplicant 尝试建立 Wi-Fi Direct 连接。

**结果：** 配置完成后可以发现投屏设备，但 Windows 11 无法响应，强制建组报错 FAIL。

**失败原因：** 经查阅确认，板载网卡驱动被编译为"单接口模式"，物理上不支持多角色并发模式。重新烧录系统后依旧如此，我们被迫彻底放弃标准的 Wi-Fi Direct 直连方案。

### 2.4 Deskreen 方案尝试

我们尝试在 openEuler 的 riscv64 平台上部署 Deskreen。

**遇到的问题：**

1. **Node.js 安装问题：** nvm 在 riscv64 上无法获取官方 Node 二进制，只能走源码编译，触发不兼容的编译选项和 libstdc++ 版本错误。

2. **架构不支持：** Deskreen 依赖的 Electron 和 electron-builder 明确不支持 riscv64 架构：
   ```
   无效的选项值：选项名称: arch, 传入的值: "riscv64", 
   可选的值："ia32", "x64", "armv7l", "arm64", "all"
   ```

3. **运行时依赖：** 即使通过更换镜像、跳过构建脚本完成安装，核心 Electron 运行时依然无法工作。

**结论：** Deskreen 的核心问题是当前生态对 riscv64 桌面应用的结构性不支持。

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## 三、最终解决方案

经过上述方案的尝试，我们发现对系统环境与硬件能力的依赖较高。在 RISC-V 架构以及 openEuler 系统下，受限于网卡驱动能力和系统的服务支持，传统投屏方案难以稳定实现。

因此，我们决定重新寻找更加灵活与可控的投屏方案，最终选择使用 **FFmpeg** 与 **x11vnc** 两种方案，在对底层依赖较少的情况下，实现了屏幕的实时显示。

### 3.1 FFmpeg 方案

基于 FFmpeg 的方案主要通过对 RVBook 的桌面进行实时采集和编码，并将编码后的视频流通过 UDP 网络发送到 Windows 端进行播放。

**技术栈架构：**

| 层级 | 使用技术/协议 | 关键作用 |
|------|--------------|---------|
| 交互层 | Qt 5 | 封装复杂指令，提供用户友好的 GUI |
| 处理层 | FFmpeg | 屏幕捕获与多线程切片编码 (Slices) |
| 编码层 | H.264 (Baseline) | 禁用 B 帧，从编码源头消除解码等待时间 |
| 传输层 | UDP | 牺牲可靠性换取毫秒级低延迟 |
| 网络层 | Infrastructure (WLAN) | 绕过 Realtek 网卡不支持 P2P 并发的驱动缺陷 |

**方案优势：**
- 利用 FFmpeg 强大的编解码能力
- UDP 传输实现低延迟
- H.264 Baseline Profile 禁用 B 帧减少延迟

### 3.2 x11vnc 方案

第二种方案通过 x11vnc 进行远程桌面投屏，RVBook 作为 Server，Windows 设备作为 Viewer，实现完整桌面的实时显示。

**技术栈架构：**

| 层级 | 使用技术/协议 | 关键作用 |
|------|--------------|---------|
| 交互层 | Qt 5 | 封装复杂指令，提供用户友好的 GUI |
| 处理层 | X11 + x11vnc | 直接从 X11 Framebuffer 抓取桌面，绕过 Wayland、GPU 与 Chromium 依赖 |
| 编码层 | RFB Protocol（Raw / Tight / ZRLE） | 轻量级编码与会话管理，CPU 即可完成，支持 view-only / shared |
| 传输层 | TCP | 保证画面完整性与稳定性，避免丢帧导致显示异常 |
| 网络层 | Infrastructure WLAN / Ethernet | 完全绕过 Wi-Fi P2P / WPS / DHCP，规避无线驱动缺陷 |

**方案优势：**
- 部署更加简单
- 稳定性更好
- Windows 端只需通用的 VNC 客户端就可以完成连接

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## 四、QT 界面设计

为了封装复杂的配置命令，提供用户友好的操作界面，我们基于 Qt 5 设计了用户管理界面。

### 4.1 项目结构

```
UserManager/
├── main.cpp              # 程序入口
├── mainwindow.h          # 主窗口头文件
├── mainwindow.cpp        # 主窗口实现（核心界面逻辑）
├── user.h                # 用户/设备抽象类
├── usermanager.h         # 用户管理器头文件
├── usermanager.cpp       # 用户管理器实现
├── mainwindow.ui         # Qt Designer UI 文件
├── CMakeLists.txt        # CMake 构建配置
└── build/                # 构建输出目录
```

### 4.2 核心模块说明

#### 4.2.1 MainWindow 类

`MainWindow` 继承自 `QMainWindow`，负责整个用户管理界面的显示以及所有用户交互逻辑的处理。

**主要功能：**
- 处理按钮点击事件
- 操作用户数据
- 启动/关闭投屏进程
- 同步 UI 状态

**私有成员：**
- 用于管理 Qt Designer 设计的 UI 元素
- 控制投屏的外部进程对象

#### 4.2.2 User 类

`User` 类对一个可投屏的用户或设备进行了抽象，封装了设备的基本信息和连接参数。

#### 4.2.3 UserManager 类

`UserManager` 类封装了各个操作的接口，用于统一管理通过 `User` 抽象出来的所有设备，提供设备的增删改查功能。

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## 五、工作流程

### 5.1 系统工作流程

1. **用户启动应用：** 运行 Qt 界面程序
2. **选择投屏方式：** 用户可选择 FFmpeg 或 x11vnc 方案
3. **配置目标设备：** 输入目标设备的 IP 地址等连接参数
4. **启动投屏：** 点击开始按钮，程序调用相应的投屏进程
5. **win打开接收：** 在下载的ffmpeg的bin目录下打开终端，运行以下命令行.\ffplay.exe -f h264 -fflags nobuffer -flags low_delay -framedrop -strict experimental -probesize 32 -analyzeduration 0 -sync ext -vf "setpts=0" udp://0.0.0.0:20000
6. **实时显示：** 屏幕内容实时传输到目标设备
7. **停止投屏：** 用户点击停止按钮，终止投屏进程

### 5.2 开发工作流程

1. **需求分析与方案调研：** 研究 Miraclecast、RTSP、Wi-Fi Direct 等方案
2. **问题定位与方案迭代：** 分析各方案在 RISC-V + openEuler 环境下的问题
3. **最终方案确定：** 选择 FFmpeg 和 x11vnc 作为实现方案
4. **界面开发：** 使用 Qt 5 开发用户友好的操作界面
5. **集成测试：** 在 RVBook 上进行完整功能测试

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## 六、组内分工

| 成员 | 分工内容 |
|------|---------|
| 雷昊川 | 前期技术调研，x11vnc 投屏方案的设计与实现，投屏效果优化，技术文档编写 |
| 李志明 | 前期技术调研，FFmpeg 投屏方案的设计与实现，投屏效果优化，技术文档编写 |
| 聂平川 | 前期技术调研，Qt 用户界面的设计与开发，投屏方案的整合，投屏效果优化，技术文档编写 |

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## 七、总结

本项目成功实现了基于 RISC-V 架构 openEuler 系统的无线投屏工具。在开发过程中，我们遇到了网卡驱动不支持 P2P 并发模式、Electron 不支持 riscv64 架构等一系列问题。通过不断尝试和方案迭代，最终采用 FFmpeg 和 x11vnc 两种方案，成功实现了 RVBook 到 Windows 设备的实时屏幕投屏功能，并通过 Qt 5 提供了用户友好的操作界面。

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