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WinCE驅(qū)動(dòng)程序模型分類及其相關(guān)概念

出處:互聯(lián)網(wǎng)    發(fā)布于:2011-09-04 11:56:24

  WinCE系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上有一個(gè)很方便的功能,就是原始設(shè)備制造商(OEMs)和獨(dú)立硬件開發(fā)商(IHVs)可以自主開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來支持他們的硬件。因此,在動(dòng)手進(jìn)行觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)之前,深入了解WinCE系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式是非常有必要的。

  (1)從驅(qū)動(dòng)加載方式上的分類

  要編寫WinCE驅(qū)動(dòng)程序首先要確定它是屬于哪類驅(qū)動(dòng)。一般來說,WinCE平臺(tái)上使用的設(shè)備可分為兩類:內(nèi)建設(shè)備和可安裝設(shè)備。因此,從驅(qū)動(dòng)加載方式上WinCE可分為內(nèi)建設(shè)備驅(qū)動(dòng)(Built-In Driver)和可加載驅(qū)動(dòng)(Loadable Driver)。

  WinCE系統(tǒng)可直接使用內(nèi)建設(shè)備,因?yàn)閮?nèi)建設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是與WinCE的組件緊密相連的,也就是內(nèi)建設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是被靜態(tài)地鏈接到GWES(Graphics Windowing and Events  Subsystem)的。這些驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的設(shè)備通常在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),在GWES的進(jìn)程空間內(nèi)被加載,主要是與顯示和輸入有關(guān)的驅(qū)動(dòng)。

  因?yàn)樗鼈儾皇且元?dú)立的DLL形式存在,所以要求每一個(gè)內(nèi)建驅(qū)動(dòng)程序都必須與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口(DDI)的特定接口保持一致。內(nèi)建設(shè)備包括顯示、觸摸屏、音頻、串行埠、LED、電池和PC卡插座等。內(nèi)建驅(qū)動(dòng)程序一般設(shè)計(jì)為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),但有兩個(gè)例外:電池和LED驅(qū)動(dòng)程序由于小而設(shè)計(jì)為靜態(tài)庫(kù)。它們一般儲(chǔ)存在ROM或閃存內(nèi)。

  可加載設(shè)備是指可與平臺(tái)連接和分離的第三方接口設(shè)備,可由用戶隨時(shí)安裝和卸載。這種外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)也被稱為流驅(qū)動(dòng),這些驅(qū)動(dòng)可以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)、或者啟動(dòng)后的任何時(shí)候由設(shè)備管理器動(dòng)態(tài)加載。通常這類驅(qū)動(dòng)是以DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的形式存在,加載后的這些驅(qū)動(dòng)程序也只能以用戶態(tài)的角色運(yùn)行。在WinCE中典型的可加載驅(qū)動(dòng)有:PCMCIA driver(PCMCIA.dll)、Serial driver(SERIAL.dll)、ATAFLASH driver(ATA.dll)、Ethernet driver(NE2000.dll,SMSC100FD.dll)。

  與內(nèi)建驅(qū)動(dòng)程序不同的是,所有可加載流驅(qū)動(dòng)程序都共享一個(gè)公用接口,而且功能也與應(yīng)用程序所用的文件API中的功能匹配。因此,控制可加載設(shè)備的流接口驅(qū)動(dòng)程序一般由應(yīng)用程序存取。也就是說,流接口驅(qū)動(dòng)程序是由一個(gè)特殊文件來將設(shè)備功能展現(xiàn)給應(yīng)用程序的,該文件可被打開、讀取、寫入和關(guān)閉。通常只有OEMs才會(huì)對(duì)內(nèi)建設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行修改,其它自由設(shè)備生產(chǎn)商由于只提供附加的硬件設(shè)備,對(duì)內(nèi)建設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不會(huì)有過多涉及。

  (2)從驅(qū)動(dòng)程序?qū)哟紊戏诸?/STRONG>

  WinCE的好處是具有可定制性,當(dāng)它自帶的驅(qū)動(dòng)程序不能滿足用戶的要求時(shí),用戶可以自己編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。因此按照結(jié)構(gòu)分,WinCE驅(qū)動(dòng)程序又可分為分層的驅(qū)動(dòng)程序和不分層的驅(qū)動(dòng)程序。分層的驅(qū)動(dòng)程序由兩個(gè)設(shè)置好的層組成:上層是模型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(Model Device Driver, MDD),下層是依賴平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)程序(Platform Dependent Driver, PDD)。

  分層的驅(qū)動(dòng)程序中的MDD通常是無需修改可直接使用,MDD的作用是鏈接PDD層并定義它希望調(diào)用的函數(shù)接口:設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供器接口(Device Driver Service Provider Interface, DDSI)。同時(shí)MDD又把不同的函數(shù)集提供給WinCE內(nèi)核,這些函數(shù)叫做設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口(Device Driver Interface, DDI)。不分層的驅(qū)動(dòng)程序是把PDD與MDD寫在一起,沒有做嚴(yán)格的區(qū)分,通常這種驅(qū)動(dòng)比較簡(jiǎn)單,比如ATADISK。簡(jiǎn)單的說,內(nèi)建驅(qū)動(dòng)和加載式流驅(qū)動(dòng)是從驅(qū)動(dòng)與系統(tǒng)其它模塊(調(diào)用者)的接口形式上做的分類;而不分層和分層是從驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式上的分類。

  在開發(fā)過程中,MDD層驅(qū)動(dòng)是不需要被修改的。但和MDD層驅(qū)動(dòng)不同的是,PDD層驅(qū)動(dòng)必須被修改成和特定硬件相匹配的代碼。程序員可以自己開發(fā)一個(gè)PDD程序,但多數(shù)情況下建議開發(fā)者在Platform Builder提供的樣例驅(qū)動(dòng)程序上進(jìn)行修改。在Win CE系統(tǒng)中觸摸屏驅(qū)動(dòng)是一種分層驅(qū)動(dòng)。

  然而問題總是無處不在的,近有人問我驅(qū)動(dòng)調(diào)試助手到底能動(dòng)態(tài)加載哪些驅(qū)動(dòng),為什么在加載USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)時(shí)總是失敗。要解釋這個(gè)問題,首先得弄清楚WinCE中驅(qū)動(dòng)的相關(guān)概念。本文將主要介紹WinCE下驅(qū)動(dòng)程序的分類,但是有些概念性還是要了解的。

  (3) WinCE中驅(qū)動(dòng)的相關(guān)概念

  驅(qū)動(dòng)程序是介于操作系統(tǒng)和設(shè)備之間的一個(gè)代碼層,它的主要作用是為操作系統(tǒng)提供一個(gè)接口,以操作不同的硬件,包括物理的和虛擬的設(shè)備。雖然驅(qū)動(dòng)程序有很多種,但從編程的角度來看,無非是往一個(gè) 固定的框架中添加相應(yīng)的代碼。這里的框架指的是一個(gè)接口,面向操作系統(tǒng)。代碼實(shí)現(xiàn)的宗旨是,在正確的時(shí)間往正確的寄存器中寫正確的值。

  驅(qū)動(dòng)程序的分類,從不同的角度有不同的 分法。拿串口驅(qū)動(dòng)來說,你可以說它是一個(gè)分層驅(qū)動(dòng),你也可以說它是一個(gè)流驅(qū)動(dòng),你還可以說它是開機(jī)時(shí)自動(dòng)加載的驅(qū)動(dòng)……這似乎有點(diǎn)亂。如果你也這么認(rèn)為, 那建議往下看。如果這些你都了如指掌,那就不浪費(fèi)時(shí)間了,當(dāng)然,您愿意找茬,我會(huì)很感謝!

  先說本地驅(qū)動(dòng)(Native Drivers)和流驅(qū)動(dòng)(Stream Drivers)。WinCE下的驅(qū)動(dòng)都可以歸類到這兩個(gè)里面,二者必居其一。這是從驅(qū)動(dòng)程序提供給操作系統(tǒng)的接口來區(qū)分的。流驅(qū)動(dòng)為操作系統(tǒng)提供了流接口函數(shù),如XXX_Init()、XXX_Open()、XXX_Read()、XXX_Write()、XXX_Close()等等。這一類的驅(qū)動(dòng)由Device Manager來管理,它調(diào)用ActivateDeviceEx()函數(shù)來加載流驅(qū)動(dòng)。ActivateDeviceEx()的參數(shù)是注冊(cè)表中相應(yīng)的鍵,用來設(shè)定加載流驅(qū)動(dòng)的屬性,如Index、Order、Prefix等等。流驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)表配置信息一般存放在[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn]下。流驅(qū)動(dòng)加載成功后,應(yīng)用程序通過調(diào)用CreateFile()、ReadFile()、WirteFile()等來訪問流驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。流驅(qū)動(dòng)可以動(dòng)態(tài)管理,驅(qū)動(dòng)調(diào)試助手就是用來幫助調(diào)試這一類驅(qū)動(dòng)的。

  與流驅(qū)動(dòng)相反,本地驅(qū)動(dòng)提供給操作系統(tǒng)的不是標(biāo)準(zhǔn)的流接口,而是事先約定好的特定接口。不同的設(shè)備,接口也不一樣。WinCE中,常見的本地驅(qū)動(dòng)有LCD顯示驅(qū)動(dòng)、觸摸屏驅(qū)動(dòng)、鼠標(biāo)和鍵盤驅(qū)動(dòng)及打印機(jī)驅(qū)動(dòng)等??梢钥吹?,本地驅(qū)動(dòng)主要是人機(jī)界面相關(guān)的驅(qū)動(dòng)。它們由GWES管理,在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)加載。他們?cè)谧?cè)表中也有各自相應(yīng)的配置信息。如鍵鼠的注冊(cè)表配置如下:

  [HKEY_LOCAL_MACHINE"System"CurrentControlSet"Control"Layouts"00000409]

  "Layout File"="kbdmouse.dll"

  "Layout Text"="US"

  "PS2_AT"="kbdmouse.dll"

  "Matrix"="kbdmouse.dll"

  本地驅(qū)動(dòng)由操作系統(tǒng)調(diào)用,應(yīng)用程序不能訪問。對(duì)于這類驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)調(diào)試助手是無能為力的,只能老老實(shí)實(shí)的編譯、、驗(yàn)證。

  WinCE驅(qū)動(dòng)中經(jīng)常會(huì)聽到MDD(Model Device Driver)和PDD(Platform Dependent Driver)的概念,這是從驅(qū)動(dòng)代碼實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)來區(qū)分的。WinCE的驅(qū)動(dòng)可以是單層的,也可以是PDD+MDD。這沒有硬性規(guī)定,一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序可以采用分層結(jié)構(gòu),也可以采用單層結(jié)構(gòu)。一般來說,單層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行效率更高,而分層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方便代碼維護(hù)和移植。拿串口驅(qū)動(dòng)來說,完全可以采用單層結(jié)構(gòu)。而把它分為PDD和MDD,作為一般的開發(fā)者,我們只需實(shí)現(xiàn)PDD層就可以了,MDD層由微軟實(shí)現(xiàn)。這樣,驅(qū)動(dòng)開發(fā)的工作量少很多,而代碼的可靠性則有了更好的保證。至于采用哪一種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng),主要看你的需求。

  WinCE 6.0引入了內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)和用戶態(tài)驅(qū)動(dòng)的概念。在WinCE5.0及先前的版本中,驅(qū)動(dòng)工作在用戶態(tài)。從代碼方面看,內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)和用戶態(tài)驅(qū)動(dòng)沒太大差別。如果驅(qū)動(dòng)中沒有采用什么特別的技術(shù),內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)和用戶態(tài)驅(qū)動(dòng)甚至是二進(jìn)制兼容的。我曾經(jīng)試過將一個(gè)DLL分 別加載到內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài),都工作得很好。內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)被加載到內(nèi)核空間,用戶態(tài)驅(qū)動(dòng)被加載到特定的用戶進(jìn)程空間中。從執(zhí)行效率來看,內(nèi)核態(tài)的驅(qū)動(dòng)效率比用戶 態(tài)的驅(qū)動(dòng)高。從穩(wěn)定性方面考慮,用戶態(tài)的驅(qū)動(dòng)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生致命影響,而內(nèi)核態(tài)的驅(qū)動(dòng)相對(duì)危險(xiǎn)。同樣,采用哪一種類型的驅(qū)動(dòng),也是看你的需求。

  從驅(qū)動(dòng)加載的時(shí)間來看,可分為兩種:系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)加載和需要時(shí)加載。一般來說本地驅(qū)動(dòng)都是在啟動(dòng)時(shí)加載的,所以這里說的主要是流驅(qū)動(dòng)。如果想要驅(qū)動(dòng)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)加載,只需將它的注冊(cè)表配置信息放到[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\]下,如[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\Battery],系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),Device Manager會(huì)自動(dòng)加載它。需要時(shí)加載,顧名思義,就是想加載就加載,想卸載就卸載,很靈活。這里很有必要說一下USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)加載,如USB攝像頭驅(qū)動(dòng),它也屬于需要時(shí)加載的驅(qū)動(dòng)。從驅(qū)動(dòng)的接口來看,它屬于流驅(qū)動(dòng),但相對(duì)普通的流驅(qū)動(dòng),它增加了幾個(gè)函數(shù):USBDeviceAttach()、USBInstallDriver()、USBUnInstallDriver()等。USB攝像頭驅(qū)動(dòng)的加載在USBDeviceAttach()中完成。所以,它無須,也不能,用驅(qū)動(dòng)調(diào)試助手加載。需要時(shí)加載的驅(qū)動(dòng)還有一個(gè)作用,在無法修改系統(tǒng)的情況下,應(yīng)用程序中動(dòng)態(tài)加載該驅(qū)動(dòng),以完成對(duì)硬件的操作。

  綜上所述,WinCE驅(qū)動(dòng)的分類,主要有以下幾種分法:

  按驅(qū)動(dòng)接口分,可分為本地驅(qū)動(dòng)和流驅(qū)動(dòng);

  按驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分,可分為單層驅(qū)動(dòng)和分層驅(qū)動(dòng);

  按驅(qū)動(dòng)加載的空間分,可分為內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)和用戶態(tài)驅(qū)動(dòng);

  按驅(qū)動(dòng)加載的時(shí)間分,可分為啟動(dòng)時(shí)加載和需要時(shí)加載兩種。

  驅(qū)動(dòng)調(diào)試助手,是用來動(dòng)態(tài)管理流驅(qū)動(dòng)。本地驅(qū)動(dòng)和USB驅(qū)動(dòng)不再它的控制范圍之內(nèi),各位在使用時(shí)注意這一點(diǎn)。



  
關(guān)鍵詞:驅(qū)動(dòng)

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