帶你認識WinCE Display驅(qū)動開發(fā)
在WinCE中，Display驅(qū)動由GWES模塊來管理。WinCE提供了兩種架構的Display驅(qū)動模型，可以滿足不同的硬件需求。一種是基于WinCE DDI的Display驅(qū)動模型，另一種是基于DirectDraw的Display驅(qū)動模型。下面將對兩種架構作簡單介紹。
1. Display驅(qū)動模型
WinCE下的Display驅(qū)動直接由GWES模塊管理，它會直接被GWES模塊管理和調(diào)用。Display驅(qū)動實際上也是分層的，其中包括GPE庫，該庫處理一些默認的繪圖，相當于驅(qū)動的MDD層。用戶只需要開發(fā)和硬件相關的PDD層驅(qū)動就可以了。在WinCE中，整個架構如圖:
如圖，Application為一個應用程序，該程序會調(diào)用圖形設備接口函數(shù)(GDI)，而GDI函數(shù)是由Coredll.dll模塊導出的。Coredll.dll會將函數(shù)調(diào)用的參數(shù)打包，然后觸發(fā)對另一個進程的本地過程調(diào)用(LPC)，所有的繪圖和開窗口的工作被傳給內(nèi)核中GWES模塊。GWES模塊被稱為圖形，窗口和事件子系統(tǒng)，專門處理圖形輸出和用戶輸入等事件及相關的所有交互。GWES模塊會調(diào)用Display驅(qū)動完成對顯示硬件的操作。Display驅(qū)動由GPE和DDL.dll組成，GPE完成基本的默認繪圖工作，而DDI.dll實際上從GPE類上繼承而來的，并實現(xiàn)了相關的顯示硬件的操作。
2. DirectDraw Display驅(qū)動模型
DirectDraw提供了獨立于硬件的直接訪問顯示設備的能力。它可以通過直接訪問硬件抽象層(HAL)中的一些函數(shù)來達到直接操作顯示設備的目的，在這個過程中，不再需要圖形設備接口(GDI)的轉(zhuǎn)換。這種直接的方法可以使圖像更加連貫，也提高了顯示的性能。為了實現(xiàn)這樣的功能，需要在顯示驅(qū)動上擴展能夠直接訪問相關硬件的函數(shù)。這些函數(shù)會被DirectDraw模塊調(diào)用，并形成DirectDraw的硬件抽象層(DDHAL)。DirectDraw顯示驅(qū)動架構如圖:
如圖，DirectDraw的真正實現(xiàn)代碼都駐留在gwes.dll模塊中，應用程序只是連接了一個小的客戶端，被稱為DDRAW.dll代理，該代理主要負責用戶進程與系統(tǒng)之間的遠程DirectDraw COM接口連接。這樣，用戶請求會被傳送到內(nèi)核的GWES模塊中。針對DirectDraw，WinCE提供了一個名為DirectDraw的GPE庫(DDGPE)，它是從GPE類上面繼承而來的。實際上，DirectDraw顯示驅(qū)動是由DDGPE和DDHAL組成，而DDGPE中已經(jīng)包含了DDHAL的功能。用戶需要從DDGPE類繼承并實現(xiàn)相關函數(shù)即可。GWES.dll模塊中包含GDI和DDRAW兩個組件，這兩個組件會調(diào)用驅(qū)動中的DDGPE的相關接口完成對硬件的操作。
在上述兩種架構中，用戶可以根據(jù)自己的硬件情況選擇相應的架構。第一種架構是基于GPE類繼承來實現(xiàn)的，第二種架構是基于DDGPE類繼承來實現(xiàn)的，而第二種架構的DDGPE類又是從第一種架構的GPE類繼承而來。關于兩種類的具體定義，可參見” WINCE600PUBLICCOMMONOAKINC”路徑下的gpe.h和ddgpe.h文件。
本Blog將基于Display驅(qū)動模型來介紹，DirectDraw Display驅(qū)動模型不在這里介紹。
WinCE下的Display驅(qū)動是基于GPE類來實現(xiàn)的，其中GPE中已經(jīng)實現(xiàn)了基本的繪制工作，相當于MDD層。用戶需要繼承該類，并實現(xiàn)里面的其他一些函數(shù)，所以用戶實現(xiàn)的相當于PDD層。
GPE類是一個抽象類，其中包含很多純虛函數(shù)，只能用于繼承。用戶在繼承了GPE類以后，要對GPE類中的純虛函數(shù)做相應的實現(xiàn)。開發(fā)Display驅(qū)動的大致步驟如下：
(1) 繼承GPE類并定義一個該類的實例。
(2) 實現(xiàn)GetGPE()函數(shù)，把該類的實例返回給上層的DDI接口。
(3) 實現(xiàn)DrvEnableDriver(..)和DisplayInit(..)函數(shù)并導出這兩個接口。
(4) 實現(xiàn)GPE類中的函數(shù)。
下面將具體介紹實現(xiàn)的步驟：
1 繼承GPE類
首先，基于GPE類進行繼承，如果想在Display驅(qū)動支持Rotation可以從GPERotate類上面繼承。實際上，在”gpe.h”中有如下定義：
typedef GPE GPERotate;
可以看出GPERotate類就是GPE類。在這里，用戶從GPE類上面繼承就可以了，舉個例子如下：
class NewGPE: public GPE
{
private:
GPEMode m_ModeInfo;
DWORD m_colorDepth;
DWORD m_VirtualFrameBuffer;
DWORD m_FrameBufferSize;
BOOL m_CursorDisabled;
BOOL m_CursorVisible;
…
public:
NewGPE(void);
virtual INT NumModes(void);
virtual SCODE SetMode(INT modeId, HPALETTE *palette);
virtual INT InVBlank(void);
virtual SCODE SetPalette(const PALETTEENTRY *source, USHORT firstEntry, USHORT numEntries);
virtual SCODE GetModeInfo(GPEMode *pMode, INT modeNumber);
virtual SCODE SetPointerShape(GPESurf *mask, GPESurf *colorSurface, INT xHot, INT yHot, INT cX, INT cY);
virtual SCODE MovePointer(INT xPosition, INT yPosition);
virtual void WaitForNotBusy(void);
virtual INT IsBusy(void);
virtual void GetPhysicalVideoMemory(unsigned long *physicalMemoryBase, unsigned long *videoMemorySize);
virtual SCODE AllocSurface(GPESurf **surface, INT width, INT height, EGPEFormat format, INT surfaceFlags);
virtual SCODE Line(GPELineParms *lineParameters, EGPEPhase phase);
virtual SCODE BltPrepare(GPEBltParms *blitParameters);
virtual SCODE BltComplete(GPEBltParms *blitParameters);
virtual ULONG GetGraphicsCaps();
virtual ULONG DrvEscape(
SURFOBJ *pso,
ULONG iEsc,
ULONG cjIn,
PVOID pvIn,
ULONG cjOut,
PVOID pvOut);
SCODE WrappedEmulatedLine (GPELineParms *lineParameters);[!--empirenews.page--]
void CursorOn(void);
void CursorOff(void);
#ifdef ROTATE
void SetRotateParms();
LONG DynRotate(int angle);
#endif
};
類NewGPE從GPE類上面繼承，其中包括一些屬性，如下：
m_ModeInfo：顯示模式，結構如下
struct GPEMode {
int modeId; //開發(fā)者定義的顯示模式的索引號
int width; //顯示寬度
int height; //顯示高度
int Bpp; //顯示深度
int frequency; //顯示頻率
EGPEFormat format; // RGB格式，各占多少bit
};
m_colorDepth：顯示深度
m_VirtualFrameBuffer：FrameBuffer的地址
m_FrameBufferSize：FrameBuffer的大小
m_CursorDisabled：光標使能標記
m_CursorVisible：光標可視標記
用戶可以根據(jù)需要定義相應的屬性，在NewGPE類中，需要定義并實現(xiàn)基類中的純虛函數(shù)，上面的NewGPE類中已經(jīng)包含了這些函數(shù)的定義，還包括了其他一些函數(shù)，將在下面介紹。
2 實現(xiàn)GetGPE函數(shù)
在定義了NewGPE類之后，我們需要實現(xiàn)一個實例，首先定義一個該類的指針：
static GPE *gGPE = (GPE*)NULL;
然后實現(xiàn)GetGPE函數(shù)，如下：
GPE *GetGPE(void)
{
if (!gGPE)
{
gGPE = new NewGPE();
}
return gGPE;
}
在該函數(shù)中，創(chuàng)建了一個NewGPE的實例。在這個時候NewGPE構造函數(shù)會被調(diào)用，一般我們會在這里面作一些與顯示相關的初始化的工作。該函數(shù)返回gGPE指針給上層接口。
3 實現(xiàn)DrvEnableDriver和DisplayInit函數(shù)
Display驅(qū)動對上層的GWES模塊提供了20多個函數(shù)接口，但是這些函數(shù)并不是直接提供出來的，實際上只是通過一個DrvEnableDriver(..)函數(shù)來完成的。該函數(shù)在Display驅(qū)動的MDD層中沒有實現(xiàn)，所以需要在PDD層中定義，如下：
BOOL APIENTRY DrvEnableDriver(ULONG engineVersion, ULONG cj, DRVENABLEDATA *data, PENGCALLBACKS engineCallbacks)
{
BOOL fOk = FALSE;
// make sure we know where our registry configuration is
if(gszBaseInstance[0] != 0) {
fOk = GPEEnableDriver(engineVersion, cj, data, engineCallbacks);
}
return fOk;
}
engineVersion：DDI版本號，目前為DDI_DRIVER_VERSION。
cj：DRVENABLEDATA結構的大小。
data：指向DRVENABLEDATA結構體。
engineCallbacks：指向一個回調(diào)函數(shù)結構體，傳入一些GDI函數(shù)到Display驅(qū)動中。
其中，DRVENABLEDATA結構中包含了Display驅(qū)動中的設備接口函數(shù)的指針，在DrvEnableDriver函數(shù)中調(diào)用了GPEEnableDriver函數(shù)，該函數(shù)會導出GWES模塊所需的所有Display驅(qū)動的接口函數(shù)。同時GWES模塊通過第四個參數(shù)engineCallbacks提供回調(diào)函數(shù)供Display驅(qū)動調(diào)用。該函數(shù)在”ddi_if”中定義。
另一個重要的函數(shù)是DisplayInit函數(shù)，它是第一個被執(zhí)行的Display驅(qū)動中的函數(shù)，該函數(shù)主要用于讀取注冊表中的一些信息并作判斷。該函數(shù)是可選的，也可以不在驅(qū)動中實現(xiàn)它。
BOOL APIENTRY DisplayInit(LPCTSTR pszInstance, DWORD dwNumMonitors)
{
DWORD dwStatus;
HKEY hkDisplay;
BOOL fOk = FALSE;
if(pszInstance != NULL) {
_tcsncpy(gszBaseInstance, pszInstance, dim(gszBaseInstance));
}
// sanity check the path by making sure it exists
dwStatus = RegOpenKeyEx(HKEY_LOCAL_MACHINE, gszBaseInstance, 0, 0, &hkDisplay);
if(dwStatus == ERROR_SUCCESS) {
RegCloseKey(hkDisplay);
fOk = TRUE;
}
else
{
RETAILMSG(0, (_T("SALCD2: DisplayInit: can‘t open ‘%s‘rn"), gszBaseInstance));
}
return fOk;
}
pszInstance：注冊表中顯示驅(qū)動的相關注冊表值
dwNumMonitors：支持的Monitor的個數(shù)
在該函數(shù)中主要通過讀取注冊表信息判斷顯示驅(qū)動的存在，如果返回錯誤，則GWES會停止Display驅(qū)動的初始化。當然，用戶可以根據(jù)自己的要求靈活掌握，也可以在這里初始化顯示設備或做其他的初始化工作。
4 實現(xiàn)GPE類中的函數(shù)
由于NewGPE繼承于GPE類，所以必須實現(xiàn)GPE類中的所有純虛函數(shù)，這些函數(shù)實際上就是PDD層驅(qū)動中需要實現(xiàn)的函數(shù)，如下：
4.1 virtual SCODE GetModeInfo(GPEMode *pMode, INT modeNumber)
獲得顯示模式。
pMode：輸出顯示模式結構
modeNumber：顯示模式索引號
4.2 virtual int NumModes(void)
獲得當前驅(qū)動支持的顯示模式的個數(shù)
4.3 virtual SCODE SetMode(INT modeId, HPALETTE *palette)
設置顯示模式。
modeId：顯示模式索引號
palette：調(diào)色板指針，指向一個由EngCreatePalette函數(shù)創(chuàng)建的調(diào)色板
4.4 virtual SCODE AllocSurface(GPESurf **surface, INT width, INT height, EGPEFormat format, INT surfaceFlags)
在系統(tǒng)內(nèi)存中創(chuàng)建一個繪圖平面。
surface：指向被分配的內(nèi)存的指針
width：寬度
height：高度
format：繪圖平面格式
surfaceFlags：標記位，標明在哪分配內(nèi)存
4.5 virtual SCODE SetPointerShape(GPESurf *pMask, GPESurf *pColorSurface, INT xHot, INT yHot, INT cX, INT cY);
設置光標形狀。
pMask：指向一個包含光標形狀的掩碼
pColorSurface：指向被光標使用的顏色繪圖平面
xHot：光標熱點的X坐標
yHot：光標熱點的Y坐標
cX：光標寬度
cY：光標高度
4.6 virtual SCODE MovePointer(int x, int y)
移動光標到指定位置或者隱藏光標
x：光標移動位置的x坐標，若為-1表示隱藏光標。[!--empirenews.page--]
y：光標移動位置的y坐標
4.7 virtual SCODE BltPrepare(GPEBltParms *blitParameters)
在做位塊傳輸前會先執(zhí)行該函數(shù)，用于確定執(zhí)行BLT的函數(shù)
blitParameters：指向一個GPE的位塊傳輸參數(shù)的結構體
4.8 virtual SCODE BltComplete(GPEBltParms *blitParameters)
該函數(shù)用于釋放在BltPrepare中申請的資源
blitParameters：指向一個GPE的位塊傳輸參數(shù)的結構體
4.9 virtual SCODE Line(GPELineParms *lineParameters, EGPEPhase phase)
畫線函數(shù)
lineParameters：指向一個GPE的Line結構體，描述所畫的線
phase：畫線所處的階段，具體描述如下
gpeSingle：畫單根線
gpePrepare：準備畫線
gpeContinue：畫線過程中
gpeComplete：畫線完成
在這里要提一點，有時我們會看到在該函數(shù)中調(diào)用另一個函數(shù)WrappedEmulatedLine(..)，這個函數(shù)在WinCE的PUBLIC目錄下的參考Display驅(qū)動中也可以找到，該函數(shù)是一個快速的畫線函數(shù)，里面采用了Bresenham畫線算法，通過采用運行速度快的加減和移位運算來完成畫線。
4.10 virtual SCODE SetPalette(const PALETTEENTRY *pSource, USHORT firstEntry, USHORT numEntries)
設置調(diào)色板
pSource：指向一個調(diào)色板入口信息的結構體
firstEntry：第一個入口
numEntries：入口的個數(shù)
4.11 virtual int InVBlank(void)
顯示設備是否處于垂直消隱期間
上述函數(shù)在GPE類中均被定義為純虛函數(shù)，需要在繼承類中實現(xiàn)，也就是在我們的驅(qū)動程序中實現(xiàn)。這些函數(shù)是必須實現(xiàn)的。根據(jù)顯示的需求，還可以在顯示驅(qū)動中添加其他的函數(shù)，比如對光標的支持，對旋轉(zhuǎn)的支持等，如下：
4.12 void CursorOn(void)
使能光標顯示。
4.13 void CursorOff(void)
禁止光標顯示。
4.14 void SetRotateParms(void)
設置屏幕翻轉(zhuǎn)參數(shù)。
4.15 void DynRotate(int angel)
支持動態(tài)翻轉(zhuǎn)。
angel：翻轉(zhuǎn)角度
4.16 ULONG *APIENTRY DrvGetMasks(DHPDEV dhpdev)
獲得顯示模式的RGB掩碼
dhpdev：指向掩碼信息，比如RGB565模式為(0xf800，0x07e0，0x001f)
NOTE：該函數(shù)必須在驅(qū)動中被實現(xiàn)。
4.17 PowerHandler(BOOL bOff)
電源控制。
bOff：TRUE表示關閉電源，F(xiàn)ALSE表示打開電源
4.18 ULONG DrvEscape(DHPDEV dhpdev, SURFOBJ* pso, ULONG iEsc, ULONG cjIn, PVOID pvIn, ULONG cjOut, PVOID pvOut)
該函數(shù)提供給應用程序的一個直接訪問顯示驅(qū)動的接口，和流設備驅(qū)動中的IoCtls函數(shù)類似。應用程序通過調(diào)用ExtEscape函數(shù)傳送操作碼和數(shù)據(jù)給顯示設備驅(qū)動，DrvEscape函數(shù)會接收到數(shù)據(jù)并進行處理，然后返回相應結果給EstEscape函數(shù)。用戶也可以根據(jù)需要自己定義相應的操作碼。
dhpdev：設備句柄
pso：指向一個繪圖平面的結構
iEsc：操作碼
cjIn：輸入數(shù)據(jù)buffer的大小
pvIn：指向輸入數(shù)據(jù)buffer
cjOut：輸出數(shù)據(jù)buffer的大小
pvOut：指向輸出數(shù)據(jù)buffer
大致就是這些內(nèi)容，GPE類中的純虛函數(shù)是肯定要實現(xiàn)的，其他的一些函數(shù)根據(jù)需要來實現(xiàn)。我在寫這篇Blog的時候，有些地方有些猶豫，開始覺得自己語文水平不夠，不太會表達，但是也許是因為自己對Display驅(qū)動中的一些知識還是理解的不夠徹底吧。如果有什么問題，請大家諒解，并請指點。
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