Windows CE和 Windows2000/XP設備驅動開發的區別
引 言
Windows CE是一個32位、多任務、多線程的嵌入式操作系統,是微軟專門為信息設備、移動應用、消費類電子產品、嵌入式應用等非PC領域設計的操作系統產品,在外觀和使用的感覺上十分接近桌面Windows系統。它使用平面內存模式尋址,可以同時運行多個程序并支持一個程序中的多個線程,并且非常精煉,只有很小的內存要求。與基于PC的操作系統不同,Windows CE不需要標準硬件,反而支持各種各樣的CPU(如X86、PowerPC、ARM、MIPS等),通過OEM適配層(OEM adaptation layer)可以把Windows CE適配到任何硬件平臺。Windows CE是微軟Windows操作系統家族的一個成員,支持用于Windows 2000/XP和Windows 98等桌面Windows操作系統的Win32 API的一個子集。由于它不是桌面Windows操作系統的一部分或縮減版本,使得開發Windows CE的驅動程序與開發桌面Windows的驅動程序有所不同。本文將著重討論這些區別,以使廣大熟悉桌面Windows驅動程序開發的程序員能快速掌握嵌入式操作系統WindowsCE驅動程序的開發方法。
1 驅動結構模型比較
在桌面Windows系統,以支持Windows2000/XP的WDM驅動模型為例。WDM體系結構實行分層處理,即設備驅動被分成了若干層――最高層驅動程序、中間層驅動程序、最低層驅動程序,如圖1所示。
在Windows CE驅動中,按驅動的結構可以分為兩種類型――分層式設備驅動程序和整體式驅動程序,如圖2所示。分層式設備驅動程序由上層和下層兩部分代碼組成。上層的程序叫做模型設備驅動程序(MDD),下層的程序則叫做平臺相關的驅動程序(PDD)。整體式驅動程序的源代碼由中斷服務線程代碼和針對平臺的代碼組成。
同桌面Windows設備驅動結構模型相比,Windows CE設備驅動相對簡單一些。正如圖1和圖2所示,兩種操作系統的設備驅動雖然存在許多相似的地方,都采用了模塊、分層的設計方法,但是還存在許多不同的地方。在Windows CE操作系統中,分層的驅動程序并不適用于所用的驅動,尤其是將驅動程序分為兩層將會導致在驅動程序操作時附加的功能調用,這無疑會降低驅動程序的效率。對于時間或性能關鍵的實時操作,整體式驅動程序將會更適合。
在桌面Windows系統中,驅動各層通信之間使用一種稱為I/O請求包(IRP)的數據結構進行通信。影響到設備的每個操作都使用I/O請求包,采用層次結構可以使I/O請求過程更加明了。I/O管理器發送IRP來請求驅動程序的處理,通常IRP由分層的驅動程序棧來處理,高層的驅動程序把請求劃分成更簡單的請求并傳遞給下層驅動程序。IRP首先被送到設備堆棧的最上層驅動程序,然后逐漸過濾到下層的驅動程序。每一層驅動程序都可以決定如何處理IRP。而Windows CE驅動各層之間的通信沒有采用IRP通信機制,而是通過接口函數調用實現的。設備驅動程序接口(Device Driver Interface,DDI)是在MDD層中實現的函數集,系統中的GWES模塊通過這個接口調用設備驅動程序;設備驅動程序服務器接口(Device Driver Service Provider Interface,DDSI)是在PDD層中實現的函數集并由MDD調用。
2 設備驅動組成部分比較
簡單地說,驅動程序是一些例程的集合,它們被動地存在,等待主機系統軟件來調用或激活它們。在Win-dows系統中驅動,具體的驅動程序有所不同,其包含的例程也不同,但其主要例程是相同的。圖3描述一個Windows驅動的基本流程。
以下從幾個方面闡述WindowsCE和桌面Windows設備驅動組成的不同。
2.1 驅動程序的入口點
在桌面Windows和Windows CE兩個系統中的驅動程序都含有初始化模塊,該模塊主要功能是完成驅動程序的初始化及卸載。在桌面Windows系統的初始化模塊中,包括每一個設備驅動程序都有的一個初始化入口點――DriverEntry例程,每次設備驅動程序啟動時該例程被系統自動調用。其最重要的功能是設置驅動程序對應于I/O請求的主功能代碼(MajorFunction)的回調例程。DriverEntry例程如下:
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