Windows下硬件中斷虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)工具和編程方法

用VToolsD 2.03、VC++5.0為自制的PC/XT總線擴(kuò)展卡開發(fā)了虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序Audcard.vxd。該卡每20ms申請一次中斷，中斷由應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)載入系統(tǒng)的Audcard.vxd響應(yīng)并加以處理。中斷服務(wù)程序ISR（InterruptService Routine）結(jié)束后，調(diào)用函數(shù)Shell_PostMessage（）向應(yīng)用程序窗口發(fā)送自定義消息。應(yīng)用程序接受消息后，再通過函數(shù)DeviceIoControl（）與VxD的接口函數(shù)OnW32DeviceIoControl（ ）互傳緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。程序結(jié)束即可動(dòng)態(tài)卸載VxD。

當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，處理器轉(zhuǎn)換為ring0級(jí)保護(hù)模式。Windows系統(tǒng)并不像DOS那樣通過中斷描述符表IDT（InterruptDescriptorTable）直接指向中斷處理過程，而是由IDT入口指向VMM中的程序。該程序?qū)⑴袛嗍欠駷橹袛嗾{(diào)用，如果是，則把中斷控制權(quán)交給虛擬可編程中斷控制器VPICD（VirtualProgrammable Interrupt ControllerDevice），VPICD實(shí)際上是一個(gè)重要的VxD。VPICD再將其交給另一個(gè)注冊了該中斷的VxD（如Audcard.vxd）來處理。VxD程序是通過調(diào)用VPICD服務(wù)VPICD_Virtualize_IRQ來注冊中斷的。

虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序Audcard.vxd的部分源代碼Audcard.h和Audcard.cpp在網(wǎng)上，此應(yīng)用程序使用了下列函數(shù)：CreateFile（）動(dòng)態(tài)加載VxD、CloseHandle（）并動(dòng)態(tài)卸載VxD、PreTranslateMessage（）截獲消息、DeviceIoControl（）與VxD互傳緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序Audcard.vxd經(jīng)調(diào)試后工作正常，未發(fā)生過任何丟失數(shù)據(jù)或死機(jī)的現(xiàn)象。

下面是虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序Audcard.vxd的部分源代碼Audcard.h和Audcard.cpp，限于篇幅，由QuickVxD自動(dòng)生成的Audcard.mak未列出。

①Audcard.h

//AUDCARD.h - include file for VxD AUDCARD

#include

#define DEVICE_CLASS AudcardDevice

#define

AUDCARD_DeviceID UNDEFINED_DEVICE_ID

#define AUDCARD_Init_Order

UNDEFINED_INIT_ORDER#define AUDCARD_Major

#define AUDCARD_Minor 0

#define MY_IRQ 5 //定義5號(hào)中斷

class MyHwInt:public VHardwareInt

{

public:

MyHwInt（）：VHardwareInt（MY_IRQ,0,0,0）{}

virtual VOID OnHardwareInt（VMHANDLE）；

};

class AudcardDevice :

public VDevice

{

public:

virtual BOOL

OnSysDynamicDeviceInit（）；

virtual BOOL OnSysDynamicDeviceExit（）；

virtual DWORD OnW32DeviceIoControl（PIOCTLPARAMS pDIOCParams）；

MyHwInt* pMyIRQ;

};

class AudcardVM : public

VVirtualMachine

{

public:

AudcardVM（VMHANDLE hVM）；

};

class AudcardThread : public VThread

{

public:

AudcardThread（THREADHANDLE hThread）；

};

②Audcard.cpp

//AUDCARD.cpp - main module for VxD AUDCARD

#define DEVICE_MAIN

#include "audcard.h"

Declare_Virtual_Device（AUDCARD）

#define WM_USER_POSTVXD

0x1000

//自定義消息

#undef DEVICE_MAIN

AudcardVM::AudcardVM（VMHANDLE hVM） : VVirtualMachine（hVM） {}

AudcardThread::AudcardThread（THREADHANDLE hThread） :

VThread（hThread） {}

BOOL AudcardDevice::OnSysDynamicDeviceInit（）

//動(dòng)態(tài)加載時(shí)初始化

{

……//硬件初始化

pMyIRQ=new MyHwInt（）；

if（pMyIRQ&&pMyIRQ->hook（）） //掛接中斷

{

pMyIRQ->physicalUnmask（）； //允許中斷

return TRUE;

}

else return FALSE;

}

BOOL

AudcardDevice::OnSysDynamicDeviceExit（）

//動(dòng)態(tài)卸載過程

{

delete pMyIRQ;

return TRUE;

}

DWORD

AudcardDevice::OnW32DeviceIoControl（PIOCTLPARAMS pDIOCParams）

//與Win32應(yīng)用程序的接口函數(shù)

{

……

}

VOID

MyHwInt::OnHardwareInt（VMHANDLE hVM）

{

…… // 中斷處理

SHELL_PostMessage（AppWnd,WM_USER_POSTVXD ,0,0,0,NULL）；

//向應(yīng)用程序窗口發(fā)送消息

sendPhysicalEOI（）； //通知VPICD中斷結(jié)束

}

用VToolsD 2.03、VC++ 5.0為自制的PC/XT總線擴(kuò)展卡開發(fā)了虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序Audcard.vxd。該卡每20ms申請一次中斷，中斷由應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)載入系統(tǒng)的Audcard.vxd響應(yīng)并加以處理。中斷服務(wù)程序ISR（Interrupt Service Routine）結(jié)束后，調(diào)用函數(shù)Shell_PostMessage（ ）向應(yīng)用程序窗口發(fā)送自定義消息。應(yīng)用程序接受消息后，再通過函數(shù)DeviceIoControl（ ）與VxD的接口函數(shù)OnW32DeviceIoControl（ ）互傳緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。程序結(jié)束即可動(dòng)態(tài)卸載VxD。

這樣一個(gè)中斷實(shí)例就完成了。

以上實(shí)例我們已在VTOOlsD3.01和ＶＣ＋＋６中調(diào)試通過，并已成功地在我們開發(fā)的小型實(shí)時(shí)光譜能量輻射儀中得到應(yīng)用。

VxD作為現(xiàn)在流行的編程技術(shù)已逐漸受到廣泛的關(guān)注，在工程技術(shù)中必將有著廣闊的應(yīng)用前景。學(xué)習(xí)、使用此技術(shù)將在科學(xué)研究中給我們帶來便利。