WinCE Display驅(qū)動(dòng)開發(fā)介紹

在WinCE中，Display驅(qū)動(dòng)由GWES模塊來(lái)管理。WinCE提供了兩種架構(gòu)的Display驅(qū)動(dòng)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(dòng)模型，另一種是基于DirectDraw的Display驅(qū)動(dòng)模型。下面將對(duì)兩種架構(gòu)作簡(jiǎn)單介紹。

1. Display驅(qū)動(dòng)模型

WinCE下的Display驅(qū)動(dòng)直接由GWES模塊管理，它會(huì)直接被GWES模塊管理和調(diào)用。Display驅(qū)動(dòng)實(shí)際上也是分層的，其中包括GPE庫(kù)，該庫(kù)處理一些默認(rèn)的繪圖，相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)的MDD層。用戶只需要開發(fā)和硬件相關(guān)的PDD層驅(qū)動(dòng)就可以了。在WinCE中，整個(gè)架構(gòu)如圖:

如圖，Application為一個(gè)應(yīng)用程序，該程序會(huì)調(diào)用圖形設(shè)備接口函數(shù)(GDI)，而GDI函數(shù)是由Coredll.dll模塊導(dǎo)出的。Coredll.dll會(huì)將函數(shù)調(diào)用的參數(shù)打包，然后觸發(fā)對(duì)另一個(gè)進(jìn)程的本地過(guò)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(guān)的所有交互。GWES模塊會(huì)調(diào)用Display驅(qū)動(dòng)完成對(duì)顯示硬件的操作。Display驅(qū)動(dòng)由GPE和DDL.dll組成，GPE完成基本的默認(rèn)繪圖工作，而DDI.dll實(shí)際上從GPE類上繼承而來(lái)的，并實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的顯示硬件的操作。

2. DirectDraw Display驅(qū)動(dòng)模型

DirectDraw提供了獨(dú)立于硬件的直接訪問(wèn)顯示設(shè)備的能力。它可以通過(guò)直接訪問(wèn)硬件抽象層(HAL)中的一些函數(shù)來(lái)達(dá)到直接操作顯示設(shè)備的目的，在這個(gè)過(guò)程中，不再需要圖形設(shè)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(shí)現(xiàn)這樣的功能，需要在顯示驅(qū)動(dòng)上擴(kuò)展能夠直接訪問(wèn)相關(guān)硬件的函數(shù)。這些函數(shù)會(huì)被DirectDraw模塊調(diào)用，并形成DirectDraw的硬件抽象層(DDHAL)。DirectDraw顯示驅(qū)動(dòng)架構(gòu)如圖:

如圖，DirectDraw的真正實(shí)現(xiàn)代碼都駐留在gwes.dll模塊中，應(yīng)用程序只是連接了一個(gè)小的客戶端，被稱為DDRAW.dll代理，該代理主要負(fù)責(zé)用戶進(jìn)程與系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)程DirectDraw COM接口連接。這樣，用戶請(qǐng)求會(huì)被傳送到內(nèi)核的GWES模塊中。針對(duì)DirectDraw，WinCE提供了一個(gè)名為DirectDraw的GPE庫(kù)(DDGPE)，它是從GPE類上面繼承而來(lái)的。實(shí)際上，DirectDraw顯示驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)相關(guān)函數(shù)即可。GWES.dll模塊中包含GDI和DDRAW兩個(gè)組件，這兩個(gè)組件會(huì)調(diào)用驅(qū)動(dòng)中的DDGPE的相關(guān)接口完成對(duì)硬件的操作。

在上述兩種架構(gòu)中，用戶可以根據(jù)自己的硬件情況選擇相應(yīng)的架構(gòu)。第一種架構(gòu)是基于GPE類繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)的，第二種架構(gòu)是基于DDGPE類繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而第二種架構(gòu)的DDGPE類又是從第一種架構(gòu)的GPE類繼承而來(lái)。關(guān)于兩種類的具體定義，可參見(jiàn)” WINCE600PUBLICCOMMONOAKINC”路徑下的gpe.h和ddgpe.h文件。

本Blog將基于Display驅(qū)動(dòng)模型來(lái)介紹，DirectDraw Display驅(qū)動(dòng)模型不在這里介紹。

WinCE下的Display驅(qū)動(dòng)是基于GPE類來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中GPE中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基本的繪制工作，相當(dāng)于MDD層。用戶需要繼承該類，并實(shí)現(xiàn)里面的其他一些函數(shù)，所以用戶實(shí)現(xiàn)的相當(dāng)于PDD層。

GPE類是一個(gè)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(duì)GPE類中的純虛函數(shù)做相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。開發(fā)Display驅(qū)動(dòng)的大致步驟如下：
(1) 繼承GPE類并定義一個(gè)該類的實(shí)例。
(2) 實(shí)現(xiàn)GetGPE()函數(shù)，把該類的實(shí)例返回給上層的DDI接口。
(3) 實(shí)現(xiàn)DrvEnableDriver(..)和DisplayInit(..)函數(shù)并導(dǎo)出這兩個(gè)接口。
(4) 實(shí)現(xiàn)GPE類中的函數(shù)。

下面將具體介紹實(shí)現(xiàn)的步驟：

1 繼承GPE類

首先，基于GPE類進(jìn)行繼承，如果想在Display驅(qū)動(dòng)支持Rotation可以從GPERotate類上面繼承。實(shí)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(gè)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);
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(jié)構(gòu)如下
struct GPEMode {
int modeId; //開發(fā)者定義的顯示模式的索引號(hào)
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(biāo)使能標(biāo)記
m_CursorVisible：光標(biāo)可視標(biāo)記

用戶可以根據(jù)需要定義相應(yīng)的屬性，在NewGPE類中，需要定義并實(shí)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(shí)現(xiàn)GetGPE函數(shù)

在定義了NewGPE類之后，我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)例，首先定義一個(gè)該類的指針：
static GPE *gGPE = (GPE*)NULL;
然后實(shí)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(gè)NewGPE的實(shí)例。在這個(gè)時(shí)候NewGPE構(gòu)造函數(shù)會(huì)被調(diào)用，一般我們會(huì)在這里面作一些與顯示相關(guān)的初始化的工作。該函數(shù)返回gGPE指針給上層接口。

3 實(shí)現(xiàn)DrvEnableDriver和DisplayInit函數(shù)

Display驅(qū)動(dòng)對(duì)上層的GWES模塊提供了20多個(gè)函數(shù)接口，但是這些函數(shù)并不是直接提供出來(lái)的，實(shí)際上只是通過(guò)一個(gè)DrvEnableDriver(..)函數(shù)來(lái)完成的。該函數(shù)在Display驅(qū)動(dòng)的MDD層中沒(méi)有實(shí)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(hào)，目前為DDI_DRIVER_VERSION。
cj：DRVENABLEDATA結(jié)構(gòu)的大小。
data：指向DRVENABLEDATA結(jié)構(gòu)體。
engineCallbacks：指向一個(gè)回調(diào)函數(shù)結(jié)構(gòu)體，傳入一些GDI函數(shù)到Display驅(qū)動(dòng)中。

其中，DRVENABLEDATA結(jié)構(gòu)中包含了Display驅(qū)動(dòng)中的設(shè)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(huì)導(dǎo)出GWES模塊所需的所有Display驅(qū)動(dòng)的接口函數(shù)。同時(shí)GWES模塊通過(guò)第四個(gè)參數(shù)engineCallbacks提供回調(diào)函數(shù)供Display驅(qū)動(dòng)調(diào)用。該函數(shù)在”ddi_if”中定義。

另一個(gè)重要的函數(shù)是DisplayInit函數(shù)，它是第一個(gè)被執(zhí)行的Display驅(qū)動(dòng)中的函數(shù)，該函數(shù)主要用于讀取注冊(cè)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(dòng)中實(shí)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(cè)表中顯示驅(qū)動(dòng)的相關(guān)注冊(cè)表值
dwNumMonitors：支持的Monitor的個(gè)數(shù)

在該函數(shù)中主要通過(guò)讀取注冊(cè)表信息判斷顯示驅(qū)動(dòng)的存在，如果返回錯(cuò)誤，則GWES會(huì)停止Display驅(qū)動(dòng)的初始化。當(dāng)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(shè)備或做其他的初始化工作。

4 實(shí)現(xiàn)GPE類中的函數(shù)

由于NewGPE繼承于GPE類，所以必須實(shí)現(xiàn)GPE類中的所有純虛函數(shù)，這些函數(shù)實(shí)際上就是PDD層驅(qū)動(dòng)中需要實(shí)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(jié)構(gòu)
modeNumber：顯示模式索引號(hào)

4.2 virtual int NumModes(void)

獲得當(dāng)前驅(qū)動(dòng)支持的顯示模式的個(gè)數(shù)

4.3 virtual SCODE SetMode(INT modeId, HPALETTE *palette)

設(shè)置顯示模式。
modeId：顯示模式索引號(hào)
palette：調(diào)色板指針，指向一個(gè)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(gè)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(biāo)記位，標(biāo)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(shè)置光標(biāo)形狀。
pMask：指向一個(gè)包含光標(biāo)形狀的掩碼
pColorSurface：指向被光標(biāo)使用的顏色繪圖平面
xHot：光標(biāo)熱點(diǎn)的X坐標(biāo)
yHot：光標(biāo)熱點(diǎn)的Y坐標(biāo)
cX：光標(biāo)寬度
cY：光標(biāo)高度

4.6 virtual SCODE MovePointer(int x, int y)

移動(dòng)光標(biāo)到指定位置或者隱藏光標(biāo)
x：光標(biāo)移動(dòng)位置的x坐標(biāo)，若為-1表示隱藏光標(biāo)。
y：光標(biāo)移動(dòng)位置的y坐標(biāo)

4.7 virtual SCODE BltPrepare(GPEBltParms *blitParameters)

在做位塊傳輸前會(huì)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(gè)GPE的位塊傳輸參數(shù)的結(jié)構(gòu)體

4.8 virtual SCODE BltComplete(GPEBltParms *blitParameters)

該函數(shù)用于釋放在BltPrepare中申請(qǐng)的資源
blitParameters：指向一個(gè)GPE的位塊傳輸參數(shù)的結(jié)構(gòu)體

4.9 virtual SCODE Line(GPELineParms *lineParameters, EGPEPhase phase)

畫線函數(shù)
lineParameters：指向一個(gè)GPE的Line結(jié)構(gòu)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(zhǔn)備畫線
gpeContinue：畫線過(guò)程中
gpeComplete：畫線完成

在這里要提一點(diǎn)，有時(shí)我們會(huì)看到在該函數(shù)中調(diào)用另一個(gè)函數(shù)WrappedEmulatedLine(..)，這個(gè)函數(shù)在WinCE的PUBLIC目錄下的參考Display驅(qū)動(dòng)中也可以找到，該函數(shù)是一個(gè)快速的畫線函數(shù)，里面采用了Bresenham畫線算法，通過(guò)采用運(yùn)行速度快的加減和移位運(yùn)算來(lái)完成畫線。

4.10 virtual SCODE SetPalette(const PALETTEENTRY *pSource, USHORT firstEntry, USHORT numEntries)
設(shè)置調(diào)色板

pSource：指向一個(gè)調(diào)色板入口信息的結(jié)構(gòu)體
firstEntry：第一個(gè)入口
numEntries：入口的個(gè)數(shù)

4.11 virtual int InVBlank(void)

顯示設(shè)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(shí)現(xiàn)，也就是在我們的驅(qū)動(dòng)程序中實(shí)現(xiàn)。這些函數(shù)是必須實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)顯示的需求，還可以在顯示驅(qū)動(dòng)中添加其他的函數(shù)，比如對(duì)光標(biāo)的支持，對(duì)旋轉(zhuǎn)的支持等，如下：

4.12 void CursorOn(void)

使能光標(biāo)顯示。

4.13 void CursorOff(void)

禁止光標(biāo)顯示。

4.14 void SetRotateParms(void)

設(shè)置屏幕翻轉(zhuǎn)參數(shù)。

4.15 void DynRotate(int angel)

支持動(dòng)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(dòng)中被實(shí)現(xiàn)。

4.17 PowerHandler(BOOL bOff)

電源控制。
bOff：TRUE表示關(guān)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(yīng)用程序的一個(gè)直接訪問(wèn)顯示驅(qū)動(dòng)的接口，和流設(shè)備驅(qū)動(dòng)中的IoCtls函數(shù)類似。應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用ExtEscape函數(shù)傳送操作碼和數(shù)據(jù)給顯示設(shè)備驅(qū)動(dòng)，DrvEscape函數(shù)會(huì)接收到數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，然后返回相應(yīng)結(jié)果給EstEscape函數(shù)。用戶也可以根據(jù)需要自己定義相應(yīng)的操作碼。
dhpdev：設(shè)備句柄
pso：指向一個(gè)繪圖平面的結(jié)構(gòu)
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