WinCE Display驅動開發(fā)介紹 - 全文

?? 在WinCE中，Display驅動由GWES模塊來管理。WinCE提供了兩種架構的Display驅動模型，可以滿足不同的硬件需求。一種是基于WinCE DDI的Display驅動模型，另一種是基于DirectDraw的Display驅動模型。下面將對兩種架構作簡單介紹。

???????1. Display驅動模型

??????? WinCE下的Display驅動直接由GWES模塊管理，它會直接被GWES模塊管理和調用。Display驅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，相當于驅動的MDD層。用戶只需要開發(fā)和硬件相關的PDD層驅動就可以了。在WinCE中，整個架構如圖:

?

??????如圖，Application為一個應用程序，該程序會調用圖形設備接口函數(GDI)，而GDI函數是由Coredll.dll模塊導出的。Coredll.dll會將函數調用的參數打包，然后觸發(fā)對另一個進程的本地過程調用(LPC)，所有的繪圖和開窗口的工作被傳給內核中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模塊會調用Display驅動完成對顯示硬件的操作。Display驅動由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，并實現了相關的顯示硬件的操作。

???????2. DirectDraw Display驅動模型

???????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。為了實現這樣的功能，需要在顯示驅動上擴展能夠直接訪問相關硬件的函數。這些函數會被DirectDraw模塊調用，并形成DirectDraw的硬件抽象層(DDHAL)。DirectDraw顯示驅動架構如圖:

?

?????? 如圖，DirectDraw的真正實現代碼都駐留在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顯示驅動是由DDGPE和DDHAL組成，而DDGPE中已經包含了DDHAL的功能。用戶需要從DDGPE類繼承并實現相關函數即可。GWES.dll模塊中包含GDI和DDRAW兩個組件，這兩個組件會調用驅動中的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類繼承來實現的，第二種架構是基于DDGPE類繼承來實現的，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” \WINCE600\PUBLIC\COMMON\OAK\INC”路徑下的gpe.h和ddgpe.h文件。

??????? 本Blog將基于Display驅動模型來介紹，DirectDraw Display驅動模型不在這里介紹。

?????? WinCE下的Display驅動是基于GPE類來實現的，其中GPE中已經實現了基本的繪制工作，相當于MDD層。用戶需要繼承該類，并實現里面的其他一些函數，所以用戶實現的相當于PDD層。

?????? GPE類是一個抽象類，其中包含很多純虛函數，只能用于繼承。用戶在繼承了GPE類以后，要對GPE類中的純虛函數做相應的實現。開發(fā)Display驅動的大致步驟如下：

?????? (1)??? 繼承GPE類并定義一個該類的實例。

?????? (2)??? 實現GetGPE()函數，把該類的實例返回給上層的DDI接口。

?????? (3)??? 實現DrvEnableDriver(..)和DisplayInit(..)函數并導出這兩個接口。

?????? (4)??? 實現GPE類中的函數。

??????下面將具體介紹實現的步驟：

?????? 1 繼承GPE類

?????? 首先，基于GPE類進行繼承，如果想在Display驅動支持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);

??????? 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

??????? 用戶可以根據需要定義相應的屬性，在NewGPE類中，需要定義并實現基類中的純虛函數，上面的NewGPE類中已經包含了這些函數的定義，還包括了其他一些函數，將在下面介紹。

??????? 2 實現GetGPE函數

??????? 在定義了NewGPE類之后，我們需要實現一個實例，首先定義一個該類的指針：

??????????? static GPE??? *gGPE = (GPE*)NULL;

???????? 然后實現GetGPE函數，如下：

??? GPE *GetGPE(void)

??? {

??????? if (!gGPE)

??????? {

??????????? gGPE = new NewGPE();

??????? }

?

??????? return gGPE;

??? }

??????? 在該函數中，創(chuàng)建了一個NewGPE的實例。在這個時候NewGPE構造函數會被調用，一般我們會在這里面作一些與顯示相關的初始化的工作。該函數返回gGPE指針給上層接口。

???????? 3 實現DrvEnableDriver和DisplayInit函數

??????? Display驅動對上層的GWES模塊提供了20多個函數接口，但是這些函數并不是直接提供出來的，實際上只是通過一個DrvEnableDriver(..)函數來完成的。該函數在Display驅動的MDD層中沒有實現，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：指向一個回調函數結構體，傳入一些GDI函數到Display驅動中。

??????? 其中，DRVENABLEDATA結構中包含了Display驅動中的設備接口函數的指針，在DrvEnableDriver函數中調用了GPEEnableDriver函數，該函數會導出GWES模塊所需的所有Display驅動的接口函數。同時GWES模塊通過第四個參數engineCallbacks提供回調函數供Display驅動調用。該函數在”ddi_if”中定義。

??????? 另一個重要的函數是DisplayInit函數，它是第一個被執(zhí)行的Display驅動中的函數，該函數主要用于讀取注冊表中的一些信息并作判斷。該函數是可選的，也可以不在驅動中實現它。

??????? 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'\r\n"), gszBaseInstance));

????? }

?

??? return fOk;

}

?

??????????? pszInstance：注冊表中顯示驅動的相關注冊表值

??????????? dwNumMonitors：支持的Monitor的個數

???????? 在該函數中主要通過讀取注冊表信息判斷顯示驅動的存在，如果返回錯誤，則GWES會停止Display驅動的初始化。當然，用戶可以根據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GPE類中的函數

??????? 由于NewGPE繼承于GPE類，所以必須實現GPE類中的所有純虛函數，這些函數實際上就是PDD層驅動中需要實現的函數，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)

??????????? 獲得當前驅動支持的顯示模式的個數

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

??????????? 設置顯示模式。

??????????????? modeId：顯示模式索引號

??????????????? palette：調色板指針，指向一個由EngCreatePalette函數創(chuàng)建的調色板

??????? 4.4 virtual SCODE AllocSurface(GPESurf **surface, INT width, INT height, EGPEFormat format, INT surfaceFlags)

??????????? 在系統(tǒng)內存中創(chuàng)建一個繪圖平面。

??????????????? surface：指向被分配的內存的指針

??????????????? 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。

??????????????? 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，用于確定執(zhí)行BLT的函數

??????????????? blitParameters：指向一個GPE的位塊傳輸參數的結構體

?????? 4.8 virtual SCODE BltComplete(GPEBltParms *blitParameters)

??????????? 該函數用于釋放在BltPrepare中申請的資源

??????????????? blitParameters：指向一個GPE的位塊傳輸參數的結構體

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

??????????? 畫線函數

??????????????? 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中調用另一個函數WrappedEmulatedLine(..)，這個函數在WinCE的PUBLIC目錄下的參考Display驅動中也可以找到，該函數是一個快速的畫線函數，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)

??????????? 設置調色板

??????????????? pSource：指向一個調色板入口信息的結構體

??????????????? firstEntry：第一個入口

??????????????? numEntries：入口的個數

?????? 4.11 virtual int InVBlank(void)

??????????? 顯示設備是否處于垂直消隱期間

??????? 上述函數在GPE類中均被定義為純虛函數，需要在繼承類中實現，也就是在我們的驅動程序中實現。這些函數是必須實現的。根據顯示的需求，還可以在顯示驅動中添加其他的函數，比如對光標的支持，對旋轉的支持等，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)

??????????? 設置屏幕翻轉參數。

?????? 4.15 void DynRotate(int angel)

??????????? 支持動態(tài)翻轉。

??????????????? angel：翻轉角度

?????? 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：該函數必須在驅動中被實現。

?????? 4.17 PowerHandler(BOOL bOff)

??????????? 電源控制。

??????????????? bOff：TRUE表示關閉電源，FALSE表示打開電源

??????? 4.18 ULONG DrvEscape(DHPDEV dhpdev, SURFOBJ* pso, ULONG iEsc, ULONG cjIn, PVOID pvIn, ULONG cjOut, PVOID pvOut)

??????? 該函數提供給應用程序的一個直接訪問顯示驅動的接口，和流設備驅動中的IoCtls函數類似。應用程序通過調用ExtEscape函數傳送操作碼和數據給顯示設備驅動，DrvEscape函數會接收到數據并進行處理，然后返回相應結果給EstEscape函數。用戶也可以根據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：輸入數據buffer的大小

??????????????? pvIn：指向輸入數據buffer

??????????????? cjOut：輸出數據buffer的大小

??????????????? pvOut：指向輸出數據buffer

???????