www.44112.comWindows CE下驱动开发基础

2020-01-28

  WindowsCE下的串口驱动程序能够处理所有I/O行为类似串口的设备,包括基于16450、16550UART(通用异步收发芯片)的设备和一些采用DMA的设备,常见的有9针串口、红外I/O口、Modem等。在%_WINCEROOT%\Public\Common\OAK\Drivers\Serial目录下,COM_MDD2子目录包含新的串口驱动MDD层函数代码。COM16550子目录包含串口驱动PDD层代码。SER16550子目录包含的一系列函数专用于控制与16550兼容的UART,这样PDD层的主要工作就是调用SER16550中的函数。还有一个ISR16550子目录包含的是串口驱动程序专用的可安装ISR(中断服务例程),而很多硬件设备驱动程序采用CE默认的可安装ISRgiisr.dll。一般串口设备相应的注册表设置例子及意义如下:

  串口1 被用于与Modem设备通讯的时候要加载的TSP(TAPIServiceprovider)DLL

  SysIntr由CE在文件Nkintr.h中预定义,用于唯一标识中断设备。OEM可以在文件Oalintr.h中定义自己的SysIntr。常见的预定义SysIntr有SYSINTR_NOP(中断只由ISR处理,IST不再处理),SYSINTR_RESCHED(重新调度线程),SYSINTR_DEVICES(由CE预定义的设备中断ID的基值),SYSINTR_PROFILE、SYSINTR_TIMING、SYSINTR_FIRMWARE等都是基于SYSINTR_DEVICES定义的。IoBase是串口1的IO地址空间的首地址,IoLen是IO空间的大小。IO地址空间只存在于x86平台,如果在其它平台硬件寄存器必须映射到物理地址空间,www.44112.com,那子键的名称为MemBase和MemLen。在x86平台更多硬件的寄存器由于IO空间的局限也映射到物理地址空间。DeviceArrayIndex是设备的索引,用于区分同类型的设备。Prefix是流驱动程序的前缀,当应用程序调用CreateFile函数传递COM1:参数时,文件系统负责与串口驱动程序通信,串口驱动程序是在CE启动时由device.exe加载的。

  下面从MDD层函数COM_Init开始探索串口驱动的初始化过程。COM_Init是在串口设备被检测后由设备管理器device.exe调用的,主要的作用是初始化设备,它的唯一参数Identifier是由device.exe传递的,其类型是一个字符串指针,字符串的内容是HLM\Drivers\Active\xx,xx是一个十进制数(device.exe会跟踪系统中每个驱动程序,把加载的驱动程序记录在Active键下)。COM_Init先分配一个HW_INDEP_INFO结构体,这个结构体是独立于串口硬件的头信息(MDD、PDD、SER16550都包含自己独特的结构体,具体的结构体定义请参见串口驱动源码),分配之后再初始化结构体中每个成员,初始化结构体后调用OpenDeviceKey((LPCTSTR)Identifier)打开HLM\Drivers\Active\xx\Key包含的注册表路径,在这里路径一般为HLM\Drivers\BuiltIn\Serial,即串口的驱动程序信息在注册表中所处的位置。COM_Init接着在HLM\Drivers\BuiltIn\Serial下查询DeviceArrayIndex、Priority256的值,Priority256指定了驱动程序的优先级,如果没有就用默认的优先级。接下来调用GetSerialt(DeviceArrayIndex),这个函数由PDD层定义,返回HWOBJ结构体,这个结构体主要包含PDD层和SER16550定义的函数的指针。也就是说MDD通过调用这个函数才能调用底层实现的函数。接下来的大多数工作都是调用底层函数实现初始化。第一个调用的底层函数SerInit主要设置由用户设置的硬件配置,例如线路控制、波特率。它调用Ser_GetRegistryData函数得到保存在注册表中的硬件信息,Ser_GetRegistryData在内部调用系统提供的DDKReg_GetIsrInfoDDK和DDKReg_GetWindowInfo函数得到在HLM\Drivers\BuiltIn\Serial下保存的IRQ、SysIntr、IsrDll、IsrHandler、IoBase、IoLen。IRQ是逻辑中断号,IsrDll表示当前驱动程序的可安装ISR所在的DLL名称,IsrHandler表示可安装ISR的函数名称。在这里顺便提一下可安装ISR,读者在我以前发表的关于OAL的文章中可以了解到OEM在OEMInit函数中关联IRQ和SysIntr,当硬件设备发生中断时,ISR会禁止同级和低级中断,然后根据IRQ返回关联的SysIntr,内核根据ISR返回的SysIntr唤醒相应的IST(SysIntr与IST创建的Event关联),IST处理中断之后调用InterruptDone解除中断禁止。在OEMInit中关联的缺点是一旦编译了CE内核后就无法添加这种关联了,而一些硬件设备会随时插拔或者共享中断,要关联这样的硬件设备解决方法就是可安装ISR,可安装ISR专用于处理指定的硬件设备发出的中断,所以如果硬件设备需要可安装ISR必须在注册表中添加IsrDll、IsrHandler。多数硬件设备采用CE默认的可安装ISRgiisr.dll,格式如下:

  如果一个硬件驱动程序需要可安装ISR而开发者又不想自己写一个,那么可以利用giisr.dll来实现。除了在注册表中添加如上所示外,还要在驱动程序中调用相关函数注册可安装ISR。伪代码如下:

  在地址转换后就要将转换后的地址映射到驱动程序(一般IST和应用程序一样运行在用户模式)能够访问的虚拟地址空间(0x80000000以下)和ISR能够访问的静态虚拟地址空间中(0x80000000以上)。例如:

  MmMapIoSpace函数负责将物理地址映射到驱动程序能够访问的虚拟地址空间中,通过源码分析MmMapIoSpace在内部分别调用:

  VirtualAlloc分配一块和MemLen一样大小的虚拟地址空间,因为参数1为0,所以内核自动分配。一般MemLen小于2MB,所以会在应用程序的地址空间中分配。VirtualCopy负责将硬件设备寄存器的物理地址与VirtualAlloc分配的虚拟地址做一个映射关系,这样驱动程序访问PvirtualAddress实际上就是访问第一个寄存器。护民图库看图马达线售后无忧厂家保证。因为硬件设备寄存器的物理地址一定是在512MB(CE支持RAM的最大值)以上,所以除了最后的参数要加PAGE_PHYSICAL外,第二个参数物理地址也要右移8位(或者除以256)。映射硬件寄存器当然PAGE_NOCACHE是必须加的。TransBusAddrToStatic函数负责将物理地址映射到ISR能够访问的静态虚拟地址空间中,当出现中断共享时,ISR要负责访问硬件设备的某一个寄存器来判断中断源,所以将寄存器的物理地址映射到静态虚拟地址空间中是必要的(ISR只能访问静态的虚拟地址空间)。所谓静态虚拟地址空间是指在OEMAddressTable中定义的虚拟地址空间(当然是0x80000000以上)。在x86平台一般这个表只定义RAM的物理地址与虚拟地址对应关系,而硬件设备的寄存器地址并不在该表中定义,所以如果要创建一块静态的虚拟地址空间供ISR访问,必须在此之前调用CreateStaticMapping函数在0xC4000000到0xE0000000虚拟地址空间中分配。TransBusAddrToStatic函数在内部就是调用了CreateStaticMapping函数。注:硬件设备的寄存器地址也可以在OEMAddressTable中定义。

  ////如果地址属于IO空间ioPortBase = (PUCHAR)ioPhysicalBase.LowPart;*ppStaticAddress=ioPortBase



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