作者:ARM-WinCE
好多天上不了CSDN了,今天终于上来了。写篇Blog吧!!!这篇Blog介绍WinCE下的Display驱动开发。
在 WinCE 中, Display 驱动由 GWES 模块来管理。 WinCE 提供了两种架构的 Display 驱动模型,可以满足不同的硬件需求。一种是基于 WinCE DDI 的 Display 驱动模型,另一种是基于 DirectDraw 的 Display 驱动模型。下面将对两种架构作简单介绍。
1. Display 驱动模型
WinCE 下的 Display 驱动直接由 GWES 模块管理,它会直接被 GWES 模块管理和调用。 Display 驱动实际上也是分层的,其中包括 GPE 库,该库处理一些默认的绘图,相当于驱动的 MDD 层。用户只需要开发和硬件相关的 PDD 层驱动就可以了。在 WinCE 中,整个架构如图:
如图, Application 为一个应用程序,该程序会调用图形设备接口函数 (GDI) ,而 GDI 函数是由 Coredll.dll 模块导出的。 Coredll.dll 会将函数调用的参数打包,然后触发对另一个进程的本地过程调用 (LPC) ,所有的绘图和开窗口的工作被传给内核中 GWES 模块。 GWES 模块被称为图形,窗口和事件子系统,专门处理图形输出和用户输入等事件及相关的所有交互。 GWES 模块会调用 Display 驱动完成对显示硬件的操作。 Display 驱动由 GPE 和 DDL.dll 组成, GPE 完成基本的默认绘图工作,而 DDI.dll 实际上从 GPE 类上继承而来的,并实现了相关的显示硬件的操作。
2. DirectDraw Display 驱动模型
DirectDraw 提供了独立于硬件的直接访问显示设备的能力。它可以通过直接访问硬件抽象层 (HAL) 中的一些函数来达到直接操作显示设备的目的,在这个过程中,不再需要图形设备接口 (GDI) 的转换。这种直接的方法可以使图像更加连贯,也提高了显示的性能。 为了实现这样的功能,需要在显示驱动上扩展能够直接访问相关硬件的函数。这些函数会被 DirectDraw 模块调用,并形成 DirectDraw 的硬件抽象层 (DDHAL) 。 DirectDraw 显示驱动架构如图:
如图, DirectDraw 的真正实现代码都驻留在 gwes.dll 模块中,应用程序只是连接了一个小的客户端,被称为 DDRAW.dll 代理,该代理主要负责用户进程与系统之间的远程 DirectDraw COM 接口连接。这样,用户请求会被传送到内核的 GWES 模块中。 针对 DirectDraw , WinCE 提供了一个名为 DirectDraw 的 GPE 库 (DDGPE) ,它是从 GPE 类上面继承而来的。实际上, DirectDraw 显示驱动是由 DDGPE 和 DDHAL 组成,而 DDGPE 中已经包含了 DDHAL 的功能。用户需要从 DDGPE 类继承并实现相关函数即可。 GWES.dll 模块中包含 GDI 和 DDRAW 两个组件,这两个组件会调用驱动中的 DDGPE 的相关接口完成对硬件的操作。
在上述两种架构中,用户可以根据自己的硬件情况选择相应的架构。第一种架构是基于 GPE 类继承来实现的,第二种架构是基于 DDGPE 类继承来实现的,而第二种架构的 DDGPE 类又是从第一种架构的 GPE 类继承而来。关于两种类的具体定义,可参见 ” /WINCE600/PUBLIC/COMMON/OAK/INC” 路径下的 gpe.h 和 ddgpe.h 文件。
本Blog将基于 Display 驱动模型来介绍, DirectDraw Display 驱动模型不在这里介绍。
WinCE 下的 Display 驱动是基于 GPE 类来实现的,其中 GPE 中已经实现了基本的绘制工作,相当于 MDD 层。用户需要继承该类,并实现里面的其他一些函数,所以用户实现的相当于 PDD 层。
GPE 类是一个抽象类,其中包含很多纯虚函数,只能用于继承。用户在继承了 GPE 类以后,要对 GPE 类中的纯虚函数做相应的实现。开发 Display 驱动的大致步骤如下:
(1) 继承 GPE 类并定义一个该类的实例。
(2) 实现 GetGPE() 函数,把该类的实例返回给上层的 DDI 接口。
(3) 实现 DrvEnableDriver(..) 和 DisplayInit(..) 函数并导出这两个接口。
(4) 实现 GPE 类中的函数。
下面将具体介绍实现的步骤:
1 继承 GPE 类
首先,基于 GPE 类进行继承,如果想在 Display 驱动支持 Rotation 可以从 GPERotate 类上面继承。实际上,在 ”gpe.h” 中有如下定义:
typedef GPE GPERotate;
可以看出 GPERotate 类就是 GPE 类。在这里,用户从 GPE 类上面继承就可以了,举个例子如下:
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
};
类 NewGPE 从 GPE 类上面继承,其中包括一些属性,如下:
m_ModeInfo : 显示模式,结构如下
struct GPEMode {
int modeId; // 开发者定义的显示模式的索引号
int width; // 显示宽度
int height; // 显示高度
int Bpp; // 显示深度
int frequency; // 显示频率
EGPEFormat format; // RGB 格式,各占多少 bit
};
m_colorDepth: 显示深度
m_VirtualFrameBuffer: FrameBuffer的地址
m_FrameBufferSize: FrameBuffer的大小
m_CursorDisabled: 光标使能标记
m_CursorVisible: 光标可视标记
用户可以根据需要定义相应的属性,在 NewGPE 类中,需要定义并实现基类中的纯虚函数,上面的 NewGPE 类中已经包含了这些函数的定义,还包括了其他一些函数,将在下面介绍。
2 实现 GetGPE 函数
在定义了 NewGPE 类之后,我们需要实现一个实例,首先定义一个该类的指针:
static GPE *gGPE = (GPE*)NULL;
然后实现 GetGPE 函数,如下:
GPE *GetGPE(void )
{
if (!gGPE)
{
gGPE = new NewGPE();
}
return gGPE;
}
在该函数中,创建了一个 NewGPE 的实例。在这个时候 NewGPE 构造函数会被调用,一般我们会在这里面作一些与显示相关的初始化的工作。该函数返回 gGPE 指针给上层接口。
3 实现 DrvEnableDriver 和 DisplayInit 函数
Display 驱动对上层的 GWES 模块提供了 20 多个函数接口,但是这些函数并不是直接提供出来的,实际上只是通过一个 DrvEnableDriver(..) 函数来完成的。该函数在 Display 驱动的 MDD 层中没有实现,所以需要在 PDD 层中定义,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版本号,目前为 DDI_DRIVER_VERSION。
cj : DRVENABLEDATA 结构的大小。
data : 指向 DRVENABLEDATA 结构体。
engineCallbacks : 指向一个回调函数结构体,传入一些 GDI 函数到 Display 驱动中。
其中, DRVENABLEDATA 结构中包含了 Display 驱动中的设备接口函数的指针,在 DrvEnableDriver 函数中调用了 GPEEnableDriver 函数,该函数会导出 GWES 模块所需的所有 Display 驱动的接口函数。同时 GWES 模块通过第四个参数 engineCallbacks 提供回调函数供 Display 驱动调用。该函数在 ”ddi_if” 中定义。
另一个重要的函数是 DisplayInit 函数,它是第一个被执行的 Display 驱动中的函数,该函数主要用于读取注册表中的一些信息并作判断。该函数是可选的,也可以不在驱动中实现它。
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: 注册表中显示驱动的相关注册表值
dwNumMonitors: 支持的 Monitor的个数
在该函数中主要通过读取注册表信息判断显示驱动的存在,如果返回错误,则 GWES 会停止 Display 驱动的初始化。当然,用户可以根据自己的要求灵活掌握,也可以在这里初始化显示设备或做其他的初始化工作。
4 实现 GPE 类中的函数
由于 NewGPE 继承于 GPE 类,所以必须实现 GPE 类中的所有纯虚函数,这些函数实际上就是 PDD 层驱动中需要实现的函数,如下:
4.1 virtual SCODE GetModeInfo(GPEMode *pMode, INT modeNumber)
获得显示模式。
pMode : 输出显示模式结构
modeNumber : 显示模式索引号
4.2 virtual int NumModes(void)
获得当前驱动支持的显示模式的个数
4.3 virtual SCODE SetMode(INT modeId, HPALETTE *palette)
设置显示模式。
modeId : 显示模式索引号
palette : 调色板指针,指向一个由 EngCreatePalette函数创建的调色板
4.4 virtual SCODE AllocSurface(GPESurf **surface, INT width, INT height, EGPEFormat format, INT surfaceFlags)
在系统内存中创建一个绘图平面。
surface : 指向被分配的内存的指针
width : 宽度
height :高度
format :绘图平面格式
surfaceFlags :标记位,标明在哪分配内存
4.5 virtual SCODE SetPointerShape(GPESurf *pMask, GPESurf *pColorSurface, INT xHot, INT yHot, INT cX, INT cY);
设置光标形状。
pM ask : 指向一个包含光标形状的掩码
pColorSurface : 指向被光标使用的颜色绘图平面
xHot :光标热点的 X 坐标
yHot :光标热点的 Y 坐标
cX :光标宽度
cY :光标高度
4.6 virtual SCODE MovePointer(int x, int y)
移动光标到指定位置或者隐藏光标
x : 光标移动位置的 x 坐标,若为 -1 表示隐藏光标。
y :光标移动位置的 y 坐标
4.7 virtual SCODE BltPrepare(GPEBltParms *blitParameters)
在做位块传输前会先执行该函数,用于确定执行 BLT 的函数
blitParameters : 指向一个 GPE 的位块传输参数的结构体
4.8 virtual SCODE BltComplete(GPEBltParms *blitParameters)
该函数用于释放在 BltPrepare 中申请的资源
blitParameters : 指向一个 GPE 的位块传输参数的结构体
4.9 virtual SCODE Line(GPELineParms *lineParameters, EGPEPhase phase)
画线函数
lineParameters : 指向一个 GPE 的 Line 结构体,描述所画的线
phase :画线所处的阶段,具体描述如下
gpeSingle :画单根线
gpePrepare :准备画线
gpeContinue :画线过程中
gpeComplete :画线完成
在这里要提一点,有时我们会看到在该函数中调用另一个函数WrappedEmulatedLine(..), 这个函数在 WinCE 的 PUBLIC 目录下的参考 Display 驱动中也可以找到,该函数是一个快速的画线函数,里面采用了 Bresenham 画线算法,通过采用运行速度快的加减和移位运算来完成画线。
4.10 virtual SCODE SetPalette(const PALETTEENTRY *pSource, USHORT firstEntry, USHORT numEntries)
设置调色板
pSource : 指向一个调色板入口信息的结构体
firstEntry :第一个入口
numEntries :入口的个数
4.11 virtual int InVBlank(void)
显示设备是否处于垂直消隐期间
上述函数在 GPE 类中均被定义为纯虚函数,需要在继承类中实现,也就是在我们的驱动程序中实现。这些函数是必须实现的。根据显示的需求,还可以在显示驱动中添加其他的函数,比如对光标的支持,对旋转的支持等,如下:
4.12 void CursorOn(void)
使能光标显示。
4.13 void CursorOff(void)
禁止光标显示。
4.14 void SetRotateParms(void)
设置屏幕翻转参数。
4.15 void DynRotate(int angel)
支持动态翻转。
angel :翻转角度
4.16 ULONG *APIENTRY DrvGetMasks(DHPDEV dhpdev)
获得显示模式的 RGB 掩码
dhpdev :指向掩码信息,比如 RGB565 模式为 (0xf800 , 0x07e0 , 0x001f)
NOTE :该函数必须在驱动中被实现。
4.17 PowerHandler(BOOL bOff)
电源控制。
bOff : TRUE 表示关闭电源, FALSE 表示打开电源
4.18 ULONG DrvEscape(DHPDEV dhpdev, SURFOBJ* pso, ULONG iEsc, ULONG cjIn, PVOID pvIn, ULONG cjOut, PVOID pvOut)
该函数提供给应用程序的一个直接访问显示驱动的接口,和流设备驱动中的 IoCtls 函数类似。应用程序通过调用 ExtEscape 函数传送操作码和数据给显示设备驱动, DrvEscape 函数会接收到数据并进行处理,然后返回相应结果给 EstEscape 函数。用户也可以根据需要自己定义相应的操作码。
dhpdev :设备句柄
pso :指向一个绘图平面的结构
iEsc :操作码
cjIn :输入数据 buffer 的大小
pvIn :指向输入数据 buffer
cjOut :输出数据 buffer 的大小
pvOut :指向输出数据 buffer
大 致就是这些内容,GPE类中的纯虚函数是肯定要实现的,其他的一些函数根据需要来实现。我在写这篇Blog的时候,有些地方有些犹豫,开始觉得自己语文水 平不够,不太会表达,但是也许是因为自己对Display驱动中的一些知识还是理解的不够彻底吧。如果有什么问题,请大家谅解,并请指点。