基于PCI總線的實(shí)時測頻卡WDM驅(qū)動程序設(shè)計(jì)方案
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4測頻卡WDM驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
在微軟公司DDK工具的支持下，Compuware Nu-Mega公司提供Driver Studio工具包中的DriverWorks將WDM驅(qū)動程序編寫所需的對內(nèi)核及對硬件的訪問封裝成類庫，加上驅(qū)動程序代碼生成向?qū)riverlWizard，極大地簡化了驅(qū)動程序的開發(fā)難度。本文選擇DriverWorks作為WDM驅(qū)動程序的開發(fā)工具。
測頻卡驅(qū)動程序的主要功能是為用戶讀取所測信號的頻率參數(shù)，包括載頻、調(diào)制方式、碼元速率等。同時用戶還能通過驅(qū)動程序發(fā)送命令對測頻卡的工作方式進(jìn)行控制。由此可知，驅(qū)動程序要重點(diǎn)處理好硬件訪問和中斷處理工作。
4.1I／O訪問
類KIoRange封裝了對I／O端口的操作。本卡中PCI配置寄存器中的Base 2基地址寄存器定義了I／O空間。在OnstartDevice例程中取得I／O資源，并初始化，其函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：
完成初始化后，可以用成員函數(shù)inb，inw，ind從I／O端口讀一個(多個)字節(jié)、字、雙字的數(shù)據(jù)；outb，outw，outd向I／O端口寫一個(多個)字節(jié)、字、雙字的數(shù)據(jù)。
4.2內(nèi)存訪問
在Windows系統(tǒng)中，內(nèi)存分為分頁內(nèi)存和非分頁內(nèi)存。在WDM驅(qū)動程序中，對于硬件的內(nèi)存映射一般需要用非分頁內(nèi)存。因?yàn)樵谝恍┹^高級別的例程中，使用分頁內(nèi)存會造成系統(tǒng)產(chǎn)生缺頁中斷，從而引起死鎖。使用非分頁內(nèi)存無需太多的轉(zhuǎn)換，非常安全，效率也高。類KMemoryRange封裝了對PCI設(shè)備映射內(nèi)存的操作。類KMemoryRange成員函數(shù)的讀／寫操作同類KIoRange。由PCI配置寄存器中的Base 0和Base 1基地址寄存器分別定義了兩個內(nèi)存空間。在OnstartDevice例程中取得內(nèi)存資源并初始化，其函數(shù)實(shí)現(xiàn)如下：
Status=m_MemoryRange0．Initialize(pResListTranslated，pResListRaw，PciConfig．BaseAddresslndexToOrdinal(0))；
Status=m_MemoryRangel．Initialize(pResListTranslated，pResListRaw，PeiConfig．BaseAddresslndexToOrdinal(1))；
4.3中斷處理
中斷處理一般需要聲明兩種類實(shí)例：Klnterrupt和KDeferredCall。Kinterrupt類用于實(shí)現(xiàn)硬件中斷處理；KDeferredCall類用于實(shí)現(xiàn)延時過程調(diào)用。首先創(chuàng)建一個Klnterrupt類實(shí)例m_Irq，將此實(shí)例作為設(shè)備類的成員變量，然后創(chuàng)建一個KDeferredCall類實(shí)例m_DpcFor_Irq。m_Irq對應(yīng)的中斷服務(wù)例程和m_DpcFor_Irq對應(yīng)的延時過程調(diào)用例程也需要在實(shí)例中聲明。這兩個實(shí)例m_Irq和m_DpcFor_Irq都是在OnstartDevice例程中初始化的，代碼如下：
status=m_Irq．InifializeAndConnect(pResListTranslated，LinkTo(Isr_Irq)，This)；
m_DpcFor_Irq．Setup(LinkTo(DpeFor_Irq)，this)；
中斷服務(wù)例程的處理時間應(yīng)盡量短，對于一些耗時，但不需要立即處理的任務(wù)，中斷服務(wù)程序會調(diào)用一個低于中斷服務(wù)程序DIRQL級別的延遲過程調(diào)用程序DPC，在DISPATCH_LEVEL上完成處理，這個級別上的限制較少，函數(shù)調(diào)用也相對比較方便。在中斷服務(wù)例程中，首先判斷中斷是否是自己設(shè)備產(chǎn)生的，若不是，返回FALSE；若是，進(jìn)行必要的處理，請求一個DPC(延時過程調(diào)用)，然后返回TRUE。關(guān)鍵代碼如下：
在延時過程調(diào)用例程DpcFor_Irq中，讀取所測信號的頻率參數(shù)：
5驅(qū)動程序與應(yīng)用程序之間的通信
雖然驅(qū)動程序是為設(shè)備的硬件層編程服務(wù)的，但同樣需要提供和應(yīng)用程序進(jìn)行通信的能力，從而最終達(dá)到應(yīng)用程序控制設(shè)備的目的。應(yīng)用程序與驅(qū)動程序之間的通信通過調(diào)用Win32 API來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用程序用Creatfile函數(shù)通過已經(jīng)定義的設(shè)備接口來獲取驅(qū)動程序文件句柄，然后將文件句柄作為其他Win32 API函數(shù)的一個參數(shù)，對驅(qū)動程序的進(jìn)行數(shù)據(jù)操作。調(diào)用DeviceloControl進(jìn)行數(shù)據(jù)量較小的，如控制指令傳輸或端口、寄存器訪問；調(diào)用ReadFile，WriteFile等函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)量較大的傳輸，如內(nèi)存讀／寫等。驅(qū)動程序與應(yīng)用程序的通信有DeviceControl異步完成、共享Win32事件通知兩種方式。Win32事件通知是由應(yīng)用程序創(chuàng)建了一個事件后，設(shè)置事件的狀態(tài)為Unsignal，然后直接將該事件句柄傳遞給驅(qū)動程序，等待驅(qū)動程序發(fā)送事件通知。驅(qū)動程序通過類Kevent獲取這個事件的一個對象指針后，在IRQL≤DISPATCH_LEVEL級別的例程中設(shè)置事件信號狀態(tài)為Signal來通知應(yīng)用程序進(jìn)行后續(xù)處理。
6結(jié)語
基于上述的硬件結(jié)構(gòu)和驅(qū)動程序設(shè)計(jì)方法，成功開發(fā)了一款實(shí)時測頻卡，在實(shí)際中得到了很好的應(yīng)用，板卡工作正常，達(dá)到了預(yù)期效果。實(shí)踐證明，DriverWorks是一款功能強(qiáng)大，使用方便的驅(qū)動程序開發(fā)工具，利用它可以方便快捷地構(gòu)造PCI設(shè)備的驅(qū)動程序框架，大大加快了開發(fā)周期，提高了開發(fā)效率。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149542.htm
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