WinCE內(nèi)核動態(tài)加載GPIO端口驅(qū)動的設(shè)計方法

摘要：針對采用基于流接口驅(qū)動方式進行GPIO端口驅(qū)動開發(fā)所存在的困難和不足，提出了采用動態(tài)方式加載(卸載)端口驅(qū)動的思路，給出了該思路下GPIO端口驅(qū)動設(shè)計方法的步驟和關(guān)鍵代碼并進行了驗證，為其他類似的驅(qū)動設(shè)計與實現(xiàn)提供參考。
關(guān)鍵詞：WinCE；GPIO；驅(qū)動；動態(tài)加載

引言
WinCE下GPIO端口驅(qū)動大多采用流接口驅(qū)動的方式進行開發(fā)，在實現(xiàn)上主要依托Platform Builder編譯環(huán)境將驅(qū)動程序編譯成動態(tài)鏈接庫，并整合到WinCE內(nèi)核中。但在實際項目的開發(fā)中，Platform Builder在驅(qū)動程序的開發(fā)和涮試上不夠便捷，且在整合動態(tài)鏈接庫和WinCE內(nèi)核時，需要進行繁瑣的參數(shù)配置，整個過程較為復(fù)雜。筆者以飛凌S3C2440開發(fā)板為例，給出在VisualStudio編譯環(huán)境中采用動態(tài)加載方式來設(shè)計GPIO端口驅(qū)動程序的思路，較好地改進了目前常用的GPIO端口驅(qū)動設(shè)計方法，提高了開發(fā)效率。

1 GPIO端口的流驅(qū)動設(shè)計
1．1 過程簡述
關(guān)于GPIO端口流驅(qū)動的設(shè)計原理，大量論文及書籍中均有介紹，這里不再贅述。其設(shè)計步驟也遵循固定的設(shè)計模式，按照編寫驅(qū)動實現(xiàn)代碼、驅(qū)動程序配置、編譯調(diào)試的順序進行。
1．1．1 編寫驅(qū)動實現(xiàn)代碼
WinCE流式驅(qū)動實質(zhì)上是按照固定的流函數(shù)接口實現(xiàn)的一個動態(tài)鏈接庫。在實現(xiàn)時，創(chuàng)建相關(guān)的．cpp文件、．h文件和．def文件，根據(jù)需要實現(xiàn)xxx_Init、xxx_Read、xxx_Write等流接口函數(shù)即可。
1．1．2 驅(qū)動程序配置
WinCE配置文件分為源代碼配置文件和鏡像配置文件，通過這兩種配置文件，Platform Builder編譯環(huán)境實現(xiàn)對驅(qū)動代碼和內(nèi)核的編譯、整合。具體包括：
①創(chuàng)建相關(guān)提供注冊信息的．reg文件以供在WinCE注冊表中注冊GPIO驅(qū)動程序。
②在Platform Builder的相關(guān)目錄下，配置Dirs文件、Makefile文件、Sources文件和Platform．bib文件中的相關(guān)參數(shù)，Platform Buil der在編譯時按照配置的參數(shù)編譯驅(qū)動程序并將其整合到內(nèi)核鏡像中。
1．1．3 編譯調(diào)試
使用Platform Builder編譯環(huán)境編譯驅(qū)動程序和WinCE內(nèi)核，編譯成功之后即得到按照硬件平臺定制的含有驅(qū)動程序動態(tài)鏈接庫的內(nèi)核鏡像文件，當(dāng)WinCE啟動時，該驅(qū)動會被自動加載。
1．2 設(shè)計方法的不足
基于以上描述，流接口驅(qū)動程序設(shè)計方法中存在以下兩個問題：
①在整個設(shè)計過程中，驅(qū)動程序的編譯、調(diào)試全部依托的是Platform Builder編譯環(huán)境。Platform Builder編譯環(huán)境雖然也能實現(xiàn)對驅(qū)動程序的編譯和后期調(diào)試，但在實際工程項目的開發(fā)中適用面不廣，在使用操作、功能提供等方面均不如Visual Stladio，其在實際工程項目中主要是用來定制WinCE內(nèi)核。另外，為了將驅(qū)動程序整合到WinCE內(nèi)核中，需要開發(fā)者較為熟悉Platform Builder編譯環(huán)境中對源代碼配置文件和內(nèi)核鏡像配置文件的修改及原理，而大多數(shù)開發(fā)者對此基本上處于“比葫蘆畫瓢”的模仿層次，學(xué)習(xí)入門門檻較高。
②在設(shè)計中，出于整合資源的目的，將端口驅(qū)動程序的動態(tài)鏈接庫編譯到WinCE內(nèi)核中，但實際上這種方法導(dǎo)致驅(qū)動程序的動態(tài)鏈接庫與內(nèi)核結(jié)合過于緊密，每次對驅(qū)動程序的任何改動都需要隨后使用Platform Builder編譯環(huán)境對內(nèi)核重新進行編譯，來回反復(fù)、效率低下。從程序設(shè)計的角度講，驅(qū)動程序和內(nèi)核分屬不同功能類型的模塊，與程序設(shè)計中功能模塊內(nèi)緊外松的耦合思想不一致。

2 WinCE內(nèi)核動態(tài)加載GPIO端口驅(qū)動的設(shè)計方法
2．1 設(shè)計方法原理
在前文中已經(jīng)介紹過，在基于流驅(qū)動的驅(qū)動設(shè)計方法中，需要在Platform Builder編譯環(huán)境中配置相關(guān)的參數(shù)，將驅(qū)動程序的動態(tài)鏈接庫文件編譯到WinCE內(nèi)核中。實際上，WinCE內(nèi)核具有動態(tài)加載(卸載)驅(qū)動文件的能力，驅(qū)動文件可以在需要的時候動態(tài)加載進WinCE內(nèi)核中，在不需要的時候卸載掉。開發(fā)者可以使用Visual Studio編譯環(huán)境替代Platform Builder編譯環(huán)境，在Visualstudio中通過調(diào)用相關(guān)的WinCE API來實現(xiàn)對驅(qū)動文件的加載、卸載。利用這一特性，對驅(qū)動文件的調(diào)用方式更加靈活，項目的可擴展性得到了提高。