作者：ARM-WinCE
好多天上不了CSDN了，今天終於上來了。寫篇Blog吧！！！這篇Blog介紹WinCE下的Display驅動開發。
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。一種是基於WinCE DDI的Display驅動模型，另一種是基於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，相當於驅動的MDD層。用戶只需要開發和硬件相關的PDD層驅動就可以了。在WinCE中，整個架構如圖:
如圖，Application爲一個應用程序，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，然後觸發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模塊被稱爲圖形，窗口和事件子系統，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，並實現了相關的顯示硬件的操作。
2. DirectDraw Display驅動模型
DirectDraw提供了獨立於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。爲了實現這樣的功能，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，並形成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，被稱爲DDRAW.dll代理，該代理主要負責用戶進程與系統之間的遠程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提供了一個名爲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類繼承並實現相關函數即可。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。第一種架構是基於GPE類繼承來實現的，第二種架構是基於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。關於兩種類的具體定義，可參見” /WINCE600/PUBLIC/COMMON/OAK/INC”路徑下的gpe.h和ddgpe.h文件。
本Blog將基於Display驅動模型來介紹，DirectDraw Display驅動模型不在這裏介紹。
WinCE下的Display驅動是基於GPE類來實現的，其中GPE中已經實現了基本的繪製工作，相當於MDD層。用戶需要繼承該類，並實現裏面的其他一些函數，所以用戶實現的相當於PDD層。
GPE類是一個抽象類，其中包含很多純虛函數，只能用於繼承。用戶在繼承了GPE類以後，要對GPE類中的純虛函數做相應的實現。開發Display驅動的大致步驟如下：
(1) 繼承GPE類並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(..)函數並導出這兩個接口。
(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，基於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。在這裏，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，各佔多少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，需要定義並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類之後，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;
然後實現GetGPE函數，如下：
GPE *GetGPE(void)
{
if (!gGPE)
{
gGPE = new NewGPE();
}
return gGPE;
}
在該函數中，創建了一個NewGPE的實例。在這個時候NewGPE構造函數會被調用，一般我們會在這裏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，但是這些函數並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，目前爲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，它是第一個被執行的Display驅動中的函數，該函數主要用於讀取註冊表中的一些信息並作判斷。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：註冊表中顯示驅動的相關註冊表值
dwNumMonitors：支持的Monitor的個數
在該函數中主要通過讀取註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，也可以在這裏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
由於NewGPE繼承於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函數創建的調色板
4.4 virtual SCODE AllocSurface(GPESurf **surface, INT width, INT height, EGPEFormat format, INT surfaceFlags)
在系統內存中創建一個繪圖平面。
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座標
yHot：光標熱點的Y座標
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座標，若爲-1表示隱藏光標。
y：光標移動位置的y座標
4.7 virtual SCODE BltPrepare(GPEBltParms *blitParameters)
在做位塊傳輸前會先執行該函數，用於確定執行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)
該函數用於釋放在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
在這裏要提一點，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，裏面採用了Bresenham畫線算法，通過採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)
顯示設備是否處於垂直消隱期間
上述函數在GPE類中均被定義爲純虛函數，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模式爲(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函數會接收到數據並進行處理，然後返回相應結果給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
大致就是這些內容，GPE類中的純虛函數是肯定要實現的，其他的一些函數根據需要來實現。我在寫這篇Blog的時候，有些地方有些猶豫，開始覺得自己語文水平不夠，不太會表達，但是也許是因爲自己對Display驅動中的一些知識還是理解的不夠徹底吧。如果有什麼問題，請大家諒解，並請指點。
