WinCE流接口驱动工作原理

WinCE流接口驱动工作原理

Windows CE.Net 支持四种驱动模型：本地驱动、流驱动、USB、NDIS。本文只针对流驱动进行介绍。

1 流接口驱动体系结构

流驱动将设备抽象为文件进行操作，它体系结构如图1所示。应用程序使用文件API对设备进行访问，文件API被操作系统转发到FileSys.exe进程中；然后FileSys.exe发现是对设备进行操作，就会把执行交给设备管理器；接着设备管理器根据具体的请求，调用不同的流接口驱动程序中暴露的接口；最终驱动程序负责与硬件交互。

图1流接口驱动的体系结构

2　流接口函数

流接口驱动程序是动态连接库，由设备管理程序的特殊程序加载、管理和卸载,与具有单独目的接口的内部驱动程序相比,流接口驱动程序使用同一个接口并调用同一个函数集-流接口函数^[4]。Windows CE.Net 系统规定流接口的入口点如表1，对应着直接或者间接调用流接口函数的系统组件或文件API函数。生成一个DLL后,就用设备文件名前缀替换入口点名字中的XXX。

表1 流接口入口函数

流接口函数

功能描述

调用流接口对象

XXX_Init()

初始化设备

系统设备管理器

XXX_Denit()

卸载设备

系统设备管理器

XXX_Open()

打开设备进行读写操作

文件API函数CreateFile()

XXX_Close()

关闭设备

文件API函数CloseHandle()

XXX_Read()

读取设备数据

文件API函数ReadFile()

XXX_Write()

向设备写数据

文件API函数WriteFile()

XXX_IOControl()

对设备进行各种操作

文件API函数DeviceIOControl()

XXX_Seek()

移动设备数据的指针位置

文件API函数SetFilePointer()

XXX_PowerDown()

使设备休眠

系统电源管理器

XXX_PowerUp()

恢复设备电源

系统电源管理器

3　流接口驱动工作原理

在流驱动工作原理中需要包括几个重要的工作实体：硬件、流接口驱动驱动程序、系统注册表、设备管理器、应用程序。整个驱动程序工作原理如图2所示。

图2 流驱动工作原理顺序图

流驱动的工作顺序如下：

1)加载驱动。在当系统启动时，设备管理器搜寻注册表的HKEY_LOCAL_MACHINE\Driver\BuiltIn键下面的子键，并逐一加载子键下的每个驱动，此过程叫BusEnum。

2)设备管理器从注册表的dll键值中获取驱动程序所在的DLL文件名。

3)设备管理器调用LoadDriver()函数把DLL加载到自己的虚拟地址空间内。

4)设备管理器在注册表的HKEY_LOCAL_MACHINE\Driver\Active下面，记录所有已经加载的驱动程序^[2]。

5)设备管理器调用驱动中的XXX_Init()函数。

6)在XXX_Init()中，通常对硬件进行一些基本的初始化操作。通过以上6步，流接口驱动被成功加载。

7)应用程序使用该设备。首先它调用CreateFile()打开设备。CreateFile()是在FileSys.exe中实现的。但是FileSys.exe只作简单判断，如果发现打开的设备驱动程序而不是一个文件，那么就重新把主动权交还给设备管理器。

8)设备管理器调用驱动程序中的XXX_Open()函数打开设备。在XXX_Open()中，驱动程序可能会对硬件进行一些额外的初始化工作，使硬件进入工作状态。

9)XXX_Open()函数把打开设备的结果返回给设备管理器。

10)设备管理器把XXX_Open()返回的结果，再返回给应用程序的CreateFile()函数调用。通过7-10步，设备已被成功打开，至此就可以对设备进行读写和控制操作。

11)应用程序使用第7步CreateFile()函数返回的句柄作为 ReadFile() / WriteFile()的第一个参数，向设备发送读请求。同样ReadFile() / WriteFile()要经过FileSys.exe转发给设备管理器。

12)设备管理器调用驱动程序中的XXX_Read() / XXX_Write() 函数，读取设备的数据信息或向设备写信息。

13)在流驱动程序中，XXX_Read() / XXX_Write() 函数可与硬件交互，从硬件中读取必要的信息或向硬件写必要的信息。然后返回给设备管理器，再返回给应用程序。

当应用程序不再使用该设备时，它可调用CloseHandle()将设备关闭。当系统不再使用设备时，应用程序可调用DeactivateDevice()函数把该驱动程序卸载。