实验二线程同步调试实验.docx

1、实验二线程同步调试实验实验十一 驱动程序实验实验目的1、了解驱动程序的原理和功能；2、掌握流式接口驱动程序的结构；3、掌握编写流式接口的驱动程序的方法4、熟悉EVC和VS.Net的开发环境；实验仪器1、装有Platform Builder、EVC和VS.Net开发平台的PC机一台2、XSBase270实验开发平台一套实验原理1、硬件接口电路分析 XSBase目标板LED和七段数码显示接口电路如图6-1所示，74HC574为D锁存器，在时钟信号CLK作用下，该锁存器将输入信号进行锁存，即xQxD（x=18）。从电路图中可以看出，LED和八段数码显示电路将74HC574的时钟信号输入端作为片选信号

2、，其中LED显示的片选信号为LED_CS4、七段数码显示的片选信号为LED_CS1（另外还有一组七段数码显示未画出，参考原理图）。在七段数码显示电路中，数据的高位（D7、D15：即数码管的小数点dp段）用作七段数码的公共选通信号，通过控制PNP三极管来控制数码管的显示。图6-1 LED和七段数码显示接口电路 显示电路中的片选信号LED_CSx（x=1-4），由XSBase270目标板系统的处理器PXA270x 的地址信号BA22BA20通过3-8译码器LC138产生（如图2-2所示）。图 6-2 片选信号产生电路由3-8控制功能可知，当BA22、BA21、BA20101时产生LED显示电路的片

3、选信号LED_CS4，当BA22、BA21、BA20010、011、100时分别产生七段数码显示电路的片选信号LED_CS1、LED_CS2、LED_CS3（另外2组八段显示电路参考系统提供的总电路图）。根据分析，可以得出七段数码管和LED的片选信号为：LED_CS10x10200000、LED_CS20x10300000、LED_CS30x10400000，LED_CS4=0x10500000。2、流式接口驱动程序简介 驱动程序是对底层硬件的抽象。应用程序开发者不需要真正理解底层驱动的工作原理，他们只需要通过Windows CE提供的API函数，就可以直接与硬件进行交互。 WinCE的流式接

4、口驱动程序以动态链接库的形式存在，由设备管理器（通常是device.exe或者gwes.exe）统一加载、管理和卸载。与具有单独目的的内部设备驱动程序相比，所有流式接口驱动程序都是用同一接口并调用同一个函数集。 每个流式接口驱动程序必须实现一组标准的函数，用来完成标准的文件I/O函数和电源管理函数，这些函数提供给WinCE操作系统的内核使用。这些函数通常叫做流式接口驱动程序的DLL接口，如表11-1所示：（详细介绍参考实验三）表11-1 流式接口驱动程序要实现的DLL接口：函数名称描述XXX_Close在驱动程序关闭时应用程序通过CloseHandle函数调用这个函数XXX_Deinit当设备

5、管理器卸载一个驱动程序时调用这个函数XXX_Init当设备管理器初始化一个具体设备时调用这个函数.XXX_IOControl上层的软件通过DeviceIoControl函数可以调用这个函数XXX_Open在打开一个设备驱动程序时应用程序通过CreateFile函数调用这个函数XXX_PowerDown在系统调用前调用这个函数XXX_PowerUp在系统从新启动前调用这个函数XXX_Read在一个设备驱动程序处于打开状态时由应用程序通过ReadFile函数调用XXX_Seek对设备的数据指针进行操作，由应用程序通过SetFilePointer函数调用XXX_Write在一个设备驱动程序处于打开状

6、态时由应用程序通过WriteFile函数调用. 3、LED流式接口驱动程序的实现 由于在WinCE中流式接口驱动程序以DLL的形式存在，是运行在用户模式的动态链接库，所以既可以使用微软提供的EVC编写流式接口驱动程序，也可以使用Platform Builder（PB）来进行编写。为了方便调试，通常采用PB来开发流式驱动程序。下面具体介绍LED驱动程序为例介绍采用PB编写流式接口设备驱动程序的方法和步骤。3.1 流式驱动程序的创建步骤：（1）打开Platform Builder。在Platform Builder中选择“File”-“New Project or File”，创建一个“Windo

7、ws CE Dynamic link library”项目，项目的名称填写“LedDriver”（如图11-1所示）图 11-1 WinCE 驱动创建项目界面（2）按OK按钮，在DLL的类型界面中（如图11-2所示）选中A Simple Windows CE DLL projects，Platform Builder将生成DLL框架代码。图 11-2 驱动程序的DLL类型选择3.2 LED流式驱动程序的源代码分析：（1）变量定义#define LED_IOCTL_SET 0x00000001 /IO控制接口代号码#define Light_IOCTL_Set 0x00000002#define

8、 Light_IOCTL_LShift 0x00000003#define Light_IOCTL_RShift 0x00000004#define Light_IOCTL_LRShift 0x00000005#define Light_IOCTL_ShiftStop 0x00000006#define Light_IOCTL_SetTime 0x00000007#define LED_BASEADDR1 0x10200000 /七段数码的物理地址#define LED_BASEADDR2 0x10300000#define LED_BASEADDR3 0x10400000#define pL

9、ightIoBaseAddress 0x10500000 /Led 物理地址#define BIT7 (0x17)#define BIT15 (0x18),0x400,PAGE_READWRITE|PAGE_NOCACHE|PAGE_PHYSICAL) VirtualFree(PVOID)pLightReg,0,MEM_RELEASE); pLightReg = NULL; RETAILMSG(1,(TEXT(VirtualCopy() failed!rn); return FALSE; if (!v_pLEDBaseAddr|!pLightReg) DEBUGMSG(1,(TEXT(Virt

10、ual copy Error ,Error code=%urn),GetLastError(); return (FALSE); WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr0,0xffff); WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr1,0xffff); WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr2,0xffff); *pLightReg =black; return TRUE;（3）驱动程序卸载函数DEM_Deinit：当设备管理器卸载一个驱动程序时调用驱动程序卸载函数XXX_Deinit，该函数完成对系统资源的回收。BOO

11、L DEM_Deinit(DWORD hDeviceContext) UINT i=0; RETAILMSG(1,(TEXT(DEM_Deinitrn); for(i=0;i3;i+) MmUnmapIoSpace(v_pLEDBaseAddri,0); v_pLEDBaseAddri = NULL; if (pLightReg) MmUnmapIoSpace(pLightReg,0); pLightReg = NULL; if(m_hShiftEvent) CloseHandle(m_hShiftEvent); return TRUE;（4）驱动程序的读写操作DEM_Read、DEM_Wri

12、te：当一个流式接口驱动程序已经打开后，可以使用ReadFile（）函数和WriteFile（）函数对这个设备进行读写操作。该驱动程序的读操作完成将LED的亮灭的情况输出，应用程序通过ReadFile（）函数，写操作函数对四个七段数码管进行点亮。具体实现函数如下：DWORD DEM_Read(DWORD hOpenContext, LPVOID pBuffer, DWORD Count) UINT temp; temp=(UINT)ShiftData; RETAILMSG(1,(TEXT(LED_Read rn hOpenContext=%d;*pBuffer=%d; Count=%drn),

13、hOpenContext,temp,Count); *(UINT*)pBuffer=temp; return TRUE;DWORD DEM_Write(DWORD hOpenContext, LPCVOID pSourceBytes, DWORD NumberOfBytes) INT buf=*(INT*)pSourceBytes; USHORT Data; RETAILMSG(1,(TEXT(DEM_Writern hOpenContext=%d;*pSourceBytes=%d;NumberOfBytes=%drn),hOpenContext,buf,NumberOfBytes); buf

14、=buf%10000; Data=NumDatabuf/1000; buf=buf%1000; Data|=NumDatabuf/1008; WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr1,(Data|BIT7|BIT15); buf=buf%100; Data=NumDatabuf/10; buf=buf%10; Data|=NumDatabuf8; WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr2,(Data|BIT7|BIT15); return TRUE;（5）IO控制函数DEM_IOControlXXX_IOControl通常用于向设备发送一个命

15、令，应用程序使用DeviceIOControl函数来通知操作系统调用该函数。LED驱动程序的DEM_IOControl函数主要完成对八个LED发光二极管的流水左移、流水右移、流水循环、流水停止、点亮设置、流水移动时间间隔进行控制，采用线程完成流水操作。BOOL DEM_IOControl(DWORD hOpenContext, DWORD dwCode, PBYTE pBufIn, DWORD dwLenIN, PBYTE pBufOut, DWORD dwLenOut, PDWORD pdwActualOut) char Data; HANDLE m_hShiftThread=NULL; R

16、ETAILMSG(1,(TEXT(LED_IOControlrn hOpenContext=%d;dwCode=%drn),hOpenContext,dwCode); m_hShiftThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)LedShiftThread,NULL,0,NULL); switch(dwCode) case Light_IOCTL_LShift: m_ShiftDir=1; SetEvent (m_hShiftEvent); break; case Light_IOCTL_RShift: m_ShiftDir=2; Se

17、tEvent (m_hShiftEvent); break; case Light_IOCTL_LRShift: m_ShiftDir=3; SetEvent (m_hShiftEvent); break; case Light_IOCTL_Set: Data=*(char*)pBufIn; *pLightReg=Data; break; case Light_IOCTL_ShiftStop: m_bStop=TRUE; break; case Light_IOCTL_SetTime: ShiftTime=*(UINT*)pBufIn; break; CloseHandle(m_hShiftT

18、hread); return TRUE;INT WINAPI LedShiftThread(void) UINT i=0; WaitForSingleObject(m_hShiftEvent,INFINITE); while(1) switch(m_ShiftDir) case 1: ShiftData=0x01; for(i=0;i8;i+) *pLightReg=ShiftData; Sleep(ShiftTime); ShiftData=ShiftData1; if(m_bStop) *pLightReg=0xff; m_bStop=FALSE; return 0; break; cas

19、e 2: ShiftData=0x80; for(i=0;i1; if(m_bStop) *pLightReg=0xff; m_bStop=FALSE; return 0; break; case 3: ShiftData=0x01; for(i=0;i8;i+) *pLightReg=ShiftData; Sleep(ShiftTime); ShiftData=ShiftData1; if(m_bStop) *pLightReg=0xff; m_bStop=FALSE; return 0; ShiftData=0x80; for(i=0;i1; if(m_bStop) *pLightReg=

20、0xff; m_bStop=FALSE; return 0; break; default: m_bStop=FALSE; return 0; break; return 0; 其他实现函数如：DEM_Open、DEM_PowerDown、DEM_PowerUp、DEM_Seek、DEM_Close参考提供的源代码文档。（6）添加导出函数的定义。在Platform Builder菜单中，选择File-New Project or File - File Tab -Text File，文件名叫“LedDriver.def”，内容如下：LIBRARY LedDriverEXPORTS DEM_In

21、it DEM_Deinit DEM_Open DEM_Read DEM_Write DEM_PowerDown DEM_PowerUp DEM_Seek DEM_IOControl DEM_Close（7）编译驱动程序项目。结束后选择“Build OS”-“Open Build Release Directory”，然后输入命令：dumpbin /exports LedDriver.dll，确保输出结果如图11-3，表示驱动程序的DLL函数被正确导出。图 11-3 驱动程序的函数导出图3.2 LED流式驱动程序的加载：（1）选择“Build OS”-“Open Build Release Di

22、rectory”，利用文本编辑器notepad修改平台的注册文件platform.reg，在文件最后添加如下内容：HKEY_LOCAL_MACHINEDriversBuiltInLedDriver Dll = LedDriver.Dll Prefix = DEM Index = dword:1 Order = dword:0 FriendlyName = LED Driver 这段注册表信息告诉系统，在系统启动的时候把LedDriver.dll加载到device.exe，驱动的前缀是DEM，下标索引是1，这样，应用程序中可以使用CreateFile(LDEM)这样的方式来访问驱动程序了。（2）

23、驱动程序固化选择“Build OS”-“Open Build Release Directory”，利用文本编辑器notepad修改平台的配置文件platform.bib，将驱动程序LedDriver.dll文件固化到映像文件中在文件，在platform.bib文件中具体添加内容如下：LedDriver.dll $(_FLATRELEASEDIR)LedDriver.dll NK SH、生成映像文件选择“Build OS”-“Make Run-Time Image”生成映像文件，然后下载到目标板中。4、LED流式接口驱动程序的应用测试利用VS.net编写一个驱动程序的应用测试程序DriverA

24、pp。具体实现如下： 打开设备void CDriverAppDlg:OnBnClickedbtnopendevice() TCHAR FileName10=TEXT(DEM1:); m_hFile=CreateFile(LPCTSTR)&FileName,GENERIC_WRITE|GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ, NULL,OPEN_ALWAYS,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL); if(m_hFile=NULL) MessageBox(_T(打开LED设备失败！),_T(系统信息),MB_OK|MB_ICONINFORMATION); LED流水灯左移void CDriverAppDlg:OnBnClickedbtnlshift() if(m_hFile) if(!DeviceIoControl(m_hFile,Light_IOCTL_RShift,NULL,0,NULL,0,NULL,NULL) MessageBox(_