WinCE內(nèi)核動(dòng)態(tài)加載GPIO端口驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法

摘要：針對(duì)采用基于流接口驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行GPIO端口驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)所存在的困難和不足，提出了采用動(dòng)態(tài)方式加載(卸載)端口驅(qū)動(dòng)的思路，給出了該思路下GPIO端口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法的步驟和關(guān)鍵代碼并進(jìn)行了驗(yàn)證，為其他類(lèi)似的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供參考。
關(guān)鍵詞：WinCE；GPIO；驅(qū)動(dòng)；動(dòng)態(tài)加載

引言
WinCE下GPIO端口驅(qū)動(dòng)大多采用流接口驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在實(shí)現(xiàn)上主要依托Platform Builder編譯環(huán)境將驅(qū)動(dòng)程序編譯成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，并整合到WinCE內(nèi)核中。但在實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)中，Platform Builder在驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)和涮試上不夠便捷，且在整合動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和WinCE內(nèi)核時(shí)，需要進(jìn)行繁瑣的參數(shù)配置，整個(gè)過(guò)程較為復(fù)雜。筆者以飛凌S3C2440開(kāi)發(fā)板為例，給出在VisualStudio編譯環(huán)境中采用動(dòng)態(tài)加載方式來(lái)設(shè)計(jì)GPIO端口驅(qū)動(dòng)程序的思路，較好地改進(jìn)了目前常用的GPIO端口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法，提高了開(kāi)發(fā)效率。

1 GPIO端口的流驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
1．1 過(guò)程簡(jiǎn)述
關(guān)于GPIO端口流驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)原理，大量論文及書(shū)籍中均有介紹，這里不再贅述。其設(shè)計(jì)步驟也遵循固定的設(shè)計(jì)模式，按照編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)代碼、驅(qū)動(dòng)程序配置、編譯調(diào)試的順序進(jìn)行。
1．1．1 編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)代碼
WinCE流式驅(qū)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是按照固定的流函數(shù)接口實(shí)現(xiàn)的一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，創(chuàng)建相關(guān)的．cpp文件、．h文件和．def文件，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)xxx_Init、xxx_Read、xxx_Write等流接口函數(shù)即可。
1．1．2 驅(qū)動(dòng)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(guò)這兩種配置文件，Platform Builder編譯環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)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(cè)信息的．reg文件以供在WinCE注冊(cè)表中注冊(cè)GPIO驅(qū)動(dòng)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(shí)按照配置的參數(shù)編譯驅(qū)動(dòng)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(dòng)程序和WinCE內(nèi)核，編譯成功之后即得到按照硬件平臺(tái)定制的含有驅(qū)動(dòng)程序動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的內(nèi)核鏡像文件，當(dāng)WinCE啟動(dòng)時(shí)，該驅(qū)動(dòng)會(huì)被自動(dòng)加載。
1．2 設(shè)計(jì)方法的不足
基于以上描述，流接口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法中存在以下兩個(gè)問(wèn)題：
①在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的編譯和后期調(diào)試，但在實(shí)際工程項(xiàng)目的開(kāi)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(shí)際工程項(xiàng)目中主要是用來(lái)定制WinCE內(nèi)核。另外，為了將驅(qū)動(dòng)程序整合到WinCE內(nèi)核中，需要開(kāi)發(fā)者較為熟悉Platform Builder編譯環(huán)境中對(duì)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(kāi)發(fā)者對(duì)此基本上處于“比葫蘆畫(huà)瓢”的模仿層次，學(xué)習(xí)入門(mén)門(mén)檻較高。
②在設(shè)計(jì)中，出于整合資源的目的，將端口驅(qū)動(dòng)程序的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)編譯到WinCE內(nèi)核中，但實(shí)際上這種方法導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)程序的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)與內(nèi)核結(jié)合過(guò)于緊密，每次對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的任何改動(dòng)都需要隨后使用Platform Builder編譯環(huán)境對(duì)內(nèi)核重新進(jìn)行編譯，來(lái)回反復(fù)、效率低下。從程序設(shè)計(jì)的角度講，驅(qū)動(dòng)程序和內(nèi)核分屬不同功能類(lèi)型的模塊，與程序設(shè)計(jì)中功能模塊內(nèi)緊外松的耦合思想不一致。

2 WinCE內(nèi)核動(dòng)態(tài)加載GPIO端口驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法
2．1 設(shè)計(jì)方法原理
在前文中已經(jīng)介紹過(guò)，在基于流驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)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(dòng)程序的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件編譯到WinCE內(nèi)核中。實(shí)際上，WinCE內(nèi)核具有動(dòng)態(tài)加載(卸載)驅(qū)動(dòng)文件的能力，驅(qū)動(dòng)文件可以在需要的時(shí)候動(dòng)態(tài)加載進(jìn)WinCE內(nèi)核中，在不需要的時(shí)候卸載掉。開(kāi)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(guò)調(diào)用相關(guān)的WinCE API來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)文件的加載、卸載。利用這一特性，對(duì)驅(qū)動(dòng)文件的調(diào)用方式更加靈活，項(xiàng)目的可擴(kuò)展性得到了提高。