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            WinCE 5.0邊做邊學(xué)(5)(6)

            作者: 時間:2011-02-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            對于實時系統(tǒng),如何調(diào)試是一個很難解決的問題,包括對系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試,對驅(qū)動程序的調(diào)試,對應(yīng)用程序的調(diào)試等。對于應(yīng)用程序,通常各集成開發(fā)環(huán)境都提供了常規(guī)的單步跟蹤等調(diào)試手段。而對于另兩個的調(diào)試,Platform Builder除了為我們提供了常規(guī)的斷點跟蹤等手段以外,還和系統(tǒng)的源程序配合使用了一種新的調(diào)試手段——Debug Zones調(diào)試區(qū)。
            通常,我們都是利用OutpubDebugString函數(shù)來實現(xiàn)調(diào)試信息的輸出的,但是由于系統(tǒng)底層的調(diào)試信息非常繁多,如果這樣大量的調(diào)試信息用于實時輸出的話一定會影響到系統(tǒng)的性能和實時性,也就影響到了系統(tǒng)的運行。如果有一種方式能允許開發(fā)人員自己選擇輸出哪些調(diào)試信息,不輸出哪些調(diào)試信息的話,那么就可以讓開發(fā)人員只看到關(guān)心的調(diào)試信息,而把諸如鍵盤按鍵、鼠標移動等無用的調(diào)試信息隱去,則可以更好的提高開發(fā)效率,迅速找到問題所在。
            調(diào)試區(qū)就是為了解決以上提出的問題的,對某一個驅(qū)動程序,它規(guī)定好自己向外輸出的調(diào)試信息的分類,比如初始化時的信息,出錯時的信息,釋放時的信息,激活時的信息等,然后分成幾個調(diào)試區(qū),在現(xiàn)有的CE版本中最多允許16個調(diào)試區(qū)。開發(fā)人員通過Platform Builder中Target菜單下的CE Debug Zones命令來決定想要得到哪一個或哪幾個調(diào)試區(qū)的信息,在驅(qū)動程序中則可以根據(jù)開發(fā)人員的選擇來輸出指定調(diào)試區(qū)的信息。這就是調(diào)試區(qū)大體上的工作原理。
            接下來,我們就來看一下調(diào)試區(qū)的定義,聲明,注冊及使用。
            在程序中使用調(diào)試區(qū)之前必須先定義它們,一個程序的16個調(diào)試區(qū)編號分別為0-15。代碼樣例如下所示:
            #ifdef DEBUG
            //
            // For debug builds, use the real zones.
            //
            #define ZONE_TEST DEBUGZONE(0)
            #define ZONE_PARAMS DEBUGZONE(1)
            #define ZONE_VERBOSE DEBUGZONE(2)
            ……
            #define ZONE_WARN DEBUGZONE(14)
            #define ZONE_ERROR DEBUGZONE(15)

            #else
            //
            // For retail builds, use forced messages based on the zones turned on below.
            //
            #define ZONE_TEST 0
            #define ZONE_PARAMS 0
            #define ZONE_VERBOSE 0
            ……
            #define ZONE_WARN 0
            #define ZONE_ERROR 0

            #endif

            這樣,就可以程序的DEBUG版本中使用調(diào)試區(qū)了,而在RELEASE版本中則將其全部定義為0,調(diào)試信息即不再輸出。
            在程序中,除了以上的定義以外,還要聲明幾個專用的調(diào)試信息輸出函數(shù),這些函數(shù)與OutputDebugString函數(shù)的區(qū)別就在于在調(diào)用時需要指定對應(yīng)的調(diào)試區(qū),這些函數(shù)以及以上用到的DEBUGZONE宏的定義都在DbgApi.h頭文件中,因此只要在源程序中包含此頭文件即可。除此以外,還需要一個全局的DEBPARAM類型的變量命名為dpCurSettings,以供集成開發(fā)環(huán)境和調(diào)試信息輸出函數(shù)使用。其代碼樣例如下:
            #ifdef DEBUG
            DBGPARAM dpCurSettings = {
            TEXT("WaveDriver"), {
            TEXT("Test") // 0
            ,TEXT("Params") // 1
            ,TEXT("Verbose") // 2
            ,TEXT("Interrupt") // 3
            ,TEXT("WODM") // 4
            ,TEXT("WIDM") // 5
            ,TEXT("PDD") // 6
            ,TEXT("MDD") // 7
            ,TEXT("Regs") // 8
            ,TEXT("Misc") // 9
            ,TEXT("Init") // 10
            ,TEXT("IOcontrol") // 11
            ,TEXT("Alloc") // 12
            ,TEXT("Function") // 13
            ,TEXT("Warning") // 14
            ,TEXT("Error") // 15
            }
            ,
            (1 15) // Errors
            | (1 14) // Warnings
            };
            #endif
            此例中還把ERROR和WARN調(diào)試區(qū)作為默認被開發(fā)人員選中的調(diào)試區(qū)。
            要想使用調(diào)試區(qū),還需要做的最后一件準備的事情就是在程序中進行注冊,也就是在程序啟動時通知集成開發(fā)環(huán)境本程序中要使用調(diào)試區(qū),這個注冊很簡單,只要在程序的入口處使用DEBUGREGISTER宏即可,樣例如下:
            DllEntry (
            HANDLE hinstDLL,
            DWORD Op,
            LPVOID lpvReserved
            )
            {
            switch (Op) {

            case DLL_PROCESS_ATTACH :
            DEBUGREGISTER((HINSTANCE)hinstDLL);
            break;
            ……
            至于調(diào)試區(qū)的使用,完全是幾個宏的使用而已,我想做程序的人都會用的,常用的宏如下:
            DEBUGMSG(),DEBUGLED(),RETAILMSG(),RETAILLED(),ERRORMSG(),DEBUGCHK()

            好了,調(diào)試區(qū)就概要的說了這么多,如此復(fù)雜的機制在自己的程序中寫起來是煩瑣了點,不過如果你需要的話,可以從CE現(xiàn)有的例程序中復(fù)制過來,這樣就省了很多麻煩事,也不會出錯。下圖是在PB中使用調(diào)試區(qū)的截圖,當選中某一個調(diào)試區(qū)后,如果該調(diào)試區(qū)有調(diào)試信息則會在DEBUG窗口輸出的。自己試試吧!


            在學(xué)習(xí)驅(qū)動程序之前,我們還有很多東西要了解。想來想去,可能最重要的還是中斷了,所以,這次我們花點時間來了解一下在Windows CE中的中斷機制。
            凡是學(xué)過計算機原理的人都知道中斷是什么東西,所以這些基本知識我們就不再詳述了,我們下面就先看一下CE對中斷的整體處理流程,以方便從全局上有個整體的認識。
            下圖是CE中中斷處理的流程圖示


            我們分布來解釋上圖中的流程:
            1、硬件設(shè)備向Kernel發(fā)送中斷異常的代碼,如果檢測到這個中斷異常,就會被Kernel層的異常處理所截獲;
            2、中斷服務(wù)調(diào)度程序會調(diào)用OAL例程中的OEMInterruptDisable函數(shù),這個函數(shù)會通知硬件在處理完這一中斷前關(guān)閉特殊的中斷,但其他的中斷仍然處于開放狀態(tài);
            3、中斷服務(wù)例程ISR被調(diào)用以決定如何來處理這一中斷;
            4、Kernel接收到ISR的返回值以得知如何處理這一中斷。它的響應(yīng)結(jié)果之一是忽略掉這一中斷不作處理(SYSINTR_NOP),另一結(jié)果是準備執(zhí)行IST。
            5、Kernel引發(fā)中斷服務(wù)調(diào)度程序來喚醒中斷服務(wù)線程去工作。IST是常規(guī)的Win32線程,一旦啟動后,它會創(chuàng)建必要的EVENT然后等待該EVENT被激發(fā)。中斷服務(wù)調(diào)度通過調(diào)用PulseEvent函數(shù)來激發(fā)EVENT,從而喚醒IST線程運行;
            6、當喚醒以后,IST會對中斷進行必要的處理如將數(shù)據(jù)移動到緩沖區(qū)或其他有意義的事;
            7、如果需要的話,IST會借助于I/O支持例程訪問硬件設(shè)備;
            8、當IST處理完成后,它會調(diào)用InterruptDone函數(shù)通知Kernel;
            9、Kernel調(diào)用OEMInterruptDone函數(shù)完成此次中斷的處理過程,OAL例程通知硬件設(shè)備重新啟用中斷。
            以上就是中斷在CE中簡要的處理過程。這其中還涉及到幾個函數(shù)的使用,包括:
            1、供OAL調(diào)用的ISR函數(shù)
            HookInterrupt函數(shù)在OEMInit函數(shù)中被調(diào)用以關(guān)聯(lián)IRQ和ISR;
            UnhookInterrupt函數(shù)用來終止IRQ和ISR的關(guān)聯(lián)。
            2、供驅(qū)動程序調(diào)用的IST函數(shù)
            InterruptInitialize函數(shù)用來將EVENT對象和邏輯中斷號關(guān)聯(lián)并允許中斷;
            InterruptDone函數(shù)用來通知中斷處理的結(jié)束;
            InterruptDisable函數(shù)被驅(qū)動程序調(diào)用以關(guān)閉中斷同時取消被InterruptInitialize初始化的EVENT對象。
            下面我們再分別來看一下最重要的兩部分,ISR和IST。
            ISR屬于OAL層,通常是用匯編語言編寫的,它可以將CPU寄存器中的數(shù)據(jù)移動到內(nèi)存緩沖區(qū)中,但是它不能做更多的工作,其中一個原因就是它不能訪問到用戶態(tài)的存儲區(qū),它要把這些工作交給IST來完成。它做的另一項工作是進行物理中斷號和邏輯中斷號的映射。一個物理設(shè)備比如鍵盤在一種平臺上可能產(chǎn)生4號中斷,在另一種平臺上可能產(chǎn)生15號中斷,經(jīng)過ISR以后,它就會把這一物理中斷轉(zhuǎn)換成CE中標準的SYSINTR_KEYBOARD邏輯中斷。Kernel就會根據(jù)這個邏輯中斷值找到對應(yīng)的EVENT從而喚醒IST。
            ISR有兩種,一種是單ISR模式, 即全局只有一個ISR,它適用于不支持多中斷的CPU,在這種情況下,OAL會提供一個OEMInterruptHandler的命令I(lǐng)SR。另一種是多ISR模式,即CPU有多個硬件中斷的情況,OAL通過HookInterrupt函數(shù)為每一個中斷調(diào)用ISR。
            IST是驅(qū)動程序中的用戶態(tài)線程,它來執(zhí)行中斷的處理工作。在啟動后它會空閑等待EVENT的激發(fā)狀態(tài),激發(fā)后處理真正的中斷處理過程,最后調(diào)用InterruptDone函數(shù)標識中斷處理完成。它通常通過CeSetThreadPriority函數(shù)設(shè)置在較高的優(yōu)先級狀態(tài)。
            以上是對中斷的簡要了解,在WINCE5的驅(qū)動程序中,很大的變化就是把很多過程化的東西變成了面向?qū)ο蟮姆绞?,即進行了以類為基礎(chǔ)的封裝,這樣代碼變得非常層次化,如果你想了解以上這些中斷在具體驅(qū)動程序中的實現(xiàn),建議還是先來看看CE4中的代碼,似乎更明顯一些。
            好了,此次的內(nèi)容不多,但是較空洞,最好配合查閱驅(qū)動程序的源程序如串口的,鍵盤的,比如鍵盤的驅(qū)動中就有非常明顯的IST,很容易看到它是如何設(shè)置優(yōu)先級的,如果等待EVENT的,如何處理鍵盤消息的以及如何完成中斷的,代碼附后,這樣才能加強理解。即使自己寫驅(qū)動,也不一定完全從頭編寫,在以在別人的架構(gòu)上修改以縮短開發(fā)周期。
            BOOL
            KeybdIstLoop(
            PKEYBD_IST pKeybdIst
            )
            {
            SETFNAME(_T("KeybdIstLoop"));

            UINT32 rguiScanCode[16];
            BOOL rgfKeyUp[16];
            UINT cEvents;

            DEBUGCHK(pKeybdIst->hevInterrupt != NULL);
            DEBUGCHK(pKeybdIst->pfnGetKeybdEvent != NULL);
            DEBUGCHK(pKeybdIst->pfnKeybdEvent != NULL);

            SetThreadPriority(GetCurrentThread(), THREAD_PRIORITY_HIGHEST);

            wait_for_keybd_interrupt:
            if (WaitForSingleObject(pKeybdIst->hevInterrupt, INFINITE) == WAIT_OBJECT_0)
            {
            cEvents = (*pKeybdIst->pfnGetKeybdEvent)
            (pKeybdIst->uiPddId, rguiScanCode, rgfKeyUp);

            for (UINT iEvent = 0; iEvent cEvents; iEvent) {
            (*pKeybdIst->pfnKeybdEvent)(pKeybdIst->uiPddId,
            rguiScanCode[iEvent], rgfKeyUp[iEvent]);
            }
            // cEvents could be 0 if this was a partial scan code, like 0xE0

            InterruptDone(pKeybdIst->dwSysIntr_Keybd);
            }

            goto wait_for_keybd_interrupt;

            ERRORMSG(1, (TEXT("KeybdIstLoop: Keyboard driver thread terminating.rn")));
            return TRUE;
            }

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