Основы разработки прикладных виртуальных драйверов


Как уже отмечалось ранее, виртуальные драйверы служат прежде всего для виртуализации аппаратуры, то есть для предоставления одновременно выполняемым задачам возможности совместного использования устройств компьютера. Измерительная или управляющая аппаратура, подключаемая к компьютеру с целью создания автоматизированной установки, вряд ли будет эксплуатироваться в многозадачном режиме, однако использование для ее управления виртуального драйвера может заметно сократить программные издержки и уменьшить время отклика. Рассмотрим пример виртуального драйвера, обслуживающего прерывания от описанной в предыдущей статье интерфейсной платы таймера-счетчика. Очевидно, что в состав такого драйвера должен входить обработчик прерываний от платы. Функции этого обработчика определяет программист; в простейшем случае обработчик может просто прочитать данные из выходного регистра счетчика и замаскировать прерывания. Однако приложение при этом не узнает о завершении измерений; более естественно организовать вызов из обработчика прерываний драйвера некоторой функции приложения, в которую можно передать прочитанные данные. Фактически эта функция будет играть роль обработчика прерывания приложения, однако вызываться она будет не самим прерыванием, а обработчиком драйвера.

Предусмотрим следующую схему взаимодействия приложения и драйвера. Приложение по команде пользователя вызывает драйвер и передает ему константы настройки таймера. Драйвер инициализирует таймер и возвращает управление в приложение, которое продолжает свое выполнение. По сигналу прерывания от таймера приложение приостанавливается и активизируется обработчик прерываний, находящийся в драйвере. В этом обработчике выполняются чтение данных из выходного регистра счетчика, вызов (через VMM) обработчика прерывания приложения и передача в него считанных данных. Обработчик прерываний приложения принимает из драйвера данные и, завершаясь, возвращает управление в VMM, который наконец передает управление в приложение в точку его приостановки.

Поскольку обработчик прерываний приложения вызывается из VMM и после своего завершения опять передает управление в систему, его возможности ограниченны. В нем, в частности, недопустим вызов функции вывода информации - MessageBox() - в окно сообщения. Поэтому здесь, как и в предыдущем примере, возникает проблема оповещения главной функции WinMain() о приходе прерывания. Мы решим эту проблему следующим образом: обработчик прерывания приложения, получив управление, устанавливает флаг, который опрашивается главной функцией в каждом шаге цикла обработки сообщений. Главная функция, обнаружив установленное состояние флага, посылает в приложение сообщение пользователя, которое наравне с сообщениями Windows обслуживается циклом обработки сообщения. В функции обработки этого сообщения уже можно выполнять любые действия безо всяких ограничений.

При разработке приложения, реализующего описанный алгоритм, за основу взят программный комплекс из предыдущей части статьи. В нем используется тот же файл ресурсов, однако программный файл модифицирован.

Приложение Windows, взаимодействующее с виртуальным драйвером обработки аппаратных прерываний

#define STRICT 
#include <windows.h>
#include <windowsx.h>
#include <string.h>
//Определения констант
#define MI_START 100 //Константы, используемые
#define MI_EXIT 101 //для идентификации
#define MI_READ 102 //пунктов меню
/* void Cls_OnUser(HWND hwnd) */
#define HANDLE_WM_USER(hwnd, wParam, lParam, fn) \//Макрос для обработки
((fn)(hwnd), 0L) // сообщения WM_USER
//Прототипы функций
void Register(HINSTANCE); //Вспомогательные
void Create(HINSTANCE); //функции
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);//Оконная функция
void OnCommand(HWND,int,HWND,UINT);//Функции
void OnDestroy(HWND); //обработки сообщений Windows
void OnUser(HWND); //и пользователя
void InitCard(); //Функция инициализации платы (через драйвер)
void GetAPIEntry(); //Функция получения точки входа в драйвер
void isr(int,int); //Прототип обработчика прерывания приложения
//Глобальные переменные
char szClassName[]="MainWindow";//Имя класса главного окна
char szTitle[]="Управление";//Заголовок окна
HWND hMainWnd; //Дескриптор главного окна
FARPROC VxDEntry; //Адрес точки входа в драйвер
int unsigned data; //Данное из драйвера
char request; //Флаг окончания измерений
//Главная функция WinMain
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE,LPSTR,int){
MSG msg; //Структура для приема сообщений
Register(hInstance); //Регистрация класса главного окна
Create(hInstance); //Создание и показ главного окна
/*Более сложный цикл обработки сообщений, в который включены
анализ флага request завершения измерений и посылка приложению
сообщения WM_USER при установке этого флага*/
do{
if(PeekMessage(&msg,NULL,0,0,PM_REMOVE)){
if (msg.message == WM_QUIT)return msg.wParam;
DispatchMessage(&msg);
}//Конец if(PeekMessage())
if(request){
request=0; //Сброс флага
PostMessage(hMainWnd,WM_USER,0,0);/*Поставить в очередь
сообщение WM_USER без параметров*/
}//Конец if(request)
}while(1);//Конец do
}//Конец WinMain
//Функция Register регистрации класса окна
void Register(HINSTANCE hInst){
WNDCLASS wc;
memset(&wc,0,sizeof(wc));
wc.lpszClassName=szClassName;
wc.hInstance=hInst;
wc.lpfnWndProc=WndProc;
wc.lpszMenuName="Main";
wc.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_ARROW);
wc.hIcon=LoadIcon(NULL,IDI_APPLICATION);
wc.hbrBackground=GetStockBrush(WHITE_BRUSH);
RegisterClass(&wc);
}
//Функция Create создания и показа окна
void Create(HINSTANCE hInst){
hMainWnd=CreateWindow(szClassName,szTitle,WS_OVERLAPPEDWINDOW,
10,10,200,100,HWND_DESKTOP,NULL,hInst,NULL);
ShowWindow(hMainWnd,SW_SHOWNORMAL);
}
//Оконная функция WndProc главного окна
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd,UINT msg,WPARAM wParam,LPARAM lParam){
switch(msg){
HANDLE_MSG(hwnd,WM_COMMAND,OnCommand);
HANDLE_MSG(hwnd,WM_DESTROY,OnDestroy);
HANDLE_MSG(hwnd,WM_USER,OnUser);
default:
return(DefWindowProc(hwnd,msg,wParam,lParam));
}
}
//Функция OnCommand обработки сообщений WM_COMMAND от пунктов меню
void OnCommand(HWND hwnd,int id,HWND,UINT){
switch(id){
case MI_START://Инициализация платы
InitCard();
break;
case MI_READ:
char txt [80];
wsprintf(txt,"Накоплено %d событий",data);
MessageBox(hMainWnd,txt,"Данные",MB_ICONINFORMATION);
break;
case MI_EXIT://Завершить приложение
DestroyWindow(hwnd);
}
}
//Функция OnUser обработки сообщения WM_USER
void OnUser(HWND){
MessageBox(hMainWnd,"Измерения окончены","Контроль",MB_ICONINFORMATION);
}
//Функция OnDestroy обработки сообщения WM_DESTROY
void OnDestroy(HWND){
PostQuitMessage(0);
}
//Функция InitCard инициализации (через драйвер) платы
void InitCard (){
GetAPIEntry(); //Получение адреса точки входа в драйвер
_AX=_DS; //Передача в драйвер DS
_BX=55; //Канал 0
_CX=20000; //Канал 1; BX*CX=Длительность интервала
_DX=1000; //Канал 2, внутренний генератор
_SI=OFFSETOF(isr); //Смещение обработчика прерываний
_DI=SELECTOROF(isr); //Селектор обработчика прерываний
VxDEntry(); //Вызов драйвера
}
//Функция GetAPIEntry получения адреса точки входа в драйвер
void GetAPIEntry(){
asm{
mov AX,0x1684
mov BX,0x8000
int 0x2F
mov word ptr VxDEntry,DI
mov word ptr VxDEntry+2,ES
}
}
//Обработчик прерываний приложения. Вызывается VMM и возвращает управление в VMM
void isr(int segment,int dt){
_DS=segment; //Инициализируем DS селектором, полученным из драйвера
request++; //Поставим запрос на сообщение
data=dt; //Получим из драйвера аппаратные данные
}
 
« Предыдущая статья   Следующая статья »