AVStream ddk 翻译

1.       AVStream概览

AVStream是一款微软提供的多媒体类驱动程序，它既支持单独的视频流媒体，也支持音频视频集成的流媒体。微软把AVStream作为操作系统的一部分，在驱动程序ks.sys中导出。硬件供应商只需要编写运行在Ks.sys下层的小驱动程序（minidriver）。

以前的音频类驱动程序是微软提供的音频端口驱动程序（audio port class driver）。音频供应商应该编写运行在portcls.sys下层的小驱动程序（minidriver）。

微软仅为已经存在的小驱动程序（minidrivers）提供流媒体类驱动（stream class driver）支持。

AVStream通过以下几点向供应商提供意义重大的优点：

l          小驱动（minidriver）程序员可以编写更少的代码。

l          为音频和视频小驱动程序（minidrivers）提供统一的内核流媒体类模型。

l          供应商可以使用COM对象加入新的接口，而不需要对已存在的小驱动程序（minidriver）的二进制文件做任何修改。

在AVStream驱动模型中，供应商提供小驱动程序（minidriver）与微软提供的类驱动程序交互，如下图所示：

 

2.       AVStream小驱动程序（minidriver）示例

DDK包含两个AVStream小驱动程序（minidriver）示例：Avshws和Avssamp。Avshws是一个为仿真硬件如何通过AVStream实现DMA而编写的pin-centric捕获驱动程序。Avssamp是一个filter-centric捕获驱动程序，没有实现DMA。

这些例子演示了本文档中描述的许多概念，而且可以被驱动开发者修改成自己需要的类型。这些例子相关的说明文件（Readme file）可以在DDK中找到，位于这些示例相同的路径中。DDK中未包含这些说明文件。

3.       AVStream头文件

所有内核流媒体和AVStream需要引用的材料，包括结构体，函数都在头文件Ks.h中生命。为了访问微软提供的KS和AVStream类驱动程序支持，小驱动程序必需包含这个头文件。

 

4.       AVStream对象层次图

AVStream小驱动程序（minidriver）可以通过对象层次图导出许多不同类型的filter，比如，下图就是一个。

5.       AVStream描述符

AVStream 小驱动程序（minidriver）在调用KsInitializeDriver例程时，通过提供一个嵌套的描述符结构来描述自己和自己支持的filter类型。每个关键组件－设备，filter类厂和pin类厂都有一个相关的描述符。

在设备描述符中，FilterDescriptors成员指向KSFILTER_DESCRIPTOR结构体数组，这个数组描述了这个设备可以创建的filter类型。AVStream的客户可以调用KsCreateFilterFactory例程来动态添加filter类厂。

KSFILTER_DESCRIPTOR表明该filter支持多少类型的pin, filter注册在哪个分类下面，以及filter的拓扑结构。在每个filter描述符中，小驱动程序（minidriver）提供了一个指向KSPIN_DESCRIPTOR_EX结构体数组的指针。每个这样的pin描述符描述一类这个filter可以实例化的pin。你可以调用KsFilterCreatePinFactory例程创建另外的pin类厂。

典型的AVStream小驱动程序（minidriver）把描述符作为静态变量布置在源文件中，然后调用KsInitializeDriver例程完成创建任务。

也存在其他类型的描述符，比如，节点描述符KSNODE_DESCRIPTOR，它描述一个给定节点的拓扑结构。

6.       AVStream派遣表

AVStream派遣表，KSDEVICE_DISPATCH, 是一套函数指针，指向派遣例程。小驱动程序（minidriver）可以通过提供回调例程完成驱动指定任务的方式，扩展AVStream提供的功能。

这些小驱动程序（minidriver）提供的例程接收事件的通知消息，并可以扩展或者修改AVStream提供的默认事件处理。

KSFILTER_DISPATCH和KSPIN_DISPATCH结构体都提供一个叫做Process的派遣例程。使用这个派遣例程区分filter-centric filter和pin-centric filter。要指定一个filter-centric filter，在filtre派遣表中指定一个指向process派遣回调例程的指针。pin-centric filter在每个pin描述符表中，提供一个process派遣例程。

你可以注册filter，向它发送创建，删除，数据处理和重启等通知。你可以注册pin，向它发送诸如创建，关闭，数据处理，重启，设置数据格式，以及状态改变等事件的通知。要注册通知对象，在相关的派遣结构中指定一个指向供应商提供的派遣例程的指针。

7.       初始化AVStream小驱动程序（minidriver）

AVStream小驱动程序（minidriver）自己不处理设备的初始化，而是在DriverEntry例程中调用KsInitializeDriver例程完成初始化。KsInitializeDriver例程初始化驱动程序对象，除此以外还负责初始化IRP派遣例程，PnP 添加设备和卸载设备事件派遣例程。

在调用KsInitializeDriver时，小驱动程序（minidriver）传递一个需要初始化的指向驱动程序对象的指针，一个指向注册表路径的指针和一个可选的设备描述符对象。如果小驱动程序（minidriver）不传递设备描述符对象，AVStream在调用AddDevice例程时创建具有指定特征的设备对象。

设备描述符对象包含一个指向KSDEVICE_DISPATCH结构的指针和一个filter描述符数组。为小驱动程序（minidriver）支持的每一类filter提供一个KSFILTER_DESCRIPTOR。当小驱动程序（minidriver）调用KsInitializeDriver时，AVStream为每一类小驱动程序（minidriver）导出的filter创建一个filter类厂对象。当接收到相应filter创建的IRP后，由该类filter类厂分别实例化该filter。每个filter描述符包含一个指向KSPIN_DECRIPTION_EX对象数组的指针。

当某个filter的给定pin上建立连接时，AVStream pin类厂创建一个pin对象。注意每个filter必需至少导出一个pin。小驱动程序（minidriver）使用KSPIN_DESCRIPTOR_EX的成员InstanceNecessary来确定创建这种类型pin的数目对于filter的正常运行是否必要。同样的，小驱动程序（minidriver）也可以使用KSPIN_DESCRIPTOR_EX结构体的成员InstancePossible来确定创建这种类型pin的数目是否超过最大数目。

AVStream支持两种处理类型：filter-centric processing 和 pin-centric processing. 当布置好描述符后，就要决定使用哪种处理类型了。

 

安装AVStream小驱动程序（minidriver）

AVStream小驱动程序（minidriver）必须存在一个inf文件（系统使用该文件来安装驱动程序）。AVStream的inf文件基于普通inf文件的格式。牢记以下AVStream驱动程序指南。

如果你为父设备编写小驱动程序（minidriver），inf文件的AddReg一节应该包含：

[ParentName.AddReg]
HKR,"ENUM\[DeviceName]",pnpid,,"[string]"

如果你为子设备编写minidriver，inf文件的AddReg一节应该包含：

[Manufacturer]
...=ChildName
[ChildName]
...=ChildName.Device,AVStream\[string]
注意在流媒体类驱动中，上面的"AVStream"应该替换成"Stream"。

对于所有的AVStream小驱动程序（minidriver）， 指定filter应用串必须和KSFILTER_DESCRIPTOR结构中ReferenceGuid成员匹配。

8.       Pin-Centric Processing

当编写AVStream小驱动程序（minidriver）时，你的filter可以使用两种处理范例的一种：pin-centric processing or filter-centric processing。

pin-centric processing指当新的数据帧到达pin队列时，AVStream调用小驱动程序（minidriver）的pin process派遣例程。

filter-centric processing指当每个实例化的pin上存在有效的数据帧时，AVStream调用小驱动程序（minidriver）的filter process派遣例程。注意这种定义指定了默认的行为；小驱动程序（minidriver）可以通过设置KSPIN_DESCRIPTOR_EX结构体中的flags成员来修改这种默认行为。

一般来讲，软件filter使用filter-centric processing，硬件filter使用pin-centric processing。比如，支持变换和呈现数据的硬件可以把数据路由到pin-centric filter。相反的情况很少。

想要得到pin-centric filter，小驱动程序（minidriver）就要在每个KSPIN_DISPATCH结构中提供一个指向AVStrMiniPinProcess回调例程的指针。不要在KSFILTER_DISPATCH结构中指定AVStrMiniPinProcess回调例程的指针。

如果小驱动程序（minidriver）不修改KSPIN_DESCRIPTOR_EX中的flags设置，AVStream将在以下三种情况下调用供应商提供的AVStrMiniPinProcess回调例程：

l          该pin进入最小处理状态，队列中必需已经存在数据帧，而且pin必需从欠最小处理状态至少转化成最小处理状态。

l          新数据帧到达。Pin至少处于最小处理状态，而且在leading edge和之前没有数据帧。

l          小驱动程序（minidriver）明确调用KsPinAttemptProcessing例程。

默认情况下，暂停就时最小处理状态。

另外，如果pin的与门是关闭的，AVStream不调用pin的处理派遣例程。例如，如果你使用KsGateXxx例程添加另外的off输入到该pin的与门，你的处理派遣例程将不被调用。

当AVStream调用AVStrMiniPinProcess例程时，它提供一个指向存在有效数据pin的指针。随后小驱动程序（minidriver）通过调用KsPinGetLeadingEdgeStreamPointer例程请求leading edge指针。小驱动程序（minidriver）将使用流媒体指针（stream pointer）API管理流媒体数据。

当AVStream调用AVStrMiniPinProcess例程时，通过设置KSPIN_DESCRIPTOR_EX结构中的相关标记（flags），使用pin-centric processing的小驱动程序（minidriver）可以备修改。

如果小驱动程序（minidriver）通过调用KsPinAcquireProcessingMutex例程持有处理互斥量（processing mutex），处理尝试可能会失败。如果小驱动程序（minidriver）使用KsGate*调用直接管理门，问题可能同样会出现。

9.       Filter-Centric Processing

10.  AVStream中的事件处理

AVStream filter和pin通过在结构体KSFILTER_DESCRIPTOR或者KSPIN_DESCRIPTOR_EX的AutomationTable成员中提供一个KSAUTOMATION_TABLE类型的结构体，描述它们支持的属性，事件和方法。

要支持事件，AVStream小驱动程序（minidriver）就要在自动操作表中提供一个KSEVENT_SET类型的数组。每个KSEVENT_SET结构包含一个KSEVENT_ITEM数组。每个KSEVENT_ITEM结构描述了小驱动程序（minidriver）如何支持指定的事件。

通过在KSEVENT_ITEM结构中提供AVStrMiniAddEvent和AVStrMiniRemoveEvent处理函数，Minidriver可以自定义事件的行为。

当AVStream接收到一个事件使能请求后，它便产生一个KSEVENT_ENTRY结构。如果小驱动程序（minidriver）已经提供了一个AVStrAddEvent处理函数，AVStream会在调用AVStrAddEvent的时传递一个指向KSEVENT_ENTRY结构的指针。

如果没有提供AVStrAddEvent处理函数，AVStream默认情况下会添加一个事件到对象列表。小驱动程序（minidriver）不会接收到KSEVENT_ENTRY的指针。Minidriver可以调用KsFilterGenerateEvent或者KsPinGenerateEvents触发一个事件。

11.  用户模式中方法和事件代码实例

这部分代码展示了如何在用户模式的KsProxy插件程序中使用方法和事件。

在你的minidriver中提供了对给定方法支持后，你可以通过调用IksControl::KsMethod方法达到调用底层方法的目的，下面是例子代码：

 

PVOID MethodBuffer; // Your method arguments buffer
ULONG MethodBufferSize; // Your method buffer size

KSMETHOD Method;
ULONG BytesReturned;

Method.Set = KSMETHODSETID_MyMethodSet;
Method.Id = KSMETHOD_MyMethodId;
Method.Flags = KSMETHOD_TYPE_SEND;

HRESULT hr = 
pIKsControl -> KsMethod (
    &Method,
        sizeof (Method),
    MethodBuffer,
    &MethodBufferSize,
    &BytesReturned);

 

在内核模式自动操作表中，你可以是用KSMETHOD_ITEM的Flags成员指定该缓冲区是否是可读写的，是否是可映射或者可拷贝的。

要注册一个minidriver支持的事件，使用一下示例代码：

 

HANDLE EventHandle; // Your event handle.

KSEVENT Event;
KSEVENTDATA EventData;

Event.Set = KSEVENTSETID_MyEventSet;
Event.Id = KSEVENT_MyEventId;
Event.Flags = KSEVENT_TYPE_ENABLE;

EventData.NotificationType = KSEVENTF_EVENT_HANDLE;
EventData.EventHandle.Event = EventHandle;
EventData.EventHandle.Reserved [0] = 0;
EventData.EventHandle.Reserved [1] = 0;

ULONG BytesReturned;

HRESULT hr =
pIKsControl -> KsEvent (
    &Event,
        sizeof (Event),
    &EventData,
        sizeof (EventData),
    &BytesReturned);

 

在上面的示例中，通知将持续除非minidriver让该事件失效。要让你的事件失效。调用KsControl::KsEvent。如果你只想在事件第一次发生时被通知，设置Event.Flags为KSEVENT_TYPE_ONESHOT。

12.  AVStream子设备

这部分适用于Microsoft Windows Server 2003和安装了DirectX 9.0及以后版本的早期操作系统。对于你的设备，AVStream可以作为一个总线枚举器运行，Enum分支下的键，AVStream都为你创建一个子设备。要这样做，在注册表中设备键下放置一个Enum子键。

特别是在驱动程序的inf文件的AddReg部分，供应商为每个Enum下的子项REG_SZ类型的pnpid值。AVStream使用这个串值为每个单独的设备构造一个PnP硬件ID。

在DirectX 9.0以前的发行版本中，AVStream创建一个形如"AVStream\"子设备硬件ID。

例如，供应商在inf文件的AddReg部分指定一下设置：

[MyTVDevice.AddReg]
HKR,"ENUM\CrossbarDevice",pnpid,,"MyCrossbar"
HKR,"ENUM\TunerDevice",pnpid,,"MyTuner"

因此，AVStream使用下面的设备ID创建两个子设备。

AVStream\MyCrossbar，AVStream\MyTuner

为了解决两个子设备指定相同的pnpid这种可能的冲突。DirectX 9.0及以后的版本改变了每个子设备的ID报告机制。对于每个通过父设备报告的硬件ID，AVStream为每个子设备创建一个形如下面的ID：

AVStream\#

修改过的父硬件ID为父硬件ID中使用 “#”代替所有的反斜线”\”。

如果最终的串太长，AVStream以MAX_DEVICE_ID_LEN终止ID串，包含一个NULL。在Windows Server 2003,这个限制在头文件cfgmgr32.h中被设置为200个字符。

例如父设备报告一下的设备ID：

PCI\VEN_XXXX&DEV_YYYY&SUBSYS_ZZZZZZZZ&REV_VV
PCI\VEN_XXXX&DEV_YYYY&SUBSYS_ZZZZZZZZ

对于pnpid键值为MyCrossbar的设备，AVStream创建一下的子设备硬件ID：

AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX&DEV_YYYY&SUBSYS_ZZZZZZZZ&REV_VV
AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX&DEV_YYYY&SUBSYS_ZZZZZZZZ

对于父设备报告的兼容ID，AVStream使用相同的处理方法。AVStream为子设备创建兼容ID形如下面ID：

AVStream\#

兼容ID名称修改机制个长度限制法则与硬件ID是一样的。

例如，父设备报告了一下兼容ID：

PCI\VEN_XXXX&DEV_YYYY&REV_VV
PCI\VEN_XXXX&DEV_YYYY
PCI\VEN_XXXX&CC_ZZZZZZ
PCI\VEN_XXXX&CC_ZZZZ
PCI\VEN_XXXX
PCI\CC_ZZZZZZ
PCI\CC_ZZZZ

MyCrossbar子设备将通过AVStream报告如下的兼容ID：

AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX&DEV_YYYY&REV_VV
AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX&DEV_YYYY
AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX&CC_ZZZZZZ
AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX&CC_ZZZZ
AVStream\MyCrossbar#PCI#VEN_XXXX
AVStream\MyCrossbar#PCI#CC_ZZZZZZ
AVStream\MyCrossbar#PCI#CC_ZZZZ
AVStream\MyCrossbar

13.   在AVStream中重启处理

如果下列任何一种情况为真，AVStream将停止处理。

l          在pin-centric环境中，当前该pin上没有有效的数据。

l          在filter-centric环境中，至少存在一个pin，该pin的KSPIN_DECRIPTOR_EX的flags没有设置KSPIN_FLAG_FRAMES_NOT_REQUIRED_FOR_PROCESSING标记，没有数据等待处理。默认情况下，没有设置这个标记。

l          不管数据真是否有效，小驱动程序（minidriver）的处理派遣回调例程返回STATUS_PENDING。注意处理派遣例程可以是AVStrMiniFilterProcess也可以是AVStrMiniPinProcess，依赖于小驱动程序（minidriver）实现的pin-centric processing或者filter-centric processing。

当新数据到达空队列时，AVStream开始处理。因此，如果当相关的队列装满，小驱动程序（minidriver）的处理派遣例程返回为STATUS_PENDING时，小驱动程序（minidriver）将不会被调用重新处理。如果小驱动程序（minidriver）设置STATUS_PENDING，minidriver必需调用KsPinAttemptProcessing或者KsFilterAttemptProcessing重新开始处理。

如果小驱动程序（minidriver）没有真正的处理数据，不要在处理派遣例程中返回STATUS_PENDING。这会引起AVStream马上再次调用小驱动程序（minidriver），导致在AVStream和小驱动程序（minidriver）之间的无限循环。