《WDM驅動程序簡介》PPT課件.ppt

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設備驅動程序設計 WDM驅動程序簡介 第二講 WindowsXP驅動程序分類 內核模式驅動程序的屬性 可移植性 源代碼級可移植可配置性 避免對硬件特征和系統(tǒng)設置作絕對假設 避免在代碼中直接引用硬件可搶先性和可中斷性多處理器安全基于對象數據包驅動異步 WindowsXP系統(tǒng)結構 WDM驅動程序模型 WDM模型主要包含以下內容 1 描述了設備驅動程序的標準結構和應該完成的主要功能 2 描述了操作系統(tǒng)為設備驅動提供的各種服務 以及操作系統(tǒng)與設備驅動程序之間詳細的交互過程3 為常見類型的設備提供一系列的總線驅動程序和類驅動程序 WDM驅動程序的分類 功能驅動 每個WDM驅動都包含功能驅動 它了解使硬件工作的所有細節(jié) 負責具體I O過程 負責處理中斷事件 為用戶提供一種設備適合的控制方式 總線驅動 查找并發(fā)現(xiàn)硬件設備 確定設備的資源使用情況 管理硬件與計算機的實際連接 負責物理的I O過程過濾器驅動 對功能驅動程序執(zhí)行I O操作時進行過濾和監(jiān)視 修改現(xiàn)有功能驅動程序的行為 為用戶提供額外服務類驅動 實現(xiàn)某種設備類型的共通功能 管理整個設備類的基本特征 規(guī)范該類設備與操作系統(tǒng)中其它軟件環(huán)境的接口 采用類驅動有利于分層和功能重用 迷你驅動 包含在類驅動中 用于管理設備實例的廠商專有特征例程 類驅動和迷你驅動合在一起才構成一個完整的功能驅動程序 WDM驅動的層次結構 驅動程序如何工作 驅動程序是一個收集讓操作系統(tǒng)調用的用來執(zhí)行各種涉及到硬件操作的子程序的容器 一些例程 如DriverEntry和AddDevice例程和一些特定的I O請求包 IRP 的處理函數會出現(xiàn)在每個這樣的容器中 需要排隊請求的驅動程序可能還有一個StartIo例程 而執(zhí)行直接存儲器存取 DMA 操作的驅動程序會有一個AdapterControl例程 產生硬件中斷的驅動程序也會有一個中斷服務例程 ISR 和一個延遲過程調用 DPC 例程 sys和exe 像EXE程序一樣 驅動程序也是可執(zhí)行文件 其擴展名為 SYS在結構上嚴格地說驅動程序和任何32位的Windows或者控制臺的應用程序沒什么區(qū)別 和EXE程序一樣 一個驅動程序也需要許多輔助程序 許多也都是動態(tài)鏈接自操作系統(tǒng)內核或來自一組驅動或者其他的支持庫 但是驅動程序沒有主程序 取而代之的是其包含了一批系統(tǒng)可以在適當的時候調用的子程序集 驅動程序除了其自己的硬件外不關心任何別的事情 系統(tǒng)管理了其他的任何事務 包括決定在何時運行你的驅動程序代碼 操作系統(tǒng)與驅動的交互過程 系統(tǒng)運行時設備插入或者系統(tǒng)重新啟動發(fā)現(xiàn)了某個設備 系統(tǒng)就會裝載可執(zhí)行的驅動程序到內存中 并且調用其DriverEntry例程 DriveEntry做了一些初始化操作之后返回 即插即用管理器 PnPManager 調用AddDevice例程 讓其做一些與設備實例相關的初始化操作之后返回 即插即用管理器發(fā)送給驅動程序一些IRP 相應的IRP處理函數處理完該IRP之后返回 一個應用程序打開了設備 因此系統(tǒng)發(fā)送給驅動另一個IRP 處理函數進行了少量的操作之后返回 操作系統(tǒng)與驅動的交互過程 應用程序嘗試讀取或者寫入一些數據 因此系統(tǒng)發(fā)送一個IRP 處理例程將IRP放入一個隊列之后返回 某些I O操作引發(fā)設備中斷 中斷服務例程做一些很少的操作 然后請求一個DPC 之后返回 DPC例程運行了 它可能要讀回數據 或者繼續(xù)下一次的寫操作等 然后開始下一個排在隊列中的IRP 之后DPC例程返回系統(tǒng) 隨著時間變化 在這期間系統(tǒng)會發(fā)送各種IRP給驅動程序 驅動程序進行相應的處理 最后 用戶拔出設備或者關閉系統(tǒng) 這時 系統(tǒng)發(fā)送一些IRP 分發(fā)例程做好相應的處理 然后返回 系統(tǒng)把驅動程序代碼移出內存 應用程序與驅動的交互 應用程序里面要做的工作首先就是要調用CreatFile打開設備 具體操作就像打開一個文件一樣 應用程序準備好相應的數據或者緩沖區(qū)等 調用相應的WIN32API如WriteFile ReadFile DeviceIoControl等 對設備進行讀寫等各種操作 最后應用程序關閉設備 具體操作就像關閉一個文件一樣