最近一段时间,我一直在研究 windows 驱动开发,下面跟大家简单聊聊:
对比 linux,windows 驱动无论是市面上的书籍,视频还是社区,博文以及号主,写的人很少,导致学习曲线直线上升;windows 驱动 从业 人员就更少了;开发环境部署麻烦;驱动安装发布麻烦,需要数字签名。如果是发布到windows update 库里面,还需要做微标认证。为什么还要写?因为在学习的过程中,发现很多东西还是很相同的,如果你是从事linux 开发,可能会有些启发,如果是对windows 驱动电脑开发有需求,可能提供一些不成熟的建议。
接下来进入正文,给大家简单介绍一下windows 驱动。
2. windows 体系架构2.1 操作系统与应用程序在许多现代操作系统中,应用程序和操作系统是相互隔离的。操作系统的核心代码运行在特权模式下,即内核模式。而应用程序运行在非特权模式下,即用户模式。
操作系统和应用程序的关心类似于服务器和客户端的关系,这点在windows 平台下显得更加突出:
几个概念:
system 进程:windows 操作系统本身会起一个 system 进程(加载kernel32.dll),有点类似于 linux 下的 init进程,具体细节不展开。FDO (Function Driver Object):设备功能驱动FiDO (Filter Driver Object):过滤驱动PDO (Physical Driver Object):物理设备驱动,真正访问硬件的地方。IRP (I/O Request Packet),应用程序 想要访问内核数据,必须通过IRP 传递。又叫IRP请求,当应用程序和驱动交互时,发送一个IRP 请求,IRP 会在各层设备驱动之间来回传动与转发。2.2 操作系统分层电脑windows 的设计思想是将内核设计的尽可能的小,并且采用“客户端-服务器”的结构。操作系统各个组件或者模块是通过消息进行通信的。
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3. windows 驱动框架
3.1 驱动模型:windows 驱动大致分为这几类:
function driver:设备功能驱动filter driver:设备辅助驱动software driver:软件模块驱动bus driver:总线设备驱动3.2 驱动演变NT 模型 :2000以前,不支持 PNP (即插即用设备)WDM 模型:NT 基础上,支持 PNPWDF:WDM的重封装KMDF:内核模式(sys)UMDF:用户模式(dll)win7 x64 划时代操作系统,开始数字签名了win10 :双认证签名,也就是说对驱动的安全性要求更高了。3.3 驱动垂直层次结构设备的创建顺序,先创建底层PDO,在创建高层的FDO,即从底层设备到高层设备。在PDO 和 FDO之间可能有各种过滤驱动。每层设备对象由不同的驱动程序创建,或者说每层的设备对应着不同的驱动程序。底层设备对象寻找上一层的设备对象,是依靠底层设备对象的AttachedDevice 来寻找的。3.4 驱动水平层次结构同一驱动程序创建出来的设备对象的关系称之为水平层次关系。每一个设备通过NextDevice可以寻找水平层次的下一个设备对象。3.5 一个复杂的驱动结构以 win10 为例,列出需要安装的东西,详细过程限于篇幅以后更新
安装VS2019安装 Windows SDK:VS 2019 顺带安装安装 WDK安装 VMware + Win10 虚拟系统4.2 常用调试工具windbg:调试内核。WDK 自带,配合串口或者网络调试windows 内核DebugViewer:查看内核打印driverMonitor:驱动安装PCHunter_free:驱动强制卸载,不支持2004版本devicetree:设备枚举winobj:查看符号链接5. windows 驱动学习建议有关Windows 驱动开发书籍,博文,教程甚少。如果有这方面需求的可以给以下几个建议:
环境搭建:win7 32 + vs2013 即可。不建议 win10 + vs2019,比较新,遇到问题不好解决。其次早期的一些调试工具,win10 最新版本不一定支持。绕开数字签名:先使用测试模式,安装驱动。否则光安装部署就够折腾的。入门采用 WDM 驱动模型。市面上将WDM 的书籍和资料相对多些,相对来说,WDF 开发资料来不少。多看书,windows 驱动不想linux 资料一大把,遇到不懂得,加技术群,啃书本。推荐书籍:
《Windows 驱动开发技术详解》:已绝版《竹林蹊径:深入理解windows 驱动开发》:已绝版《windows 7:设备驱动程序开发 》:wdf 讲的比较多得书原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/qGydT22PNfbvhxUT4pNmJw
转载自:嵌入式微处理器
原文链接:浅谈Windows驱动开发
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