Win2000驱动程序开发

### Win2000驱动程序开发 #### WDM(Windows Driver Model)体系结构 WDM（Windows Driver Model）是微软自Windows 2000以来引入的一种设备驱动模型，用于替代旧有的VxD（Virtual Device Driver）驱动模型。WDM模型提供了一套标准化的接口和服务，简化了驱动程序的开发过程，并提高了驱动程序的可移植性。 **WDM体系结构特点**： - **统一的API**：WDM提供了一组通用的API，支持多种类型的硬件设备，包括打印机、显示器、存储设备等。 - **模块化**：WDM驱动程序可以划分为多个模块，每个模块负责不同的功能，这种模块化的设计使得驱动程序更容易管理和维护。 - **可扩展性**：WDM驱动程序可以通过加载额外的驱动模块来扩展功能，而无需修改原有的驱动程序代码。 - **支持PnP（Plug and Play）**：WDM支持即插即用技术，能够自动识别并配置新连接的设备。 - **电源管理**：WDM提供了丰富的电源管理机制，能够根据系统的状态动态调整设备的电源使用模式。 #### Win2K核心编程基础知识 **核心编程基础知识**主要包括操作系统内核级别的编程技术，这些技术对于编写高效的设备驱动程序至关重要。在Windows 2000（简称Win2K）环境中，开发者需要了解以下几个关键概念： - **内存管理**：包括用户态与内核态之间的地址空间分配和管理，以及内核堆栈的使用。 - **多线程编程**：如何创建和管理线程，线程间的同步和通信机制。 - **中断处理**：理解中断的概念及其处理流程，包括中断服务程序（ISR）和延迟过程调用（DPC）。 - **定时器**：如何设置和使用系统定时器，以便实现周期性的任务调度。 - **缓冲区I/O和直接I/O**：两种基本的数据传输方式，以及它们的应用场景。 #### 驱动程序的例程 驱动程序的例程通常是指那些被系统调用来完成特定任务的函数。这些函数按照一定的规则组织起来，形成了驱动程序的核心部分。例如： - **创建和删除设备对象**：设备对象是驱动程序与硬件设备之间的抽象表示，创建和删除这些对象是驱动程序的基本操作之一。 - **处理IRP（I/O Request Packet）**：IRP是Windows操作系统用来封装I/O请求的数据结构，驱动程序通过处理IRP来响应来自用户空间的I/O请求。 - **设备控制码**：通过定义特定的设备控制码，驱动程序可以提供给用户空间程序更高级别的功能。 #### 驱动程序的工作过程 一个典型的驱动程序的工作过程包括以下步骤： 1. **初始化阶段**：在系统启动时，驱动程序被加载到内存中，并进行必要的初始化操作，如注册设备类型、创建设备对象等。 2. **响应I/O请求**：一旦设备收到I/O请求，操作系统会通过IRP将这些请求传递给相应的驱动程序。 3. **数据传输**：根据请求的类型，驱动程序可能会读取或写入硬件设备。 4. **错误处理**：如果在处理过程中遇到任何问题，驱动程序需要能够正确地处理错误，并返回适当的错误代码。 5. **清理阶段**：当不再需要驱动程序时，系统会卸载该驱动程序，并释放所有相关的资源。 #### PnP和电源管理 **PnP（Plug and Play）**是一种使计算机能够自动识别和配置新连接的设备的技术。在WDM模型下，PnP操作主要包括设备的添加、删除以及状态更改等。 **电源管理**涉及到设备在不同电源状态下的行为。WDM提供了丰富的API来支持各种电源管理功能，例如将设备置于休眠状态或者唤醒设备。 #### 网络驱动程序 网络驱动程序是负责管理网络设备（如网卡）的一类特殊驱动程序。在网络驱动程序中，常见的架构包括： - **NPF（Network Provider Framework）**：这是一个通用框架，用于支持不同类型的网络协议。 - **NDIS（Network Driver Interface Specification）**：这是一种广泛使用的网络驱动接口规范，旨在提供一种标准化的方法来开发网络驱动程序。 - **网络驱动程序的工作原理**：网络驱动程序通常需要处理数据包的接收和发送，以及管理网络设备的状态。 #### 驱动程序的安装与INF文件 驱动程序的安装通常需要一个INF文件，该文件包含了安装驱动程序所需的全部信息。INF文件通常包含以下几部分： - **设备类型**：指定驱动程序所支持的设备类型。 - **设备描述**：提供关于设备的一些基本信息，如制造商、型号等。 - **驱动程序路径**：指明驱动程序文件的位置。 - **PnP ID**：用于标识设备的唯一ID，以便系统能够自动识别设备并加载对应的驱动程序。 #### 无线局域网卡设备驱动程序设计 无线局域网卡（Wireless LAN Card）的驱动程序设计涉及到了解无线通信协议（如802.11系列）、网络接口规范（如NDIS）以及具体的硬件特性。这类驱动程序通常需要支持的功能包括： - **无线信号的扫描与选择**：能够自动搜索可用的无线网络，并允许用户选择加入某个网络。 - **加密与认证**：支持各种安全协议，如WEP、WPA等。 - **流量管理**：优化数据传输，减少延迟并提高吞吐量。 #### Win2K中的中断优先级 在Windows 2000中，中断优先级（Interrupt Request Level, IRQL）是一个非常重要的概念，它决定了驱动程序在执行时的上下文环境。在WDM模型下，存在三种主要的IRQL值： - **PASSIVE_LEVEL（值为0）**：这是最低的IRQL级别，大多数用户模式代码以及许多驱动程序活动都在这个级别上运行。 - **DISPATCH_LEVEL（值为2）**：在这个级别上运行的代码通常用于处理调度任务，如调度新的线程或进程。 - **DEVICE_INTERRUPT_REQUEST_LEVEL（值为4）**：这是处理设备中断请求的级别。 **注意**：执行在高于或等于DISPATCH_LEVEL级的代码不可以引发页故障。这是因为，在这些较高优先级的上下文中，系统不允许进行内存访问的延迟操作。 以上所述的内容涵盖了Win2000驱动程序开发的基础知识和技术要点，对于希望深入学习Windows驱动程序开发的开发者来说，这些知识点是非常宝贵的参考资料。