Windows 7设备驱动程序开发

出版时间：2012-1  出版社：人民邮电  作者：里夫斯  页数：220  译者：张猛,纪小玲,周姝嫣  
Tag标签：无  

内容概要

　　设备驱动程序是非常特殊的软件，应用程序通过它才能与外界沟通。Windows
7与外界的所有沟通都必须有设备驱动程序的参与。
　　本书介绍了编写Windows
7设备驱动程序所需的知识，涵盖了用户模式驱动程序开发、内核模式驱动程序开发、WDF架构、驱动程序调试等主题。作者展示了如何利用微软提供的强大工具和模型，高效地开发稳定、健壮的驱动程序。
　　通过本书，你将学会：
　　如何使用WDF减少开发时间，提高系统稳定性，增强实用性；
　　如何利用UMDF和KMDF进行开发；
　　如何以最佳方式设计、开发、调试用户模式驱动程序和内核模式驱动程序；
　　如何管理I/O请求和队列、自管理I/O、同步、锁、即插即用、电源管理和设备枚举；
　　如何利用COM开发UMDF；
　　如何利用安全的默认设置、参数验证、Unicode计数字符串和安全的设备命名技巧，确保用户模式驱动程序的安全。
　　无论是开发实验器材、通信硬件或其他设备的Windows驱动，本书都有助于加速产品的上市。

作者简介

　　Ronald D. Reeves
　　工 程学和计算机科学专业双料博士。他具有40多年的计算机硬件、软件和驱动程序的设计和开发经验，是软件开发和咨询公司Software
Genesis的创始人兼董事长。他是美国知名的技术作家、咨询顾问和教师，是Win32 System Services（Prentice
Hall,
2001）的作者之一，曾为两本介绍设备驱动程序的图书做过技术审稿人。目前他在劳伦斯理工大学和克利里大学教授研究生课程。

书籍目录

第一部分 设备驱动程序体系结构概述
　第1 章 对象　　
　　1.1 对象的本质　　
　　1.2 软件对象是什么　　
　　1.3 预备知识　　
　　1.4 软件组件　　
　第2 章 WDF 体系结构　　
　　2.1 WDF 组件的功能　　
　　2.2 WDF 的设计目标　　
　　2.3 WDF 中的设备和驱动程序支持　　
　　2.4 WDF 驱动程序模型　　
　　2.5 WDF 对象模型　　
　　2.5.1 内核模式对象　　
　　2.5.2 用户模式对象　　
　　2.6 即插即用和电源管理支持　　
　　2.7 集成的I/O 排队和取消　　
　　2.7.1 并发　　
　　2.7.2 I/O 模型　　
　　2.7.3 I/O 请求流程　　
　　2.7.4 设备I/O 请求　　
　　2.7.5 即插即用和电源管理请求　　
　　2.8 WMI 请求（仅限内核模式驱动程序）　　
　　2.9 驱动程序框架　　
　　2.9.1 内核模式框架　　
　　2.9.2 用户模式框架　　
　　2.10 Windows 内核　　
　　2.10.1 反射器　　
　　2.10.2 驱动程序宿主进程　　
　　2.10.3 驱动程序管理器　　
　　2.11 开发和测试工具　　
　　2.11.1 PFD　　
　　2.11.2 SDV 　　
　　2.11.3 框架验证器　　
　　2.11.4 跟踪日志　　
　　2.11.5 调试器扩展　　
　　2.11.6 适用性和版本控制　　
第二部分 用户模式驱动程序
　第3 章 Windows 7 用户模式驱动程序概述和操作　　
　　3.1 在用户模式中支持的设备　　
　　3.2 UMDF 模型概述　　
　　3.2.1 UMDF 对象模型　　
　　3.2.2 UMDF 对象　　
　　3.3 驱动程序回调接口　　
　　3.4 UMDF 驱动程序功能　　
　　3.4.1 身份模拟　　
　　3.4.2 设备属性存储　　
　　3.5 I/O 请求流　　
　　3.5.1 I/O 请求调度　　
　　3.5.2 创建、清理和关闭请求　　
　　3.5.3 创建、读、写和设备I/O 控制请求　　
　　3.6 I/O 队列　　
　　3.6.1 调度类型　　
　　3.6.2 队列和电源管理　　
　　3.7 I/O 请求对象　　
　　3.7.1 根据I/O 请求获取缓冲区　　
　　3.7.2 向I/O 目标发送I/O 请求　　
　　3.7.3 为I/O 请求创建缓冲区　　
　　3.7.4 取消和挂起的请求　　
　　3.7.5 完成I/O 请求　　
　　3.7.6 自适应超时　　
　　3.8 自管理I/O 　　
　　3.9 同步问题　　
　　3.10 锁　　
　　3.11 即插即用和电源管理通知　　
　　3.12 设备枚举和启动　　
　　3.13 关闭设备电源和移除设备　　
　　3.14 构建、测试和调试　　
　　3.14.1 安装和配置　　
　　3.14.2 版本控制和更新　　
　第4 章 针对UMDF 进行驱动程序编程　　
　　4.1 Windows I/O 概述　　
　　4.2 COM 简介　　
　　4.3 UMDF 体系结构　　
　　4.4 必需的驱动程序功能　　
　　4.5 UMDF 示例驱动程序　　
　　4.5.1 最小UMDF 驱动程序：Skeleton 驱动程序　　
　　4.5.2 Skeleton 驱动程序的类、对象和接口　　
　　4.6 驱动程序动态链接库和导出　　
　　4.6.1 驱动程序入口点：DllMain　　
　　4.6.2 获得类对象：DllGetClassObject 　　
　　4.7 COM 支持函数　　
　　4.7.1 IUnknown 方法　　
　　4.7.2 IClassFactory 接口　　
　　4.7.3 驱动程序回调对象　　
　　4.7.4 设备回调对象　　
　　4.8 以Skeleton 驱动程序为基础进行开发　　
　　4.8.1 自定义导出文件　　
　　4.8.2 自定义源文件　　
　　4.8.3 自定义INX 文件　　
　　4.8.4 自定义Comsup.cpp 文件　　
　　4.8.5 将特定于设备的代码加入Driver.cpp　　
　　4.8.6 将特定于设备的代码加入Device.cpp　　
　第5 章 使用COM 开发UMDF 驱动程序　　
　　5.1 入门指南　　
　　5.1.1 COM 基础知识　　
　　5.1.2 HRESULT 　　
　　5.2 使用UMDF COM 对象　　
　　5.2.1 获得UMDF 对象的接口　　
　　5.2.2 引用计数　　
　　5.3 基本的基础设施实现　　
　　5.3.1 DllMain 　　
　　5.3.2 DllGetClassObject 　　
　　5.3.3 驱动程序对象的类工厂　　
　　5.3.4 实现UMDF 回调对象　　
　　5.3.5 实现QueryInterface 　　
第三部分 内核模式驱动程序
　第6 章 Windows 7 内核模式驱动程序概述与操作　　
　　6.1 KMDF 支持的设备　　
　　6.2 KMDF 组件　　
　　6.3 KMDF 驱动程序结构　　
　　6.4 KMDF 和WDM 驱动程序比较　　
　　6.5 设备对象和驱动程序角色　　
　　6.5.1 过滤器驱动程序和过滤器设备对象　　
　　6.5.2 功能驱动程序和功能设备对象　　
　　6.5.3 总线驱动程序和物理设备对象　　
　　6.5.4 旧版设备驱动程序和控制设备对象　　
　　6.6 KMDF 对象模型　　
　　6.6.1 方法、属性和事件　　
　　6.6.2 对象层次结构　　
　　6.6.3 对象特性　　
　　6.6.4 对象上下文　　
　　6.6.5 对象创建和删除　　
　　6.7 KMDF I/O 模型　　
　　6.7.1 I/O 请求处理程序　　
　　6.7.2 I/O 队列　　
　　6.7.3 I/O 请求对象　　
　　6.7.4 从I/O 请求检索缓冲区　　
　　6.7.5 I/O 目标　　
　　6.7.6 创建I/O 请求缓冲区　　
　　6.7.7 取消和挂起请求　　
　　6.7.8 完成I/O 请求　　
　　6.7.9 自托管I/O 　　
　　6.7.10 访问IRP 和WDM 结构　　
　第7 章 即插即用和电源管理　　
　　7.1 即插即用和电源管理概述　　
　　7.2 设备枚举和启动　　
　　7.2.1 功能或过滤器设备对象的启动顺序　　
　　7.2.2 物理设备对象的启动顺序　　
　　7.2.3 设备电源关闭和移除　　
　　7.3 WMI 请求处理程序　　
　　7.4 同步问题　　
　　7.4.1 同步范围　　
　　7.4.2 执行级别　　
　　7.4.3 锁　　
　　7.4.4 同步机制的交互作用　　
　　7.5 安全　　
　　7.5.1 安全默认值　　
　　7.5.2 参数验证　　
　　7.5.3 Unicode 计数字符串　　
　　7.5.4 安全设备命名技术　　
　第8 章 内核模式的安装和生成　　
　　8.1 WDK 生成工具　　
　　8.2 生成环境　　
　　8.3 生成项目　　
　　8.4 生成Featured Toaster 　　
　　8.4.1 Makefile 和Makefile.inc 　　
　　8.4.2 源文件　　
　　8.4.3 生成过程　　
　　8.5 安装KMDF 驱动程序　　
　　8.5.1 WDF 辅助安装程序　　
　　8.5.2 INF　　
　　8.5.3 KMDF 驱动程序的INF　　
　　8.5.4 wdffeatured.inf　　
　　8.6 目录文件和数字签名　　
　　8.7 安装Featured Toaster　　
　　8.8 测试KMDF 驱动程序　　
　　8.8.1 PREfast 　　
　　8.8.2 SDV　　
　　8.8.3 KMDF 日志　　
　　8.8.4 KMDF 验证程序　　
　　8.8.5 调试KMDF 驱动程序　　
　　8.8.6 内核调试　　
　　8.8.7 KMDF 驱动程序功能　　
　　8.9 调试宏和例程　　
　　8.10 WDF 调试程序扩展命令　　
　　8.11 使用WPP 跟踪与KMDF 驱动程序　　
　　8.12 使用WinDbg 与Featured Toaster 　　
　　8.13 版本控制和动态绑定　　
　第9 章 为KMDF 编写驱动程序　　
　　9.1 KMDF 与WDM 示例之间的差别　　
　　9.2 KMDF 示例中使用的宏　　
　　9.3 KMDF 驱动程序结构和概念　　
　　9.3.1 对象创建　　
　　9.3.2 对象上下文区　　
　　9.3.3 I/O 队列　　
　　9.3.4 I/O 请求　　
　　9.4 最小的KMDF 驱动程序：SimpleToaster 　　
　　9.4.1 创建WDF 驱动程序对象：DriverEntry 　　
　　9.4.2 创建设备对象、设备接口和I/O 队列：EvtDriver-DeviceAdd　　
　　9.4.3 设备对象和设备上下文区　　
　　9.4.4 设备接口　　
　　9.4.5 默认I/O 队列　　
　　9.4.6 处理I/O 请求：EvtIoRead、EvtIoWrite、EvtIoDevice-Control
　　
　　9.5 纯软件驱动程序示例　　
　　9.5.1 文件创建和关闭请求　　
　　9.5.2 其他的设备对象特性　　
　　9.5.3 设置其他设备对象属性　　
　第10 章 为即插即用和电源管理编写程序　　
　　10.1 注册回调函数　　
　　10.2 管理电源策略　　
　　10.3 通电和断电时的回调函数　　
　　10.4 支持唤醒信号的回调函数　　
　第11 章 为WMI 支持编写程序　　
　　11.1 WMI 体系结构　　
　　11.2 注册为WMI 数据提供程序　　
　　11.3 处理WMI 请求　　
　　11.4 WDM 驱动程序的WMI 要求　　
　　11.5 WMI 类名和基类　　
　　11.6 触发WMI 事件　　
　　11.7 解决具体的WMI 问题　　
　　11.7.1 驱动程序的WMI 类并不出现在\root\wmi 命名空间中　　
　　11.7.2 不能访问驱动程序的WMI属性或方法　　
　　11.7.3 未接收驱动程序的WMI事件　　
　　11.7.4 改变WMI 请求的安全设置并不生效　　
　　11.8 测试WMI 驱动程序支持的技术　　
　　11.8.1 WMI IRP 和系统事件日志　　
　　11.8.2 WMI WDM 提供程序日志　　
　　11.9 WMI 事件跟踪　　
　第12 章 编写KMDF 硬件驱动程序　　
　　12.1 支持设备中断　　
　　12.1.1 创建中断对象　　
　　12.1.2 创建中断对象的代码　　
　　12.1.3 启用和禁用中断　　
　　12.1.4 启用中断的代码　　
　　12.1.5 禁用中断的代码　　
　　12.1.6 启用中断后和禁用中断前的处理　　
　　12.2 处理中断　　
　　12.2.1 EvtInterruptIsr 回调函数的代码　　
　　12.2.2 中断的延迟处理　　
　　12.3 映射资源　　
　　12.3.1 映射资源的代码　　
　　12.3.2 取消映射资源的代码　　
　第13 章 编写多个I/O 队列程序并编写I/O 程序　　
　　13.1 编写I/O 队列简介　　
　　13.2 创建和配置队列　　
　　13.2.1 为写请求创建队列的代码　　
　　13.2.2 为读请求创建队列的代码　　
　　13.2.3 为设备I/O 控制请求创建队列的代码　　
　　13.3 处理并行队列的请求　　
　　13.3.1 处理I/O 请求的代码　　
　　13.3.2 执行缓冲I/O 　　
　　13.4 将请求转发给队列　　
　　13.5 从手动队列获取请求　　
　　13.6 读取和写入注册表　　
　　13.7 监视器计时器：自管理I/O 　　
　　13.7.1 启动和重启自管理I/O设备　　
　　13.7.2 设备断电和移除期间的自管理I/O 　　
　　13.7.3 实现监视器计时器　　
附录 驱动程序信息网站　　
参考文献　　

章节摘录

版权页：插图：WDF的主要设计目标包括：简化即插即用和电源管理的驱动程序支持，在内核模式和用户模式下都能使用即插即用和电源管理。无缝地处理即插即用事件和电源事件，对于系统的可靠性和良好用户体验来说至关重要，但要想正确实现也出奇地复杂。这种复杂性多数是因为驱动程序必须确定处理每个即插即用或电源管理请求的正确方式。正确的处理取决于驱动程序的位置、设备栈、设备当前的状态、操作系统当前的状态，有时还取决于设备或系统即将出现的状态变化的特性。这类支持通常需要数千行代码来处理复杂的、依赖于状态的各种情况。大多数驱动程序都需要编写代码来处理那些它们根本不支持的请求。WDF将状态跟踪和决策制定逻辑集中在框架内，而不再要求在每个驱动程序中完成这些逻辑。WDF对即插即用和电源管理的支持基于以下原则。

编辑推荐

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用户评论 (总计18条)

•   windows驱动程序需要兼容windows7，要学习学习了，内容挺全的
•   设计的内容都是点到为止。比较适合初学者。不过现在驱动方面的书太少了，有一本就买一本吧。
•   书是好书，但很难，偏硬件，看不太懂。
•   比想像中薄
•   之前看过英文原版，但是英文不是很好。所以特地买了才出的中文版，好好读下。
•   这本书是微软官方推荐的基础教程，对设备驱动程序开发涉及到的基本概念、常用方法进行了通俗易懂的讲解，适合初学者学习使用。
•   感觉此书有一定windows编程经验的人看会有很大的帮助，尤其是以前做过WDM驱动的，现在想用WDF模式开发，那么此书是一个很好的选择。如果是想把此书当做入门书的话，感觉在理解上会有一定的难度。
•   概念讲的比较细，但是感觉例子太少。
•   还没有看，但是同事推荐的，应该还可以
•   这本书讲的不是太好，也就是把文档翻译下，或者说把数据结构解释一下，没什么！
•   书不咋的。不过英文不好的人，看MSDN实在困难，看看这个也好
•   仔细看完知道我为什么给一星了，太后悔了，买完书第二天才发现这本书的评价如此之差，退货也来不及了，只希望能警示后人。
  
  This book was recently reviewed in detail by four le***** experts in Windows device driver development (Google "ntinsider_2011_02").
  
  I got a pretty good laugh at some of those reviews! I agree with every single one of them; this book is a waste of money...
  
  Don Burn: "New developers could use a good introductory book on WDF to get them going. This book is not it. For experienced developers, this book is a total waste of time, since it covers things at a very high level with no new information."
  
  Scott Noone: "In case it hasn't been clear from this review, *do not buy this book*. There just isn't anything here that you haven't seen before and what is here is full of inaccuracies."
  
  Martin O'Brien: "There are three things that strike me most about this book, other than its crappiness. The first is that is essentially a rehash of existing material. The second is its almost ***plete lack of detail. The third is that its rehash na***e notwithstanding, it is full of errors of all types." [This one made me laugh - I don't often see "crappiness" in a book review!]
  
  Peter Viscarola: "This book sucks. It's useless."
  
  What's sad is that most of the reviewers mentioned that there is a definite *need* for a good book on Windows driver development, which has been the case for years. I have two of the classics (which I re***mend):
  Developing Drivers with the Windows Driver Foundation
  Programming the Microsoft Windows Driver Model
  
  Those two ***bined with some Windows system-level books (Windows Internals and Advanced Windows Debugging) taken together are a pretty good team, but there is still a need for additional books in the field of driver writing, particularly at the beginner level. This book is not one of the contenders, sorry.
•   相信我是绝对不会再参加预购了，太不经试了，一试就露原形出来。
•   是本好书，有水平的作者才能写到这个程度。可以被译者给糟蹋了，感觉译者不懂开发，开发中用到的术语也被按照英语直译了，比如StartIO被译成启动IO，编译时候的makefile和sources两个配置文件被翻译成makefile和源文件，大概是makefile直译的意思译者都看不下去了吧。类似种种，中文看起来很费解的地方也很多，难道借助了翻译工具。如果不能说粗话，我就无语了。
•   讲理论太多，例子几乎没有，完全不符合书名的定位。
•   感觉译者根本不是计算机背景或者没有做过驱动，翻译生硬，看着中文版，发现好多地方莫名其妙的，当初还不如直接看英文版。
•   竟然是二手书，真是不敢相信
•   一本好书，被翻译得其烂无比，这种水平，一定不是有开发经验的人。封面上的署名：纪小玲、周姝嫣，就知道是女性的名字，实际工作中，做driver开发的女生非常少。以后看到署名有女生名字的书，就不要买了，完全外行。