Windows 2000內(nèi)核模式驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

在Windows2000和Windows98中，通過(guò)使用總線驅(qū)動(dòng)程序，PnP管理器能夠自動(dòng)檢測(cè)硬件和分配I／O資源。在WDM驅(qū)動(dòng)程序中PnP管理器使用主功能代碼為IRP－MJ－PNP的I／O請(qǐng)求包與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序交換信息和請(qǐng)求，完成對(duì)硬件設(shè)備的檢測(cè)和配置工作。PnP請(qǐng)求包完成2種功能：指示驅(qū)動(dòng)程序何時(shí)又如何配置和取消硬件及驅(qū)動(dòng)程序本身的設(shè)置；指導(dǎo)驅(qū)動(dòng)程序完成一系列的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。PnP請(qǐng)求可以包含二十多個(gè)次功能代碼，部分功能代碼（如IRP－READ－CONFIG，IRP－MN－QUERY－RE－SOURCE－REQUIREMENTS等）只能由總線驅(qū)動(dòng)程序處理，功能驅(qū)動(dòng)程序和過(guò)濾驅(qū)動(dòng)程序只是將該IRP請(qǐng)求下傳到總線驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)功能驅(qū)動(dòng)程序和過(guò)濾驅(qū)動(dòng)程序中比較重要的IRP－MN－START－DEVICE用來(lái)通知功能驅(qū)動(dòng)程序其硬件被賦予了什么的I／O資源，以及指導(dǎo)功能驅(qū)動(dòng)程序做任何必要的硬件或軟件設(shè)置，以便設(shè)備能正常工作。IRP－MN－REMOVE－DEVICE告訴功能驅(qū)動(dòng)程序關(guān)閉設(shè)備并釋放與之關(guān)聯(lián)的設(shè)備對(duì)象。

驅(qū)動(dòng)程序的ISR和DpcForIsr在設(shè)備產(chǎn)生中斷時(shí)共同向設(shè)備提供服務(wù)。當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生中斷時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序的ISR將被調(diào)用，ISR通過(guò)詢問(wèn)設(shè)備硬件收集有關(guān)的硬件設(shè)備信息，并盡可能地處理，如果不可能完全處理該中斷請(qǐng)求，就將中斷信息傳遞給Dpc－ForIsr進(jìn)行處理。ISR是運(yùn)行在DIRQL中斷請(qǐng)求級(jí)的，在運(yùn)行時(shí)，會(huì)阻止在同一處理器上的所有設(shè)備發(fā)出的具有更低的DIRQL的中斷，因此在驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)時(shí)，ISR應(yīng)盡可能快地返回控制。另外，ISR可以與驅(qū)動(dòng)程序的其它部分共享數(shù)據(jù)和硬件資源，因此需要注意同步問(wèn)題的處理。

3WDM驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)環(huán)境及編譯

Windows2000下編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序的環(huán)境被稱(chēng)為DDKForMicrosoftWindows2000或Windows2000DDK，DDK是一個(gè)命令行下的工作環(huán)境。在安裝DDK前需要先安裝Micro－softVisualC＋＋和Win32SDK（可選）。對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的編譯可以通過(guò)設(shè)置VC＋＋的項(xiàng)目設(shè)置，在VC＋＋中直接編譯驅(qū)動(dòng)程序，但改變?cè)O(shè)置的工作較繁且易出錯(cuò)，因此DDKbuild．exe編譯聯(lián)接器是構(gòu)造驅(qū)動(dòng)程序的主要工具。它從配置文件Sources中讀出待編譯的程序的配置，包括源文件、目標(biāo)文件等，從環(huán)境變量Include中得到引用文件的地址，然后調(diào)用VisualC＋＋的編譯聯(lián)接器Nmake．exe進(jìn)行實(shí)際的編譯聯(lián)接工作。

另外，build編譯聯(lián)接器還可以通過(guò)查看DIRS文件中的偽指令，確定要編譯的驅(qū)動(dòng)程序目錄列表。日志文件build．log、build．wrn，build．err中分別記錄了編譯聯(lián)接中執(zhí)行的命令行、遇到的錯(cuò)誤和警告。編譯完成后的文件后綴為．sys。

驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)試是在原代碼級(jí)進(jìn)行的，可以用微軟公司提供的WinDbg調(diào)試工具，但需要在兩臺(tái)以串口聯(lián)接的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。而NUMEGA公司的SOFTICE比較方便地在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行核心代碼的調(diào)試。

4ATM信令接口卡的驅(qū)動(dòng)例程分析

我們開(kāi)發(fā)的ATM信令接口卡硬件符合PCI2．1標(biāo)準(zhǔn)，其與應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳輸為DMA方式。主要部分代碼如下。

在該驅(qū)動(dòng)程序入口部分中我們完成了各個(gè)分發(fā)例程入口的設(shè)置工作。

AtmPnp例程中完成對(duì)硬件資源的的檢測(cè)和配置工作，并且初始化請(qǐng)求隊(duì)列，獲得完成DMA傳輸?shù)腄MA適配器對(duì)象，掛接中斷處理對(duì)象等功能。

在AddDevice函數(shù)調(diào)用IoCreateDevice函數(shù)中創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備對(duì)象，并通過(guò)調(diào)用IoAttachDe－viceToDeviceStack把它聯(lián)接到以PDO為底的設(shè)備堆棧中。

在PnP例程中對(duì)IRP－MN－START－DEVICE的處理代碼如下。

在處理中斷資源時(shí)給出的IoConnectInterrupt函數(shù)掛接了中斷處理函數(shù)AtmHandlerInter－rupt。

其他函數(shù)實(shí)現(xiàn)不再一一介紹。在具體實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)的傳輸、工作模式的設(shè)置等功能與所使用的硬件的寄存器的工作模式有關(guān)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該注意每個(gè)例程的運(yùn)行中斷級(jí)。在處理I／O請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)根據(jù)硬件的特性和API的要求決定IRP隊(duì)列的方式及取消IRP的例程的編寫(xiě)。

在編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序前，應(yīng)該盡量了解硬件本身。這包括硬件的總線結(jié)構(gòu)、控制寄存器的訪問(wèn)方式、中斷行為、數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制和設(shè)備內(nèi)存等。

5小結(jié)

驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)是較復(fù)雜的過(guò)程，因驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)信任的組件，任何細(xì)小的錯(cuò)誤可能引起操作系統(tǒng)的崩潰，在驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)過(guò)程中，應(yīng)該反復(fù)測(cè)試所寫(xiě)的代碼，并遵循驅(qū)動(dòng)程序的規(guī)則?？傊?，開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的工作與開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)是完全不同的，且與驅(qū)動(dòng)程序緊密相連的硬件都有自己的硬件和軟件規(guī)范，本文從一般驅(qū)動(dòng)程序概念出發(fā)，給出了驅(qū)動(dòng)程序的總體描述和組成部分，并以部分例程代碼為例給出了驅(qū)動(dòng)程序的基本組成結(jié)構(gòu)和注意問(wèn)題。要想能夠很好掌握驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)，最根本是閱讀DDK文檔并實(shí)踐編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序。