KMDF驱动体系结构解析

"这篇文章主要介绍了WDF驱动体系结构，特别是KMDF框架的细节，由网名爱问的作者撰写。文章指出，KMDF为驱动开发者提供了基于对象的接口，包括对象方法、事件回调函数和属性，并强调了KMDF驱动程序中句柄的重要性。KMDF驱动程序通常包括DriverEntry例程和一系列事件回调函数。此外，文章还简要提及了WDM的基本概念，如驱动程序的分类——总线驱动、功能驱动和过滤器驱动。" 在深入探讨KMDF驱动体系结构之前，我们首先需要了解WDF是什么。Windows Driver Framework (WDF) 是微软推出的一种驱动开发框架，它为开发人员提供了构建Windows驱动程序的抽象层。WDF分为两种主要的框架：Kernel-Mode Driver Framework (KMDF) 和 User-Mode Driver Framework (UMDF)。本文主要讨论的是KMDF。 KMDF的核心是其对象模型。KMDF驱动程序通过对象来管理其内部状态和交互。这些对象包括： 1. **驱动对象**：代表驱动程序本身，初始化时由DriverEntry例程创建。这是驱动程序生命周期的起点，DriverEntry是驱动程序的第一个入口点，用于初始化驱动的基本设置。 2. **设备对象**：表示驱动程序支持的物理或逻辑设备。每个设备都有自己的设备对象，包含了设备的状态和配置信息。例如，设备进入工作状态(D0)时，KMDF会调用驱动程序提供的EvtDeviceD0Entry回调函数。 3. **队列对象**：代表设备的I/O请求队列，负责管理和调度I/O操作。I/O请求通过队列对象进行处理，驱动程序可以通过实现事件回调来处理这些请求。 4. **请求对象**：每个I/O请求都有一个对应的请求对象，包含请求的详细信息，如IRP（I/O 请求包）。驱动程序可以使用对象方法来获取和设置请求的属性，以及执行相关操作。 KMDF简化了WDM接口，隐藏了许多底层的复杂性，但了解基本的WDM概念仍然是必要的。WDM驱动程序分类如下： - **总线驱动**：负责管理I/O总线，如PCI或USB，以及枚举连接到总线的设备。总线驱动是设备发现过程的关键部分。 - **功能驱动**：执行实际的设备控制，如数据传输和设备配置。功能驱动通常由设备制造商提供，直接与硬件交互。 - **过滤器驱动**：位于功能驱动之上，可以对数据流进行处理、拦截或修改。过滤器驱动可以用于添加额外的功能或修改设备的行为。 KMDF使得驱动程序开发更为模块化和可维护，因为它强制使用回调函数来处理事件，这有助于保持代码的清晰性和可测试性。同时，KMDF提供了更高级别的错误处理和内存管理，减少了驱动程序出错的可能性。 KMDF通过其对象模型和事件驱动的编程模型，为驱动开发者提供了一种更加高效和安全的方式来编写Windows驱动程序。通过理解KMDF的关键组件和WDM的基础，开发者可以更好地理解和利用这个框架来构建可靠的驱动程序。