"南京理工大学计算机科学与技术学院的课程——简单的驱动程序开发,涵盖了Windows驱动程序中的关键数据结构、设备层次结构、WDM驱动程序的基础架构、驱动程序的编译与安装,以及一个实践性的U盘过滤驱动程序作业。"
在计算机科学与技术领域,驱动程序开发是一项核心技能,尤其是在操作系统层面。本课程主要关注Windows驱动程序的开发,旨在让学生理解并掌握驱动程序的基本原理和实践技巧。以下是课程涉及的主要内容:
1. **Windows驱动程序中重要的数据结构**
- **驱动程序对象(DRIVER_OBJECT)**:每个驱动程序都与一个唯一的驱动程序对象相对应,该对象在驱动程序加载时由内核创建。它包含有关驱动程序的各种信息,如类型、大小、设备对象指针、初始化函数等。`DRIVER_OBJECT`结构体是这些信息的容器,驱动程序开发者需要熟悉其各个字段以便正确操作。
- **设备对象(DEVICE_OBJECT)**:代表系统中的硬件或软件设备,用于跟踪设备状态和I/O请求。
- **设备扩展(DEVICE_EXTENSION)**:设备对象的附加存储,允许驱动程序存储特定于设备的信息。
2. **设备的层次结构**
在Windows中,设备通常按照层次结构组织,形成一个设备栈。每个设备对象都有一个父设备对象,反映了设备间的依赖关系。驱动程序通过这种方式协同工作,处理来自上层的I/O请求。
3. **WDM驱动程序的基本结构**
Windows Driver Model(WDM)是Windows操作系统中广泛使用的驱动程序模型,支持即插即用和电源管理。WDM驱动程序包括PnP驱动程序和非PnP驱动程序,它们遵循特定的框架,提供了一套标准的接口供上层驱动调用。
4. **驱动程序的编译和安装**
编译驱动程序通常涉及到使用特殊的编译器和链接器,如Microsoft的WDK(Windows Driver Kit)。安装过程则涉及到向系统注册驱动,配置INF文件,确保驱动程序能够被系统识别和加载。
5. **作业:一个简单的U盘过滤驱动程序**
这个实践环节让学生通过编写一个U盘过滤驱动程序来加深对驱动程序开发的理解。过滤驱动通常位于主驱动之上,拦截和处理I/O请求,可以用来实现特殊功能,如安全控制、数据备份等。
这门课程不仅讲解了驱动程序开发的基本理论,还提供了实际操作的机会,有助于培养学生的动手能力和问题解决能力。通过学习,学生将能够开发出能够有效与硬件交互、管理设备操作的Windows驱动程序。