Windows驱动开发详解:IRP处理与事件通知
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更新于2024-08-24
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"这篇资料是关于Windows驱动开发的详解,主要涵盖了驱动的基本概念、驱动的类型,如NT驱动和WDM驱动,以及IRP(I/O请求包)的处理机制。内容涉及了驱动程序在内核模式下的运行环境,如何与硬件交互,以及用户模式与内核模式的转换。此外,还提到了驱动程序如何通过FileIOCompletionRoutine回调函数来处理IRP的完成情况。"
在Windows驱动开发中,驱动程序通常运行在Ring0特权级别,允许直接访问硬件和物理内存,以实现对设备的操作。驱动分为多个层次,如用户模式下的库函数(如USERS32.DLL, GDI32.DLL, KERNEL32.DLL)和内核模式下的Native API(如Ntdll.dll, NtCreateFile)。这些库和API为应用程序提供了一致的接口,同时保证了不同版本的Windows之间的兼容性。
驱动程序与硬件交互时,用户模式的应用程序不能直接访问内核模式的资源,它们需要通过软中断(如WinXP的"sysenter"指令或Win2K的"int2eh")进入内核模式。在Windows系统中,驱动程序通过I/O管理器进行设备操作,所有读写请求都被转化为IRPs,然后传递给相应的驱动程序进行处理。
IRP(I/O请求包)是Windows内核用于在用户模式和内核模式之间传递I/O请求的结构。当驱动程序接收到IRP后,它可以选择同步或异步处理。如果选择异步处理,可以使用Overlapped结构并设置事件,当IRP完成后,该事件会被触发。应用程序可以通过调用ReadFileEX或WriteFileEX,并提供一个FileIOCompletionRoutine回调函数的地址,当IRP处理完毕后,系统会将这个回调函数插入到APC(异步过程调用)队列中,在适当的时候执行,从而通知应用程序I/O操作已完成。
NT驱动,又称纯NT驱动,基于NTDDK(NT Device Driver Kit),其核心是DriverEntry函数,这是驱动程序的入口点。驱动程序需要通过IoCreateDevice创建设备对象,以及IoCreateSymbolicLink创建符号链接来注册设备。此外,驱动还需要提供一系列回调函数,如DispatchRoutine,用于响应I/O管理器的请求。
WDM(Windows Driver Model)驱动是一种更通用的驱动模型,它支持即插即用和电源管理。WDM驱动比NT驱动更复杂,但更适应现代Windows系统的需求。
Windows驱动开发涉及到硬件抽象、内核模式编程、I/O管理、事件通知和回调机制等多个方面,是系统级编程的重要组成部分,对于理解和优化系统的硬件交互具有关键意义。
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