Linux与Windows设备驱动程序的剖析、对比及实战

“Linux和Windows设备驱动机制的剖析、对比及实践，涉及Linux的开源性、高性能，以及Windows的WDM模型，涵盖了PCI和USB总线设备的驱动开发。” 在计算机系统中，设备驱动程序扮演着至关重要的角色，它们是操作系统与硬件设备之间的桥梁，使得操作系统能够有效地管理和控制各种外部设备。这篇由王俊伟撰写的硕士学位论文深入探讨了Linux和Windows两种主流操作系统下的设备驱动机制。 Linux的驱动程序机制以其开源性和高性能受到赞誉。在Linux环境中，驱动程序被视为内核的一部分，可以直接访问硬件资源。论文详细阐述了Linux驱动程序的构建原理，包括如何与硬件交互，以及如何利用内核提供的接口进行设备控制。在实践中，作者选择了PCI（Peripheral Component Interconnect）和USB（Universal Serial Bus）这两种常见的总线接口设备，编写了相应的驱动程序，揭示了这些总线设备驱动的一般性框架。通过这个过程，论文突显了Linux驱动程序开发中的关键技术和挑战，如设备文件操作、并发控制、中断处理和DMA（Direct Memory Access）操作。 Windows操作系统则采用Windows Driver Model (WDM)来构建驱动程序。WDM提供了一种结构化的驱动开发模型，确保驱动程序能安全地与内核其他部分集成，并实现跨多个Windows版本的源代码级移植。论文简要介绍了WDM模型，并利用DriverStudio这一高效的驱动开发工具，对之前在Linux环境下开发的PCI和USB设备实现了Windows驱动程序的编写。 通过对Linux和Windows驱动机制的对比分析，论文不仅展示了两种不同操作系统的驱动开发差异，还强调了在理解和实现PCI和USB总线设备驱动时所面临的共性问题。这些驱动程序的开发实践为理解这两种系统的核心编程、总线机制和设备管理提供了宝贵的参考，对进一步研究操作系统内核和驱动开发具有很高的实用价值。 关键词：设备驱动程序、Linux、Windows、WDM、PCI总线、USB总线、内核编程、中断处理、DMA操作。