Windows驱动深度解析:设备对象与设备栈

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"Windows驱动讲稿,深入讲解设备对象,包括物理设备对象、功能设备对象、过滤设备对象和控制设备对象,以及设备栈的工作原理。" 在Windows驱动开发中,设备对象是驱动程序与系统交互的核心组件。它们是系统定义的内核对象,允许系统模块和用户应用程序与驱动程序进行通信。设备对象有四种主要类型: 1. 物理设备对象(Physical Device Object, PDO):由总线驱动程序创建,与实际或逻辑的物理设备相对应。PDO总是有名称的,使得系统能够识别和定位设备。总线驱动在发现或移除设备时,会使用IoInvalidateDeviceRelations通知系统,以便系统更新设备列表。 2. 功能设备对象(Function Device Object, FDO):由功能驱动程序创建,用于配合PDO实现设备的实际功能。每个驱动通常只创建一个FDO,作为与系统和其他驱动交互的接口。 3. 过滤设备对象(Filter Device Object, Filter DO):可插入PDO和FDO之间的设备栈,参与I/O请求的处理。过滤驱动通过添加额外的功能或修改I/O流程来扩展基本设备的功能。 4. 控制设备对象(Control Device Object, CDO):不直接对应物理设备,主要用于提供驱动程序的编程接口,与其他模块进行通信。CDO并不处理具体设备功能,而是作为一个抽象层存在。 设备栈是这些对象按照特定顺序组织的方式,从PDO开始,向上通过FDO和Filter DO,直到到达顶端的驱动。当I/O请求到达时,它会从顶层驱动向下传递,每个设备对象都有机会处理请求,直到请求到达实际处理设备操作的PDO。 例如,当一个新的设备连接到支持热插拔的PCI总线上时,总线驱动会检测到硬件变化,创建对应的PDO,并构建设备栈。即使在没有硬件中断的情况下,总线驱动也可以动态创建虚拟PDO,模拟设备的存在。 功能设备对象(FDO)是功能驱动的心脏,它负责实现物理设备的具体功能。当一个设备连接到系统,总线驱动创建PDO后,功能驱动将创建FDO,附加到PDO上,形成设备栈,这样I/O请求就可以通过设备栈从上到下传递,最终到达PDO,执行实际的设备操作。 理解Windows驱动中的设备对象及其交互方式是进行驱动开发的关键。这涉及到设备枚举、设备栈的构建和I/O请求的处理流程,这些知识对于编写高效、稳定的驱动程序至关重要。