Developing Drivers with the Windows Driver Foundation
Master the features and capabilities of the new Windows Driver Foundation--with guidance straight from the experts. The new Windows Driver Foundation, based on the Windows Driver Kit, simplifies driver development with new models and tools familiar to developers who work with Microsoft Visual Studio®. This in-depth guide delivers authoritative guidance on these new models, straight from the teams at Microsoft who developed the Windows Driver Foundation and based on feedback from beta testers. You'll get advance insights, practical advice, and best practices for using the Windows Driver Foundation--helping you reach new levels of proficiency. Includes code samples in Microsoft Visual C++ ### 开发Windows驱动程序的基础与实践 #### 一、引言与基础知识 在《使用Microsoft Windows Driver Foundation开发驱动程序》这本书中,作者Penny Orwick和Guy Smith为读者提供了全面而深入的指导,帮助读者掌握Windows Driver Foundation (WDF) 的核心概念和技术。本书由微软团队编写,该团队正是WDF的开发者,因此本书具有极高的权威性和实用性。 **WDF** 是一种基于Windows Driver Kit (WDK) 的新驱动模型,旨在简化驱动程序的开发过程。它采用了熟悉的Microsoft Visual Studio工具和方法论,使得开发者能够更高效地创建稳定可靠的驱动程序。本书通过丰富的实例代码(使用Microsoft Visual C++编写)以及详尽的理论讲解,帮助读者快速掌握WDF的核心技术和最佳实践。 #### 二、WDF概览 ##### 1. **WDF概述** - **目标:** WDF旨在提供一个统一的框架,用于简化驱动程序开发,减少错误,并提高驱动程序的可靠性和性能。 - **特点:** - 统一了原有的三种驱动模型:Win32驱动模型、Windows NT驱动模型和通用驱动模型。 - 引入了一种新的对象模型,简化了驱动程序对象的管理和生命周期控制。 - 提供了高级抽象层,如Plug and Play (PnP) 和电源管理等,降低了开发者的学习曲线。 - 支持用户模式驱动(User-Mode Driver Framework, UMDF)和内核模式驱动(Kernel-Mode Driver Framework, KMDF),满足不同场景的需求。 ##### 2. **WDF对象模型** - **基础概念:** - 对象:WDF中的所有资源都是通过对象来表示的,包括设备、I/O请求、同步对象等。 - 生命周期管理:每个对象都有其生命周期,WDF提供了自动化的生命周期管理机制,减少了开发者的工作负担。 - 对象类型:包括设备对象、I/O队列对象、中断对象等,每种对象都有特定的功能和使用方式。 #### 三、WDF核心功能详解 ##### 1. **插拔式支持和电源管理** - **插拔式(PnP)支持:** 描述了如何让驱动程序支持即插即用设备,包括设备枚举、资源分配等。 - **电源管理:** 讲解了如何实现高效的电源管理策略,确保设备在低电量时也能正常运行,同时降低功耗。 ##### 2. **I/O流和调度** - **I/O处理:** 介绍了如何处理输入输出操作,包括数据读写、请求分发等。 - **调度机制:** 探讨了WDF中的线程上下文切换、中断请求级别(IRQL)等概念,以及如何优化调度策略。 ##### 3. **硬件资源和中断处理** - **硬件资源管理:** 包括内存区域、端口等硬件资源的分配和管理。 - **中断处理:** 介绍了如何有效地处理硬件中断,以及如何编写高效的中断服务程序。 ##### 4. **直接内存访问(DMA)** - **DMA操作:** 解释了如何利用DMA进行高效的数据传输,特别是在高速数据传输的应用场景下。 #### 四、高级主题 ##### 1. **超出框架的考虑** - **高级特性:** 如何利用WDF提供的高级功能,例如多处理器支持、多线程编程等。 ##### 2. **调试与验证** - **调试技术:** 包括如何使用PREfast for Drivers等工具进行静态分析,以及如何利用动态调试技术来定位问题。 - **测试工具:** 介绍了如何使用各种工具来测试驱动程序的稳定性和性能。 #### 五、综合应用案例 ##### 1. **构建、安装和测试WDF驱动程序** - **构建流程:** 详细说明了如何使用Visual Studio等工具构建WDF驱动程序。 - **安装指南:** 提供了详细的步骤来指导如何安装驱动程序。 - **测试策略:** 介绍了多种测试方法,包括单元测试、集成测试和系统测试等,以确保驱动程序的质量。 通过以上内容的学习,开发者可以全面掌握WDF的核心概念和技术,为开发高质量的Windows驱动程序打下坚实的基础。
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