Windows驱动开发详解

一、驱动开发基础

1、驱动的定义及作用：

/* 驱动的定义：驱动程序是系统软件中的一种，用于控制和管理硬件设备或操作系统内核服务。 */

/* 驱动的作用： 1）使操作系统和硬件设备进行通信；
               2）监控设备进行状态的改变；
               3）对硬件设备能力进行扩展；
               4）为用户模式提供系统服务与接口；
*/              

2、驱动的分类：

/* 按照驱动类型分类： 游戏设备驱动，打印机驱动、存储设备驱动等等 */

/* 按照系统层次分类： 
      高层驱动：文件系统驱动、网络驱动等
      中间层驱动：过滤驱动、虚拟设备驱动等
      底层驱动：硬件驱动等
*/                

3、驱动开发工具：

驱动开发需要使用Microsoft Visual Studio（VS），安装VS后选择安装“Windows Driver Kit”（WDK），即可进行驱动开发。

二、驱动编写技巧

1、驱动工作原理及加载方式：

/* 驱动工作原理: 驱动从被称为IRP（I/O请求包）的数据中传递，与被请求的硬件设备进行交互。 */

/* 驱动加载方式：驱动可通过以下方式加载：
                  1）开机启动；
                  2）手动安装；
                  3）用户模式数据库（Registry）启动等。
*/                

2、代码示例：创建驱动程序框架：

#include "Driver.h"

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
   /* 驱动的入口函数 */
}

VOID DriverUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
   /* 卸载驱动的函数 */
}

三、驱动的调试方法

1、调试工具：

调试驱动程序可以使用以下工具：
1）DbgPrint函数：用于在驱动程序中输出调试信息；
2）WinDbg：调试器，著名的微软官方调试工具，可使用内核模式和用户态调试等；
3）VS的本地调试器：可以加载驱动程序并进行单步调试。

2、代码示例：使用DbgPrint输出调试信息：

#include "Driver.h"

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
   DbgPrint("驱动已加载\n");
   return STATUS_SUCCESS;
}

VOID DriverUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
   DbgPrint("驱动已卸载\n");
}

四、驱动开发的注意事项

1、驱动编写过程中要遵循Windows内核模式驱动开发规范，保证驱动程序的稳定性和可靠性；

2、驱动程序运行在操作系统内核态下，需要注意内存泄漏、安全漏洞等问题；

3、驱动程序的运行可能会对系统稳定性产生影响，因此在卸载驱动时要保证其资源的释放。

五、驱动的部署和发布

1、驱动部署：

驱动程序可以通过手动安装、使用批处理文件进行安装等多种方式部署到系统中。

手动安装方式：打开设备管理器，右键选择添加硬件，输入自定义信息等进行驱动安装。

批处理方式：编写批处理文件，利用Windows SDK中的devcon.exe命令对驱动进行添加或卸载。

2、驱动发布：

驱动程序的发布需要遵循微软的驱动签名规范，确保其安全可靠。签名的方式有两种：
1）微软数字签名：通过微软认证机构颁发的数字证书进行签名。
2）自签名：使用位于Windows SDK中的MakeCert.exe文件可以自定义证书进行签名。