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第一部分 设备驱动程序体系结构概述2

第1章 对象2

1.1对象的本质2

1.2软件对象是什么2

1.3预备知识4

1.4软件组件4

第2章 WDF体系结构6

2.1 WDF组件的功能6

2.2 WDF的设计目标7

2.3 WDF中的设备和驱动程序支持7

2.4 WDF驱动程序模型8

2.5 WDF对象模型9

2.5.1内核模式对象10

2.5.2用户模式对象10

2.6即插即用和电源管理支持11

2.7集成的I/O排队和取消12

2.7.1并发12

2.7.2 I/O模型13

2.7.3 I/O请求流程13

2.7.4设备I/O请求14

2.7.5即插即用和电源管理请求15

2.8 WMI请求（仅限内核模式驱动程序）15

2.9驱动程序框架15

2.9.1内核模式框架16

2.9.2用户模式框架18

2.10 Windows内核18

2.10.1反射器19

2.10.2驱动程序宿主进程19

2.10.3驱动程序管理器19

2.11开发和测试工具19

2.11.1 PFD20

2.11.2 SDV21

2.11.3框架验证器21

2.11.4跟踪日志21

2.11.5调试器扩展22

2.11.6适用性和版本控制22

第二部分 用户模式驱动程序24

第3章 Windows 7用户模式驱动程序概述和操作24

3.1在用户模式中支持的设备24

3.2 UMDF模型概述25

3.2.1 UMDF对象模型27

3.2.2 UMDF对象27

3.3驱动程序回调接口28

3.4 UMDF驱动程序功能29

3.4.1身份模拟30

3.4.2设备属性存储30

3.5 I/O请求流30

3.5.1 I/O请求调度32

3.5.2创建、清理和关闭请求32

3.5.3创建、读、写和设备I/O控制请求34

3.6 I/O队列35

3.6.1调度类型36

3.6.2队列和电源管理36

3.7 I/O请求对象37

3.7.1根据I/O请求获取缓冲区37

3.7.2向I/O目标发送I/O请求38

3.7.3为I/O请求创建缓冲区39

3.7.4取消和挂起的请求40

3.7.5完成I/O请求41

3.7.6自适应超时41

3.8自管理I/O42

3.9同步问题42

3.10锁43

3.11即插即用和电源管理通知43

3.12设备枚举和启动44

3.13关闭设备电源和移除设备45

3.14构建、测试和调试47

3.14.1安装和配置47

3.14.2版本控制和更新48

第4章 针对UMDF进行驱动程序编程49

4.1 Windows 1/O概述49

4.2 COM简介51

4.3 UMDF体系结构51

4.4必需的驱动程序功能53

4.5 UMDF示例驱动程序55

4.5.1最小UMDF驱动程序:Skeleton驱动程序56

4.5.2 Skeleton驱动程序的类、对象和接口56

4.6驱动程序动态链接库和导出57

4.6.1驱动程序入口点:DllMain57

4.6.2获得类对象:DllGetClassObject59

4.7 COM支持函数60

4.7.1IUnknown方法60

4.7.2IC1assFactory接口61

4.7.3驱动程序回调对象61

4.7.4设备回调对象64

4.8以Skeleton驱动程序为基础进行开发69

4.8.1自定义导出文件69

4.8.2自定义源文件69

4.8.3自定义INX文件70

4.8.4自定义Comsup.cpp文件70

4.8.5将特定于设备的代码加入Driver.cpp70

4.8.6将特定于设备的代码加入Device.cpp71

第5章 使用COM开发UMDF驱动程序72

5.1入门指南72

5.1.1 COM基础知识72

5.1.2 HRESULT74

5.2使用UMDF COM对象75

5.2.1获得UMDF对象的接口76

5.2.2引用计数77

5.3基本的基础设施实现78

5.3.1 DllMain78

5.3.2 DllGetClassobject78

5.3.3驱动程序对象的类工厂79

5.3.4实现UMDF回调对象79

5.3.5实现QueryInterface81

第三部分 内核模式驱动程序84

第6章Windows 7内核模式驱动程序概述与操作84

6.1 KMDF支持的设备84

6.2 KMDF组件85

6.3 KMDF驱动程序结构85

6.4 KMDF和WDM驱动程序比较86

6.5设备对象和驱动程序角色87

6.5.1过滤器驱动程序和过滤器设备对象88

6.5.2功能驱动程序和功能设备对象88

6.5.3总线驱动程序和物理设备对象89

6.5.4旧版设备驱动程序和控制设备对象89

6.6 KMDF对象模型90

6.6.1方法、属性和事件90

6.6.2对象层次结构91

6.6.3对象特性93

6.6.4对象上下文93

6.6.5对象创建和删除94

6.7 KMDFI/O模型95

6.7.1 I/O请求处理程序96

6.7.2 I/O队列97

6.7.3 I/O请求对象100

6.7.4从I/O请求检索缓冲区100

6.7.5 I/O目标101

6.7.6创建I/O请求缓冲区102

6.7.7取消和挂起请求102

6.7.8完成I/O请求104

6.7.9自托管I/O104

6.7.10访问IRP和WDM结构104

第7章 即插即用和电源管理105

7.1即插即用和电源管理概述105

7.2设备枚举和启动106

7.2.1功能或过滤器设备对象的启动顺序106

7.2.2物理设备对象的启动顺序107

7.2.3设备电源关闭和移除108

7.3 WMI请求处理程序111

7.4同步问题112

7.4.1同步范围112

7.4.2执行级别114

7.4.3锁115

7.4.4同步机制的交互作用115

7.5安全116

7.5.1安全默认值116

7.5.2参数验证116

7.5.3 Unicode计数字符串116

7.5.4安全设备命名技术117

第8章 内核模式的安装和生成118

8.1 WDK生成工具118

8.2生成环境119

8.3生成项目120

8.4生成Featured Toaster120

8.4.1 Makefile和Makefile.inc121

8.4.2源文件121

8.4.3生成过程122

8.5安装KMDF驱动程序123

8.5.1 WDF辅助安装程序123

8.5.2 INF123

8.5.3 KMDF驱动程序的INF124

8.5.4 wdffeatured.inf124

8.6目录文件和数字签名125

8.7安装Featured Toaster126

8.8测试KMDF驱动程序127

8.8.1 PREfast127

8.8.2 SDV127

8.8.3 KMDF日志128

8.8.4 KMDF验证程序128

8.8.5调试KMDF驱动程序129

8.8.6内核调试130

8.8.7 KMDF驱动程序功能130

8.9调试宏和例程131

8.10 WDF调试程序扩展命令132

8.11使用WPP跟踪与KMDF驱动程序132

8.12使用WinDbg与FeaturedToaster133

8.13版本控制和动态绑定135

第9章 为KMDF编写驱动程序136

9.1 KMDF与WDM示例之间的差别139

9.2 KMDF示例中使用的宏140

9.3 KMDF驱动程序结构和概念140

9.3.1对象创建141

9.3.2对象上下文区141

9.3.3 I/O队列142

9.3.4 1/O请求143

9.4最小的KMDF驱动程序:SimpleToaster143

9.4.1创建WDF驱动程序对象:DriverEntry144

9.4.2创建设备对象、设备接口和I/O队列:EvtDriver-DeviceAdd145

9.4.3设备对象和设备上下文区147

9.4.4设备接口148

9.4.5默认I/O队列149

9.4.6处理I/O请求:EvtIoRead、EvtIoWrite、 EvtIoDevice-Control150

9.5纯软件驱动程序示例151

9.5.1文件创建和关闭请求151

9.5.2其他的设备对象特性153

9.5.3设置其他设备对象属性154

第10章 为即插即用和电源管理编写程序156

10.1注册回调函数156

10.2管理电源策略159

10.3通电和断电时的回调函数161

10.4支持唤醒信号的回调函数162

第11章为WMl支持编写程序163

11.1 WMI体系结构163

11.2注册为WMI数据提供程序163

11.3处理WMI请求164

11.4 WDM驱动程序的WMI要求165

11.5 WMI类名和基类166

11.6触发WMI事件168

11.7解决具体的WMI问题172

11.7.1驱动程序的WMI类并不出现在rootwmi命名空间中172

11.7.2不能访问驱动程序的WMI属性或方法172

11.7.3未接收驱动程序的WMI事件173

11.7.4改变WMI请求的安全设置并不生效173

11.8测试WMI驱动程序支持的技术174

11.8.1 WMI IRP和系统事件日志174

11.8.2 WMI WDM提供程序日志174

11.9 WMI事件跟踪175

第12章 编写KMDF硬件驱动程序177

12.1支持设备中断177

12.1.1创建中断对象178

12.1.2创建中断对象的代码178

12.1.3启用和禁用中断179

12.1.4启用中断的代码179

12.1.5禁用中断的代码180

12.1.6启用中断后和禁用中断前的处理180

12.2处理中断181

12.2.1 EvtInterruptIsr回调函数的代码182

12.2.2中断的延迟处理183

12.3映射资源184

12.3.1映射资源的代码185

12.3.2取消映射资源的代码189

第13章 编写多个l/O队列程序并编写l/O程序190

13.1编写1/O队列简介190

13.2创建和配置队列191

13.2.1为写请求创建队列的代码192

13.2.2为读请求创建队列的代码193

13.2.3为设备I/O控制请求创建队列的代码194

13.3处理并行队列的请求195

13.3.1处理I/O请求的代码195

13.3.2执行缓冲1/O197

13.4将请求转发给队列198

13.5从手动队列获取请求199

13.6读取和写入注册表202

13.7监视器计时器:自管理I/O205

13.7.1启动和重启自管理I/O设备206

13.7.2设备断电和移除期间的自管理I/O206

13.7.3实现监视器计时器207

附录 驱动程序信息网站212

参考文献221