Windows驅動開發詳解

一、驅動開發基礎

1、驅動的定義及作用：

/* 驅動的定義：驅動程序是系統軟體中的一種，用於控制和管理硬體設備或操作系統內核服務。 */

/* 驅動的作用： 1）使操作系統和硬體設備進行通信；
               2）監控設備進行狀態的改變；
               3）對硬體設備能力進行擴展；
               4）為用戶模式提供系統服務與介面；
*/              

2、驅動的分類：

/* 按照驅動類型分類： 遊戲設備驅動，印表機驅動、存儲設備驅動等等 */

/* 按照系統層次分類： 
      高層驅動：文件系統驅動、網路驅動等
      中間層驅動：過濾驅動、虛擬設備驅動等
      底層驅動：硬體驅動等
*/                

3、驅動開發工具：

驅動開發需要使用Microsoft Visual Studio（VS），安裝VS後選擇安裝「Windows Driver Kit」（WDK），即可進行驅動開發。

二、驅動編寫技巧

1、驅動工作原理及載入方式：

/* 驅動工作原理: 驅動從被稱為IRP（I/O請求包）的數據中傳遞，與被請求的硬體設備進行交互。 */

/* 驅動載入方式：驅動可通過以下方式載入：
                  1）開機啟動；
                  2）手動安裝；
                  3）用戶模式資料庫（Registry）啟動等。
*/                

2、代碼示例：創建驅動程序框架：

#include "Driver.h"

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
   /* 驅動的入口函數 */
}

VOID DriverUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
   /* 卸載驅動的函數 */
}

三、驅動的調試方法

1、調試工具：

調試驅動程序可以使用以下工具：
1）DbgPrint函數：用於在驅動程序中輸出調試信息；
2）WinDbg：調試器，著名的微軟官方調試工具，可使用內核模式和用戶態調試等；
3）VS的本地調試器：可以載入驅動程序並進行單步調試。

2、代碼示例：使用DbgPrint輸出調試信息：

#include "Driver.h"

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
   DbgPrint("驅動已載入\n");
   return STATUS_SUCCESS;
}

VOID DriverUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
   DbgPrint("驅動已卸載\n");
}

四、驅動開發的注意事項

1、驅動編寫過程中要遵循Windows內核模式驅動開發規範，保證驅動程序的穩定性和可靠性；

2、驅動程序運行在操作系統內核態下，需要注意內存泄漏、安全漏洞等問題；

3、驅動程序的運行可能會對系統穩定性產生影響，因此在卸載驅動時要保證其資源的釋放。

五、驅動的部署和發布

1、驅動部署：

驅動程序可以通過手動安裝、使用批處理文件進行安裝等多種方式部署到系統中。

手動安裝方式：打開設備管理器，右鍵選擇添加硬體，輸入自定義信息等進行驅動安裝。

批處理方式：編寫批處理文件，利用Windows SDK中的devcon.exe命令對驅動進行添加或卸載。

2、驅動發布：

驅動程序的發布需要遵循微軟的驅動簽名規範，確保其安全可靠。簽名的方式有兩種：
1）微軟數字簽名：通過微軟認證機構頒發的數字證書進行簽名。
2）自簽名：使用位於Windows SDK中的MakeCert.exe文件可以自定義證書進行簽名。