1。 前言
最近一段時間，我一直在研究 windows 驅動開發，下面跟大家簡單聊聊：
對比 linux，windows 驅動無論是市面上的書籍，影片還是社群，博文以及號主，寫的人很少，導致學習曲線直線上升；
windows 驅動 從業 人員就更少了；
開發環境部署麻煩；
驅動安裝釋出麻煩，需要數字簽名。如果是釋出到windows update 庫裡面，還需要做微標認證。
為什麼還要寫？因為在學習的過程中，發現很多東西還是很相同的，如果你是從事linux 開發，可能會有些啟發，如果是對windows 驅動開發有需求，可能提供一些不成熟的建議。
接下來進入正文，給大家簡單介紹一下windows 驅動。
2。 windows 體系架構
2。1 作業系統與應用程式
在許多現代作業系統中，應用程式和作業系統是相互隔離的。作業系統的核心程式碼執行在特權模式下，即核心模式。而應用程式執行在非特權模式下，即使用者模式。
作業系統和應用程式的關心類似於伺服器和客戶端的關係，這點在windows 平臺下顯得更加突出：
幾個概念：
system 程序：windows 作業系統本身會起一個 system 程序（載入kernel32。dll），有點類似於 linux 下的 init程序，具體細節不展開。
FDO （Function Driver Object）：裝置功能驅動
FiDO （Filter Driver Object）：過濾驅動
PDO （Physical Driver Object）：物理裝置驅動，真正訪問硬體的地方。
IRP （I/O Request Packet），應用程式 想要訪問核心資料，必須透過IRP 傳遞。又叫IRP請求，當應用程式和驅動互動時，傳送一個IRP 請求，IRP 會在各層裝置驅動之間來回傳動與轉發。
2。2 作業系統分層
windows 的設計思想是將核心設計的儘可能的小，並且採用“客戶端-伺服器”的結構。作業系統各個元件或者模組是透過訊息進行通訊的。
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win32 子系統：是最純正的windows 系統，其他子系統都是透過win32 子系統的介面來實現的，一般很少用到。
Natvie API ：在win32 api 基礎上加上Nt 字首，基於版本相容考慮
系統服務：Native API 從使用者模式進入核心模式，呼叫系統服務。（軟中斷方式實現，
陷入核心
）
執行元件：核心模式下的一組服務函式。
物件管理程式：windows 作業系統提供的服務幾乎都是以物件的形式存在的，這裡的物件類似於面嚮物件語言中物件的概論。如驅動物件，裝置物件等管理。
程序管理程式：負責建立和終止程序，執行緒排程是由核心負責的。程序管理程式依賴於其他執行元件。
虛擬記憶體管理程式：在CPU的記憶體管理單元（MMU）的協助下，透過某種對映將物理記憶體和虛擬記憶體關聯起來。
I/O 管理器：負責發起I/O 請求，並管理請求。它由一系列核心模式下的例程所組成，這些例程為使用者模式下的程序提供了統一介面。I/O 管理器的目標是使來自使用者模式的I/O請求獨立於裝置。
配置管理程式：配置管理程式，記錄所有計算機軟，硬體的配置資訊。它使用一個被稱為登錄檔的資料庫儲存這些資料。裝置驅動程式根據登錄檔中的資訊進行載入
驅動程式：I/O 管理器接收應用程式後，建立相應的 IRP，並傳送至驅動程式進行處理：
根據IRP的請求，直接操作硬體，然後完成此IRP，並返回
根據IRP的請求，轉發到更底層的驅動中去，並等待底層驅動的返回。
接受到IRP驅動後，不著急於完成。而是分配新的IRP法定其他驅動程式，並等待返回。
核心：核心被認為是 Windows 作業系統的心臟。Windows 的核心從執行元件分割出來。和執行元件相比，核心是非常小的：
對核心物件的支援。
對執行緒的排程
對多處理器同步支援。
中斷處理函式的支援。
對異常陷阱的支援。
對其他硬體特殊功能的支援。
硬體抽象層：不同的硬體平臺，提供不同的硬體抽象層，並對上層提供統一的操作硬體的介面。
2。3 應用程式和驅動
3。 windows 驅動框架
3。1 驅動模型：
windows 驅動大致分為這幾類：
function driver：裝置功能驅動
filter driver：裝置輔助驅動
software driver：軟體模組驅動
bus driver：匯流排裝置驅動
3。2 驅動演變
NT 模型 ：2000以前，不支援 PNP （即插即用裝置）
WDM 模型：NT 基礎上，支援 PNP
WDF：WDM的重封裝
KMDF：核心模式（sys）
UMDF：使用者模式（dll）
win7 x64 劃時代作業系統，開始數字簽名了
win10 ：雙認證簽名，也就是說對驅動的安全性要求更高了。
3。3 驅動垂直層次結構
裝置的建立順序，先建立底層PDO，在建立高層的FDO，即從底層裝置到高層裝置。
在PDO 和 FDO之間可能有各種過濾驅動。每層裝置物件由不同的驅動程式建立，或者說每層的裝置對應著不同的驅動程式。
底層裝置物件尋找上一層的裝置物件，是依靠底層裝置物件的AttachedDevice 來尋找的。
3。4 驅動水平層次結構
同一驅動程式創建出來的裝置物件的關係稱之為水平層次關係。
每一個裝置透過NextDevice可以尋找水平層次的下一個裝置物件。
3。5 一個複雜的驅動結構
4。 windows 開發環境搭建
4。1 開發環境部署
以 win10 為例，列出需要安裝的東西，詳細過程限於篇幅以後更新
安裝VS2019
安裝 Windows SDK：VS 2019 順帶安裝
安裝 WDK
安裝 VMware + Win10 虛擬系統
4。2 常用除錯工具
windbg：除錯核心。WDK 自帶，配合串列埠或者網路除錯windows 核心
DebugViewer：檢視核心列印
driverMonitor：驅動安裝
PCHunter_free：驅動強制解除安裝，不支援2004版本
devicetree：裝置列舉
winobj：檢視符號連結
5。 windows 驅動學習建議
有關Windows 驅動開發書籍，博文，教程甚少。如果有這方面需求的可以給以下幾個建議：
環境搭建：win7 32 + vs2013 即可。不建議 win10 + vs2019，比較新，遇到問題不好解決。其次早期的一些除錯工具，win10 最新版本不一定支援。
繞開數字簽名：先使用測試模式，安裝驅動。否則光安裝部署就夠折騰的。
入門採用 WDM 驅動模型。市面上將WDM 的書籍和資料相對多些，相對來說，WDF 開發資料來不少。
多看書，windows 驅動不想linux 資料一大把，遇到不懂得，加技術群，啃書本。
推薦書籍：
《Windows 驅動開發技術詳解》：已絕版
《竹林蹊徑：深入理解windows 驅動開發》：已絕版
《windows 7：裝置驅動程式開發 》：wdf 講的比較多得書
原文連結：https：//mp。weixin。qq。com/s/qGydT22PNfbvhxUT4pNmJw
轉載自：嵌入式微處理器
原文連結：淺談Windows驅動開發
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