Win8.1+VS2013+WDK8.1+VirtualBox or VMware 驱动开发环境配置

Posted 2022-06-18 encoderlee

开发Windows驱动，我选择的环境是Win8.1+VS2013+WDK8.1+VirtualBox。理由如下：
①开发机器和测试机器均安装Win8.1，其中开发机器安装的是64位Win8.1，测试机器安装的是32位Win8.1。为什么装Win8.1？因为我平时电脑上装的就是Win8.1，Win10太新，WinXP太老。所以Win7和Win8.1是最合适的，当然以下环境配置，对于Win7和Win8.1来说，几乎都是一样的，你完全可以在Win7上按照本文进行配置。测试机器之所以安装32位系统，是因为64位系统只能装64位的驱动，要装32位的驱动，只能使用32位系统，刚开始学驱动开发，从32位驱动入手比较方便些，而且64位驱动需要签名才能安装，否则要让系统进入驱动测试模式，才能安装未签名的64位驱动，而32位的没有这个限制，未签名的驱动也能安装，搞起来更方便。
②为什么选择VisualStudio2013+WDK8.1？其实你可以选择VS2012+WDK8.0或VS2015+WDK10，其实它们配置下来都区别不大。不过因为我平时用的就是VS2013，索性就装了WDK8.1。需要注意的是WDK10可以开发Win10、Win8.1、Win8、Win7（以及对应的服务器版的操作系统）的驱动，WDK8.1可以开发Win8.1、Win8、Win7的驱动（不过实验证明大部分WDK8.1开发出来的针对Win8.1生成的驱动可以直接安装到Win10上），WDK7.1可以开发Win7、WinVista、WinXP的驱动。由于WinXP已经淘汰，且WDK7.1无法直接整合到VisualStudio上，故把它Pass掉。
③为什么选择VirtualBox，其实你可以选择VMware或真机，在配置上也没有多大的差异，因为WDK8.0以后的环境配置很简单，简单来说就是开发机和测试机都联网后，在测试机上安装一个EXE，在开发机的VisualStudio上输入它的计算机名、用户名、密码，然后就OK了。此后在VisualStudio中生成解决方案，它会自动帮你把驱动拷贝到虚拟机上并安装好。如果要单步调试，也只需配置一下调试串口就行了。所以用什么都一样，我之所以用VirtualBox是因为平时都用它，VirtualBox开源、免费，而且不像VMware那样搞一大堆启动项、服务、多个网卡，感觉很干净。
配置下来的驱动开发环境大致如下图（图盗自MSDN）
测试机器可以是虚拟机，也可以是真机。开发机器和测试机器通过两条线连接起来，其中一条是网线，有了网线连接，VisualStudio才能在你点击生成解决方案的时候，把驱动文件拷贝过去并安装好。但仅有网线，只能进行用户态程序的调试（用过VS远程调试功能的都知道），包括UMDF（用户模式驱动程序），而对于KMDF（内核模式驱动程序），无法仅通过网线来调试，为什么呢？因为内核模式下的驱动程序，在被调试，被中断时，整个操作系统都是暂停的，自然没有程序能继续执行并通过socket把调试数据发到开发机器上。所以为了调试内核模式驱动程序，还需要在开发机器和测试机器间连接起另一根线来，这根线可以是USB线、1394线或串口线。本文只讲串口线的方式，因为VirtualBox和VMware都支持虚拟串口，用起来很方便。如果测试机器是真机，则需要买条串口线来把它们连起来，淘宝有售，10块包邮哦！当然，如果测试机是虚拟机，不需要买网线和串口线，因为虚拟机已经提供了虚拟的线了。 如果要使用USB或1394可以参考MSDN文档：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/hardware/hh439376
步骤一： 先安装VisualStudio2013，再安装WDK8.1，这步没有什么悬念 WDK下载：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware/hh852365

步骤二：在虚拟机中装好32位的Win8.1系统。并在VirtualBox中配置一下网络，把网络连接方式改为“桥接网卡”，“界面名称”选择你的真机上能上网的那块网卡。 为什么要用“桥接网卡”方式来让虚拟机中的系统联网，而不用默认的“网络地址转换（NAT）”？因为如果使用“网络地址转换（NAT）”的话，对于虚拟机来说，你的真机相当于路由器，虚拟机相当于你的子局域网下的一台机器。也就是说你的真机和虚拟机并不在一个局域网中，你们在“网上邻居”中看不到彼此，那样的话你通过计算机名无法访问到虚拟机，那样搞起来会比较麻烦。所以使用“桥接网卡”方式。VMware中也有类似的设置。如果测试机器也是真机的话，只要开发机器和测试机器都连到同一个路由器上就没有问题了。

然后配置一下串口，如下图所示，启用串口，端口编号COM1，端口模式“主机管道”，路径/地址（即管道名字）设为“\\\\.\\pipe\\com_1”。 端口模式里面的其它模式是什么意思呢？简单来说： “未连接”：效果就是对虚拟机来说，它的电脑主板上有串口，但是什么都没插。 “主机管道”：就是把虚拟机的串口映射到宿主机（我们的真机）的命名管道上，命名管道是Windows系统提供的一种进程间通信的方式，用过命名管道的程序员一定对上面这个“\\\\.\\pipe\\”很熟悉。 “主机设备”：就是把虚拟机的串口映射到宿主机的真实串口上，这时，我们真机的主板上的串口就不属于我们了，变成了虚拟机的私有财产去了，当我们在真机的窗口上插个设备上去后，实际上是插到了虚拟机里。 “裸文件”：貌似是把虚拟机的串口映射到一个宿主机中的一个文件句柄上？然后用ReadFile和WriteFile读写？没用过 “TCP”：把虚拟机的串口映射到宿主机的socket套接字上 当然这里只是科普一下，实际操作选“主机管道”并输入“\\\\.\\pipe\\com_1”就行了，其中的“com_1”是管道名，自己取的，你可以自己取一个不一样的。

VMware的设置如下，首先把虚拟打印机移除掉，因为它占用了COM1，当然你也可以不移除，那样调试串口就是用COM2，为了方便统一，好讲后面的步骤，统一使用COM1好了，果断移除虚拟打印机。


VMware的网络设置和串口设置直接看下图，不再赘述了。

步骤三：进入虚拟机中的系统，首先关闭UAC，然后为系统的Windows用户账户设置密码。因为待会儿要在VS中输入虚拟机的计算机名、用户名、密码进行连接，没有密码的话岂不是谁都可以连接你，那怎么行，不行。完成后重启一下虚拟机。
步骤四：在开发机的WDK安装目录下找到“WDK Test Target Setup”安装包，安装WDK8.1的时候如果是安装到默认路径，那么应该在“C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\8.1\\Remote”文件夹下，有ARM、X64、X86版，由于我的测试机是32位系统，故选择X86文件夹下的“WDK Test Target Setup x86-x86_en-us.msi”，把这个安装包拷出来拿到虚拟机里进行安装。WDK10的路径可能有所不同，但只要在WDK安装目录下搜索“Remote”或“WDK Test Target”就能找到。

步骤五：在开发机器上打开VisualStudio，点击"DRIVER"-"Test"-"Configure Computers"，如果VS没有"DRIVER"这个菜单项，说明WDK没有装好。

在弹出的"Computer Configuration"对话框中点击"Add New Computer"，然后在"Computer name"中输入虚拟机的计算机名，下面的选项第一项“Provison computer and automatically configure debugers”是全自动，方便是方便，不过它不会自动设置调试串口。所以选择第二项“Provision computer and choose debuger settings”。

点击下一步，照着下图进行设置，连接方式"串口"，波特率默认115200，勾选管道，勾选自动重连，管道名"\\\\.\\pipe\\com_1"，然后点击下一步。

如果连接成功的话会要求你输入虚拟机的用户名和密码。如果出现连接失败，请检查你的真机和虚拟机能否相互ping同，你在网络邻居（网络）中能否看到彼此的计算机名。


用户名和密码输入正确后，他们两边就开始噼里啪啦一顿乱搞了，期间虚拟机还会注销、重启、打开应用商店、自动安装一堆东西，总之你要做的事情就是冲一杯咖啡，烤一根热狗，边享受边等待美好世界的来临。

几分钟后，随着进度条滚到底以及"Complete"字样的出现，世界就晴朗了。点击一下"下一步"和"完成"，从此开启我们的社会主义和谐生活。
步骤六：新建一个驱动项目，比如新建一个KMDF项目

VS为我们生成的解决方案中有两个项目，其中KMDF Driver用于生成驱动程序文件，KMDF Driver Package用于部署安装测试驱动。打开KMDF Driver Package项目的属性对话框，找到"配置属性"-"Driver Install"-"Deployment"，在此选项卡上，勾选"Enable deployment"，"Target Computer Name"就选择刚才配置好的虚拟机的机器名。"Driver Installation Options"选择"Hardware ID Driver Update"，然后输入ID，ID输什么呢，可以在KMDF Driver项目中的inf文件里找，inf文件里的[Standard.NT]节中有ID，照着填入即可，然后点确定。

完成了上面的步骤以后，每次你点击生成解决方案，它会自动把生成好的驱动程序传到虚拟机中并自动安装好，下图就是虚拟机中已经装好的可爱的虚拟设备。



接下来如果你直接点调试运行，会发现驱动自动装好了，也进入调试中了，可以手动点“全部中断（暂停调试）"，但是代码中的断点断不下来！这里还要注意一点，当你点击调试运行后，紧接着马上就点“全部中断（暂停调试）”，然后再点继续调试，不出意外的话就能命中断点了。至于为什么？这个问题太深奥，天机暂时还没泄露，等天机泄露给我了，我再来更新文章说明。
下面就是激动人心的DriverEntry中的断点命中图，注意右下角的“Debugger Immediate Window”实际上就是嵌入到VisualStudio中的WinDbg，用法是一样的哦。


还不清楚的直接上MSDN看视频教程： 硬件开发视频集合：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware/gg454522 与本文相关的3个视频： https://msdn.microsoft.com/windows/hardware/drivers/develop/visual-studio-driver-development-environment https://msdn.microsoft.com/library/windows/hardware/dn265573 https://msdn.microsoft.com/windows/hardware/drivers/develop/debugging-a-driver
还有更多高级、好用、方便的功能。具体参照MSDN上的文档来，驱动开发资料入口：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware

本文由CharlesSimonyi发表于CSDN博客：http://blog.csdn.net/charlessimonyi/article/details/50904956转载请注明出处