Windows驱动开发如何入门

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Windows驱动开发如何入门相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1、http://blog.csdn.net/charlessimonyi/article/details/50904854  (2016年03月16日 14:55:36)

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搞Windows驱动开发是一件痛苦的事情,特别是初学Windows驱动开发。有的人觉得Windows驱动开发就是把开发包WDK下载下来,然后只要掌握了C/C++语言,接下来无非就是类库调来调去,像调用MFC、QT之类的库那样,看着书和MSDN上的文档来就行了。等真正接触以后才发现根本不是那么一回事,痛苦源于以下几点:


痛苦一:中文资料太少
讲Windows驱动开发的,无论是中文书籍还是网上的中文资料,都很少,手把手从零到精通的更是不用说了。仅有的少量中文资料,有的还比较旧,讲的是DDK、NT式驱动,新手拿着WDK8.1、WDK10面对Win8、Win10系统很难跟着学习,而且现在的WDK,在WDM上又出现了了WDF,而WDF又分KMDF(内核模式驱动)和UMDF(用户模式驱动),对于UMDF(用户模式驱动)中文资料就更少了。而且驱动开发不像应用开发,需要先对操作系统原理有一定了解,不然遇到“I/O管理器”、“输入输出请求包”、“软件中断”、“符号链接”、”派遣函数“等名词和概念都不知所云,是寸步难行的。
 
解决方法:
①其实MSDN上已经提供了大量的文档和示例程序,对KMDF、UMDF等进行了详细的讲解,甚至还提供了手把手教你来的视频教程,可惜它们都是英文的,对于我等英语不好的程序员来说真是坐车不买票——白搭。最近越来越觉得英语不好是阻碍一个程序员进步最大的绊脚石,我们不谈什么算法,不谈什么数学功底了,首先要成为一个合格的码农,需要熟练使用各种编程语言和对应的各种工具库,而大部分的库都只有英文文档,不能流畅阅读这些文档的话,寸步难行。在成为了合格的码农,能熟练使用各种现成的工具库搭积木般的开发出应用程序后,才能去谈各种算法,各种数学知识的代入,才能去谈如何从一个码农升级为软件工程师。显然,当前摆在我面前最迫切的问题是如何成为一个合格的码农,先养活自己,再去考虑如何为社会主义做贡献,如何推动人类科技进步。学习英语确实应该赶快提上日程并立即执行、坚持执行了。英语好的人真的是把WDK拿来就像用MFC那样轻松,看着文档和示例程序,那些个API调来调去,一个完整的驱动程序就出来了。这不是吹牛,我之前在一家公司工作的时候,公司有个项目的一个模块需要在Ring0上实现,需要编写Windows内核驱动,然而公司里没有一个人会,于是老大将这个模块交给了他的一个朋友去做。他的这个朋友是中国人,在美国微软总部工作,英语水平怎么样就不用说了,总之人家以前从来没搞过驱动开发,看了文档和示例代码后,利用3天的业余时间就完成了这个模块,拿到了15K RMB的报酬,着实让人佩服,让人羡慕。真的,学好英语,不说“听说写”,只要能流畅阅读各种英文技术资料,完全是另一个世界,学什么、做什么都得心应手。
MSDN上的驱动开发资料入口:https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware
MSDN上手把手教你来的视频教程:https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware/gg454522
 
②抓住仅有的几本中文书籍,细细研读。关于Windows驱动开发的中文书籍大概有那么几本:
《Windows驱动开发技术详解》(强烈推荐先看这本)
《WindowsWDM设备驱动程序开发指南》(比较老了,2000年出版的,以win98、win2000为目标系统)
《Windows设备驱动程序WDF开发》(为数不多讲WDF的)
《Windows 7设备驱动程序开发》(为数不多讲WDF的,且比较新,这本书的英文版是2010年出版的,中文译版是2012年出版的)
《竹林蹊径:深入浅出windows驱动开发》
《寒江独钓:Windows内核安全编程》
《天书夜读:从汇编语言到Windows内核编程》
《Windows内核安全与驱动开发》(是《天书夜读》和《寒江独钓》的合订本以及升级版)
后面的这四本其实不太适合作为入门书籍,而适合作为进阶书籍,对一些基础的概念和原理的讲解没有《Windows驱动开发技术详解》那么多
 
痛苦二:开发工具链不好用
对于我等刚学编程时用的就是VisualStudio以及各种智能提示智能感知的插件,甚至还有代码生成器的辅助的程序员来说,习惯了VisualStudio傻瓜化的一切,代码可以自动生成,窗体应用程序可以拖控件,甚至连网页都能拖控件。很难接受只有文本编辑器和命令行工具的开发环境,很多时候连代码编辑器不能智能提示都无法忍受,更不说手动调用cl.exe link.exe,写起代码来就像有一万只蚂蚁在身上爬。
在之前很长的一段时间里,VC6.0和VisualStudio里是没有创建驱动项目的选项的,更没有直接由IDE生成的HelloWorld,如果不想手动cl.exe link.exe,如果想在IDE中写代码,需要自己建一个空项目,然后手动配置编译器指令、链接器指令、包含目录、库目录等等,然后把书上的HelloWorld复制过来,然后可能还会遇到各种问题。生成好驱动程序文件后,还要手动拷贝到虚拟机中,借助工具或inf文件手动安装,然后要改系统配置,进入内核调试模式,然后要设置调试接口,比如使用COM串口调试的话要在虚拟机上设置,把COM串口映射到主机的命名管道,然后还不能在VC中调试,只能用Windbg来调试。总之每修改一下代码,需要手工进行很多步骤才能开始调试,非常麻烦。而且即便照着网上或书上的步骤来配置,在不同的环境下也会遇到各种奇怪的问题,搞起来颇为头疼。
 
解决方法:
①有个名为VisualDDK的第三方软件,使得这个事情方便了很多。VisualDDK装好后会给VisualStudio安装一个插件,使得在VisualStudio中可以通过这个插件新建驱动项目,并且自带HelloWorld,然后把VisualDDK Monitor装到虚拟机中,两边配置一下,接下来只要在VisualStudio这边生成驱动文件,VisualDDK会自动传给虚拟机中的系统进行安装,并且可以直接在VisualStudio中下断点调试了。不过这个软件在安装和配置过程中,也需要不少步骤,有时候也会出现一些配置不对的问题,偶尔也略感头疼,且稳定性和兼容性不是非常好。此方式适用于VisualStudio2010及以下版本,WDK7.1及以下版本。对于更高的版本,不建议用VisualDDK,因为可以继续往下看,下面有更激动人心的办法。
VS2010+VMWare8+VisualDDK1.5.6配置教程:http://techird.blog.163.com/blog/static/1215640362011112385241568/
 
②激动人心的就是,从VisualStudio2012开始,从WDK8.0开始,微软在里面整合了一套类似VisualDDK但比VisualDDK好用很多的工具。从那以后,开发Windows驱动程序就和开发Windows应用程序一样方便了,只需在虚拟机中安装一个EXE,然后在VisualStudio中输入它的IP、用户名、密码就OK了,接下来你只需新建一个WDK项目,点生成,VisualStudio会自动把驱动文件传给虚拟机中的系统并自动安装,然后点调试,就能在VisualStudio中单步调试了。是不是爽爆了,而且配置和设置都不复杂,MSDN上还有手把手教你配置的高清视频教程!
具体可以看我写的另一篇文章:
《Win8.1+VS2013+WDK8.1+VirtualBox or VMware驱动开发环境配置》:http://blog.csdn.net/charlessimonyi/article/details/50904956
 
痛苦三:没有库可用
假如有一天老板叫你开发一个软件,允许你使用你擅长的任意一门语言,C/C++/C#/JAVA/Python等。但是附加了一个条件:不能使用任何第三方库,不能使用标准库!你有什么感想。What!标准库都不能用?那还写个毛。是的,没错,开发Windows驱动程序,几乎什么库都用不了,包括标准库。因为我们平时常用的第三方库或标准库,它的实现其实都是调用系统API,在Windows上调用的是Window API,即uer32.dll、kernel32.dll、gdi32.dll等等提供的API函数。但是这些API函数属于应用层API,无法在驱动程序中使用,因为驱动程序跑在内核层。所以只要一个库的实现上调用了系统API,就无法在驱动程序中使用。少数库还是可以使用的,比如math.h中的各种数值计算函数。不过仅剩的可用的库太少了,很多时候你都需要从新发明轮子。甚至连C语言中的malloc、free,C++中的new、delete,你都需要自己去实现。
 
解决方法:
①自己发明轮子就自己发明轮子,虽然没有现成库可用,但有内核层下的系统API可用,很多和应用层的API很相似,你想要的功能基本都可以通过这些API实现。
 
②咬咬牙,把苦水往肚子里咽。搞驱动开发的人很少,苦尽甘(qian)来
 
 

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以上是关于Windows驱动开发如何入门的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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