Windows2000设备驱动程序的研制开发毕业论(3)

"RAMSPAN"=dword:00000002

其中IOCardA以下各子键及其值为自定义，设备驱动程序利用相应函数检索出这些值。

(3)每个设备驱动程序可以创建若干系统定义的‘设备对象’，本例根据需要只创建了一个‘设备对象’Dev。‘设备对象’其中一个成员变量为指向一非分页的物理内存块DeviceExtension，这块内存大小及内容为用户自定义，由于Dev或DeviceExtension对象会被系统传给驱动程序的其它函数，这样驱动程序各函数通过访问这块内存区，实际上达到互相传递信息的功能。本例在这里存储设备硬件资源信息及RunFlag和中断计数器counter，这些数值在DriverEntry()初始化后，供驱动程序的其它函数使用。

图3-2为中断服务程序IOCardAIsr()流程图。操作系统接受中断，连同DeviceExtension等参数传给中断服务程序，中断服务程序利用这些参数，实现要求功能。

图3-3为IOCardADispatch()流程图，这个函数用于处理来自上层应用程序的命令。上层应用程序通过以下程序段设置驱动程序中RunFlag值为TRUE，从而启动中断服务程序开始计数。

BOOL cmd=TRUE;

hTest = CreateFile(...); //打开设备

DeviceIoControl(hTest, //设备句柄

IOCTL_IOCardA_START,//命令

&cmd,sizeof(BOOL), //输入缓冲区地址及大小

NULL,0,&c,NULL);

CloseHandle(hTest); //关闭设备

上层应用程序通过以下程序段查询当前的中断计数器的值并存于变量w中。

unsigned short w;

hTest = CreateFile(...);

DeviceIoControl(hTest,

IOCTL_IOCardA_READ, //命令

NULL,0,

&w,sizeof(unsigned short),//输出缓冲区地址及大小

&c,NULL);

CloseHandle(hTest);

其中DeviceIoControl()执行后，操作系统调用IOCardADispatch()函数，如流程图所示，这个函数内部通过一个开关语句，根据命令执行相应的分支。驱动程序与应用程序通过此函数接口交换数据时，操作系统提供4种可选数据缓冲方式，本例由于数据I/O量比较小，故选用‘缓冲I/O’ (METHOD_BUFFERED)。过程是，I/O管理器首先分配一个非分页池，它的大小为调用者输入缓冲区和输出缓冲区的较大者，第一段程序为sizeof(BOOL),第二段程序为sizeof(unsigned short),它的地址存到IRP(I/O请求包)的AssociatedIrp.SystemBuffer域中，然后把输入数据拷贝到这个池中，在第一段程序中cmd的值TRUE被拷贝到池中，这样驱动程序通过RtlCopyBytes()函数再把池中的值拷贝到驱动程序的RunFlag中。IOCardADispatch()函数执行完，I/O管理器把池中的内容拷贝到调用者的输出缓冲区，在第二段程序中，驱动程序通过RtlCopyBytes()函数把counter的值拷贝到池中，从而最终传递到应用程序变量w中。

第五步，编程。在编写设备驱动程序的同时，要编写一个简单的应用程序用于测试设备驱动程序的一些功能。

第六步，驱动程序的载入。

驱动程序C语言源程序经过编译、连接生成扩展名为SYS的文件，本例为IOCardA.sys,把这个文件拷贝到\WINNT\system32\drivers\系统目录下，同时手工添加如下信息到注册表：

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\IOCardA]

"ErrorControl"=dword:00000001

"Start"=dword:00000003

"Type"=dword:00000001

要保证IOCardA子键名与驱动程序文件名一致，其中Type=1表示此驱动程序为内核模式驱动程序，Start=3表示此驱动程序手动载入，ErrorControl=1表示当驱动程序发生错误时，日志记录错误并显示一个消息框。这样当Windows重新启动后，通过使用控制面板中的Device小应用程序，从列表中找到IOCardA设备名，按Start按钮，于是，设备驱动程序就驻留内存并在底层开始工作了。

第七，调试。设备驱动程序没有界面，完全在系统底层运行，为了观察驱动程序的运行状态，WindowsNT DDK提供windbj.exe程序用于设备驱动程序的调试，调试设备驱动程序需要两台CPU体系结构完全相同的计算机，一台为‘宿主机’，运行windbj.exe程序，另一台为‘目标机’，运行设备驱动程序，两台计算机用串口线连好，进行一系列软件设置(参见[1]第17章)，就可以开始调试了，从‘宿主机’可以控制及观察‘目标机’上驱动程序的运行情况。最常用的调试手段是在驱动程序中必要的位置加入DbgPrint()函数，这个函数可以把指定信息输出到‘宿主机’windbg.exe窗口中，通过分析这些信息，可以了解驱动程序当前的运行情况。

结束语

WindowsNT是一个复杂而严密的系统，驱动程序的开发不可避免的涉及现代操作系统理论及其它许多计算机理论，内涵相当广泛，本文围绕着开发实践从一定深度探讨了WindowsNT设备驱动程序开发最基本的知识及一般方法，希望对读者有所帮助，对于复杂，特殊应用的实现及编程技巧，有待于读者在各自实际应用中不断探索。

参考文献

1.《WindowsNT设备驱动程序设计指南》 Art Baker著 机械工业出版社 （科教论文网 Lw.nsEAc.com编辑整理）
2.Microsoft Co. WindowsNT 4.0 Device Driver Kid