Windows驱动开发之开发环境的搭建(一)

一、简介

Windows驱动开发是指为Windows操作系统编写内核模式驱动程序的过程。驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它负责管理和控制硬件设备，使其能够与操作系统和应用程序进行交互。随着 windows 系统的更新迭代，windows 驱动开发技术也是不断的升级：从最早期的 VXD(Virtual X Driver)(已废弃)到 windows 2000 上推出的 WDM(Windows Driver Model)驱动模型，随后从 windows vista 推出的 WDF(Windows Driver Foudation)驱动模型，沿用至今；WDF 是 WDM 的升级版，并且在一定程度上兼容，WDF 是微软目前推荐的驱动开发模型。

以下是Windows驱动开发的一般步骤和相关概念：

1. 确定需求：首先，确定需要开发的驱动程序的具体功能和目标设备。了解设备的特性和操作系统的要求，明确开发的目标。

2. 驱动模型：Windows操作系统提供了多种驱动模型，如传统的设备驱动模型 (WDM)，新的驱动模型 (KMDF) 和用户模式驱动框架 (UMDF)。选择适合的驱动模型，并理解其工作原理和特性。

3. 开发环境：为了进行驱动开发，需要搭建合适的开发环境。这包括安装适当的Windows驱动开发工具包（如Windows Driver Kit）和配置相应的开发环境。

4. 驱动程序结构：根据所选择的驱动模型，创建驱动程序的基本结构。这包括驱动程序入口函数（DriverEntry）、设备对象（Device Object）、驱动程序回调函数（如读取、写入、创建等操作的处理函数）等。

5. 设备注册：驱动程序需要将自己注册到操作系统中，使其能够被加载和使用。这涉及注册设备接口、创建设备对象、设置设备属性等操作。

6. 设备操作：实现设备操作的处理函数，如读取、写入、创建、关闭等。这些函数定义了设备的行为和与应用程序的交互方式。

7. 内存管理：在驱动开发中，需要管理和分配内核内存。了解如何使用操作系统提供的内存管理函数和数据结构，避免内存泄漏和访问错误。

8. 错误处理：合理处理错误情况，返回适当的错误代码，以便应用程序和操作系统能够正确处理驱动程序的异常情况。

9. 调试和测试：驱动开发过程中进行适当的调试和测试是非常重要的。使用调试工具和技术来诊断和修复问题，确保驱动程序的稳定性和正确性。

10. 部署和发布：完成驱动程序开发后，需要将驱动程序部署到目标系统上。这包括创建驱动程序安装程序、签名驱动程序、编写驱动程序文档等。

需要注意的是，Windows驱动开发属于内核模式开发，与传统的用户模式应用程序开发有所不同

二、开发环境搭建

若要开始操作，首先确保已安装 Microsoft Visual Studio、Windows SDK 和 Windows 驱动程序工具包 (WDK)。

1.安装VS2019

 下载Visual Studio Installer, 安装时工作负载选择 使用C++的桌面开发 。

由于WDK 默认启用了 Spectre 缓解，需要在单个组件中添加生成工具对应版本的 Spectre 缓解库 。(这里只下载了x64/x86处理器架构)

 安装Windows 10 SDK,版本为10.0.19041.0

 2.安装WDK

注意：下载的 WDK 需要与 VS 2019下载时的 Windows 10 SDK 版本对应

对于 WDF 驱动模型其开发环境叫 WDK(Windows Driver Kit)
对于 WDM 驱动模型其开发环境叫 DDK(Driver Development Kit)

 等待WDK下载安装完成，关闭时默认选择安装 WDK VS 扩展。

 VS2019和WDK安装成功后，可以到在 Windows设置-应用 中可以查看当前安装的SDK与WDK版本是否一致

 随后打开VS2019的的创建项目页面，就看到 KMDF/UMDF 等选项，表示 windows 驱动开发环境配置成功。