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    基于WDM的专用USB设备的驱动程序开发[通俗易懂]

    1引言 目前对于诸如USB鼠标、键盘等这样的计算机标准外设,Windows系统已经提供了标准的驱动程序,用户无需再进行任何开发工作。而开发专用USB设备,需要开发专用的驱动程序。 Windows2000/XP操作系统不允许用户程序直接访问硬件设备。为了实现对硬件设备的访问和控制,必须通过操作系统所认可的驱动程序对硬件设备实现间接访问和控制。驱动程序通常被认为是操作系统的组成部分,所以,开发驱动程序有严格的规范,被认为是“计算机高手”的工作。而利用DDK进行基于WDM(Win32 Driver Model)驱动程序开发,使驱动程序的开发变成了一项比较简单的工作。 2 Win32驱动程序模型 USB设备驱动程序必须符合由Microsoft为Windows 98及其后版本所定义的Win32驱动程序模型(Win32 Driver Model,WDM)规格。这些驱动程序称为WDM驱动程序,扩展名为.sys。 WDM定义了一个基本模型,处理所有类型的数据。例如,USB类驱动程序为所有USB 设备提供了一个抽象的模型,并具有由所有客户驱动程序使用的定义好的接口。有了对所有设备类型共同的核心驱动程序模型,使驱动程序开发人员更容易从一种类型的设备移动到另外一种类型的设备上去。而且它也意味着驱动程序模型的内核实现尽可能是固定的。 USB是使用标准Windows系统USB类驱动程序访问USBDI(Windows USB驱动程序接口)的USB设备驱动程序。USBD.sys就是Windows系统中的USB类驱动程序,它使用UHCD.sys来访问通用的主控制器接口设备,或者使用OpenHCI.sys访问开放式主控制器接口设备。USBHUB.sys是根集线器和外部集线器的USB驱动程序。在PCI枚举器发现了USB主控制器之后,它会自动装入相关的驱动程序。 3 Windows USB驱动程序接口 大多数客户化的USB设备需要由用户来编写设备驱动程序,以响应内核态或用户应用程序的请求。在内核级,命令由客户驱动程序使用内部IOCTL发送给USB系统,例如IOCTL-INTERNAL-USB-SUBMIT-URB允许发出USB请求块(URB)给系统USB驱动程序。URB允许发出几个功能调用给USB系统。用户态USB实用程序也可以发出几个普通IOCTL给USB设备,目的仅仅是得到连接设备的信息。 3.1函数驱动程序 函数驱动程序(function driver)让应用程序与USB设备,通过API函数来沟通。这些API函数属于Windows的Win32子系统,Win32子系统同时也管理着执行应用程序。函数驱动程序与较低级的总线驱动程序沟通,总线驱动程序控制着硬件。 图1是应用程序与各个驱动程序,如何一起完成USB通信的结构图。当设备或子类别的要求超过类别驱动程序的能力时,会有辅助的过滤器驱动程序来类别驱动程序的能力。一个上层的过滤驱动程序位于类别驱动程序的上方。这样,从客户应用程序传来的要求,会先经过上层的过滤驱动程序,然后才传给类别函数驱动程序。一个下层的过滤驱动程序位于类别驱动程序和总线驱动程序之间,如图1。类别驱动程序会将要求传给下层的过滤驱动程序,然后再传给总线驱动程序。 图1应用程序与驱动程序完成USB通信的结构 通用串行总线驱动程序(USBD.SYS)是USB系统中负责管理通用串行总线的工作,位于主机上的一个软件。USBD负责控制所有的USB协议操作和高层的中断处理控制。在Windows98及以上版本中,Microsoft定义了一个新的设备驱动程序模型,称之为Windows设备驱动程序模型(WindowsDriver Model或WDM)。 USB客户应用程序也是一种设备驱动程序,通过定义的一个称之为USB接口的层间接口来访问其下方的USB软件。应用程序正是通过这些USB客户软件来实现与USB设备之间的通信。 针对USB客户应用程序的开发,相应版本的Windows操作系统的设备驱动程序开发包(Device Driver Developer’s Kit,即DDK)给出了相应的USB接口函数。并提供了对于这些函数具体使用的参考文档。 3.2 USBDI的IOCTL 为了编写USB设备驱动程序,通常还要在源代码中包含DDK所提供的几个头文件。这些头文件在Windows98下存放在/98DDK/inc/win98目录中,在Windows 2000下存放在/NTDDK/inc/win2000目录中。这些头文件的用途可以总结如下: usb100.h 定义了在USB设备驱动程序设计中所要用到的各种常量和数据结构。 Usbdi.h USBDI例程,其中包括对USBD和USB设备驱动程序通用的数据结构,适用于内核和用户模式。 Usbdlib.h URB构造和各种例程,定义了USBD所输出的服务,适用于内核和用户模式。 Usbioctl.h 给出了对IOC

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    menuconfig 配置选项详解

    详细介绍内核配置选项及删改情况 第一部分:全部删除 Code maturity level options —> 代码成熟等级选项 []Prompt for development and/or incomplete code/drivers 默认情况下是选择的,这将会在设置界面中显示还在开发或者还没有完成的代码与驱动.不选。 第二部分 :除以下选项,其它全部删除 General setup—〉 System V IPC (IPC:Inter Process Communication)是组系统调用及函数库,它能让程序彼此间同步进行交换信息。某些程序以及DOS模拟环境都需要它。为进程提供通信机制,这将使系统中各进程间有交换信息与保持同步的能力。有些程序只有在选Y的情况下才能运行,所以不用考虑,这里一定要选。 第三部分:除以下选项,其它全部删除 Loadable module support —> 可引导模块支持 建议作为模块加入内核 [] Enable loadable module support 这个选项可以让你的内核支持模块,模块是什么呢?模块是一小段代码,编译后可在系统内核运行时动态的加入内核,从而为内核增加一些特性或是对某种硬件进行支持。一般一些不常用到的驱动或特性可以编译为模块以减少内核的体积。在运行时可以使用modprobe命令来加载它到内核中去(在不需要时还可以移除它)。一些特性是否编译为模块的原则是,不常使用的,特别是在系统启动时不需要的驱动可以将其编译为模块,如果是一些在系统启动时就要用到的驱动比如说文件系统,系统总线的支持就不要编为模块了,否在无法启动系统。 []Automatic kernel module loading 一般情况下,如果我们的内核在某些任务中要使用一些被编译为模块的驱动或特性时,我们要先使用modprobe命令来加载它,内核才能使用。不过,如果你选择了这个选项,在内核需要一些模块时它可以自动调用modprobe命令来加载需要的模块,这是个很棒的特性,当然要选Y喽。 第四部分:全部删除 Block layer—–〉块设备 第五部分:除以下选项,其它全部删除 Processor type and features —> 处理器类型 Subarchitecture Type (PC-compatible) —> 这选项的主要的目的,是使Linux可以支持多种PC标准,一般我们使用的PC机是遵循所谓IBM兼容结构(pc/at)。这个选项可以让你选择一些其它架构。我们一般选择PC-compatible就可以了。 Processor family(386) : 它会对每种CPU做最佳化,让它跑的好又快,一般来说,你是什么型号的就选什么型号的就好。我选的是386,这样内核会省下不少空间 第六部分:除以下选项,其它全部删除 Power management options (ACPI, APM) —> 电源管理选项 [ ] Power Management Debug Support 电源管理的调试信息支持,如果不是要调试内核有关电源管理部份,请不要选择这项。 ACPI Support —〉高级电源接口配置支持,如果BIOS支持,建议选上这项 []Button 这个选项用于注册基于电源按钮的事件,比如power, sleep等,当你按下按钮时事件将发生,一个守护程序将读取/proc/acpi/event,并执行用户在这些事件上定义的动作比如让系统关机。可以不选择,根据自己的需求。 第七部分:除以下选项,其它全部删除 Bus options (PCI, PCMCIA, EISA, MCA, ISA) —> 总线选项 []PCI support PCI access mode (Any) —> PCI外围设备配置,强列建议选Any,系统将优先使用MMConfig,然后使用BIOS,最后使用Direct检测PCI设备。 第八部分:除以下选项,其它全部删除 Executable file formats —> Kernel support for ELF binaries ELF是开放平台下最常用的二进制文件,它支持不同的硬件平台。一定要选。 第九部分:除以下选项,其它全部删除 Networking Networking options —> []Unix domain sockets []TCP/IP networking 第十部分:除以下选项,其它全部删除 Device Drivers —>设备驱动 Block devices——-〉 []Compaq SMART2 support [] Compaq Smart Array 5xxx support []Loopback device support 大部分的人这一个选项都选N,因为没有必要。但是如果你要mount iso文件的话,你得选上Y

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    linux设备驱动第一篇:设备驱动程序简介

    首先,我们知道驱动是内核的一部分,那么驱动在内核中到底扮演了什么角色呢? 设备驱动程序在内核中的角色:他们是一个个独立的“黑盒子”,使某个特定的硬件响应一个定义良好的内部编程接口,这些接口完全隐藏了设备的工作细节。(说白了,驱动程序除了对外提供特定的接口外,任何实现细节对应用程序都是不可见的。)用户的操作通过一组标准化的调用执行,而这些调用独立于特定的驱动程序。驱动程序的任务是把这些标准化调用映射到实际硬件的设备特有操作上。 在编写驱动程序时,程序员应该特别注意下面这个概念:编写访问硬件的内核代码时,不要给

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    一篇读懂:Android手机如何通过USB接口与外设通信(附原理分析及方案选型)

    – 随着移动互联网技术的迅猛发展,两大主流智能移动设备iOS 和Android占据了绝对的市场,除了基本的通话、娱乐功能之外,这些移动设备已经成为新时代中重要的信息终端设备节点。 – 通用串行总线(USB)目前已经成为了最标准的接口,用于提供系统一个可靠且低成本的数字连接,目前在使用方面已经超越了电脑的范畴,并已广泛应用在工业、医疗、消费电子、通信网络等等。 – RS232接口长期广泛存在于在各种应用领域,随着安卓手机平板的大量上市,安卓系统下通过USB转RS232接口接入外设的应用需求也开始变得强烈起来。

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    驱动开发学习笔记(4-2)–INF文件-2

    .INF是 Device Information File 的缩写,是微软公司为供硬件设备制造商发布其设备驱动程序而发展的———许多硬件设备的驱动程序都是使用 .INF文件来安装的。.INF文件从 Windows3.X 时代就开始大量被使用了。 .INF文件是一种具有特定格式的纯文本文件,我们可说它是一种安装脚本(SetupScript)。虽然 .INF 只是纯文本文件,但是当我们在文件管理器explorer对 .INF文件按鼠标右键後,如图inf右键.PNG,在右键菜单上就会出现“安装I”命令,这是因为微软公司已在其操作系统 Windows 中内置提供了 Setup API(可以解释.INF脚本文件),我们只需用文本编辑软件编写 .INF文件,便可完成大部份的安装工作,所以尤其是在软体的大小并不是很大的情况下,安装工作不是很复杂的时候,使用 .INF文件来进行安装工作将会是一个好选择。而且如果要安装设备驱动程序,.INF文件是目前唯一的选择。 可以用 .INF文件创建包括注册表条目和目的目录的自定义软件安装指令。.INF文件可以提供有限的平台独立性,并指定有限的软件依赖性。目前.INF文件最普遍的应用是为安装硬件设备的驱动程序服务的,本文的目的就是介绍 .INF文件的功能、结构、并提供了几个 事例来说明如何用.INF文件,如何扩展.INF文件的用途,比如制作绿色软件,仅供参考。

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    领券