2024年8月22日发(作者：)

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２００７年７月　

第２２卷第４期　

西安石油大学学报（自然科学版）　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉ　ａｎ　Ｓｈｉｙｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　

Ｊｕ１．２００７　

Ｖ０１．２２　Ｎｏ．４　

文章编号：１６７３—０６４Ｘ（２００７）０４—０１１３—０３　

基于ＷＤＭ的设备驱动程序开发　

宋新爱　，余坤２　

（１．西安石油大学计算机学院，陕西西安７１００６５；２．中国石油集团测井有限公司测井仪器厂，陕西西安７１００６１）　

摘要：Ｗｉｎｄｏｗｓ驱动程序模型（ＷＤＭ）是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司新推出的设备驱动程序开发模型．分析了　

ＷＤＭ驱动程序模型、结构和ＷＤＭ程序的实现过程，并给出了使用ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ３．２与ＶＣ＋＋开　

发并１：７驱动程序的实例．　

关键词：设备驱动程序；体系结构；Ｉ／０请求包　

中图分类号：ＴＰ３１６．７　文献标识码：Ａ　

设备驱动程序是连接计算机应用程序、硬件以　

及操作系统的桥梁，是硬件设备连接到计算机系统　

的软件接口．在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下开发应用系统经常　

ＷＤＭ功能设备驱动程序通常由２个分离的执　

行文件组成．一个文件是类驱动程序，它了解如何处　

理操作系统使用的ＷＤＭ协议，以及如何管理整个　

遇到对特定功能的硬件设备进行访问和控制的问　

题．由于Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的ＣＰＵ提供４种特权等级，　

通常称为Ｒｉｎｇ０，Ｒｉｎｇ１，Ｒｉｎｇ２，Ｒｉｎｇ３．Ｒｉｎｇ３特权级　

设备类的基本特征．另一个文件称为微小驱动程序　

（Ｍｉｎｉｄｒｉｖｅｒ），它包含类驱动程序，用于管理设备实　

例的厂商专有特征例程．只有二者结合在一起才成　

为一个完整的功能设备驱动程序．一个完整的功能　

设备驱动程序包含许多例程，结构如图１［２］所示．当　

操作系统遇到一个ＩＲＰ（Ｉ／Ｏ　ｒｅｑｕｅｓｔ　ｐａｃｋｅｔ）时，它　

别最低，Ｒｉｎｇ０特权级别最高．操作系统和设备驱动　

程序运行在Ｒｉｎｇ０级￣Ｊ＿ｋｔ　，可以执行任何有效的　

ＣＰＵ指令；普通应用程序（包括ＤＬＬ）运行在Ｒｉｎｇ３　

级别上，硬件Ｉ／０指令不能被执行，所以必须开发　

就调用驱动程序中的例程来执行该ＩＲＰ的各种操　

作．有些例程是必需的，如ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ和ＡｄｄＤｅ—　

ｖｉｃｅ，还有ＤｉｓｐａｔｃｈＰｎＰ，Ｄｉｓｐａｔｃｈ＿Ｐｏｗｅｒ和Ｄｉｓｐａｔｃｈ—　

设备驱动程序，以便使应用程序有效地控制计算机　

硬件设备．　

ＷＭＩ派遣函数．需要对ＩＲＰ排队的驱动程序一般　

１　Ｗｉｎｄｏｗｓ驱动程序模型（ＷＤＭ）　

在Ｗｉｎｄｏｗｓ驱动程序模型（ＷＤＭ，Ｗｉｎｄｏｗｓ　

都有一个Ｓｔａｒｔｌｏ例程，大部分能生成硬件中断的设　

备，其驱动程序都有一个中断服务例程和一个延迟　

过程调用例程，执行ＤＭＡ传输的驱动程序应有一　

个ＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌ例程．　

Ｄｒｉｖｅｒ　Ｍｏｄｅ１）中，每个硬件设备至少有２个驱动程　

序．其中一个驱动程序称为功能（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）设备驱　

动程序，负责初始化Ｉ／ｏ操作、中断事件，为用户提　

供一种设备适合的控制方式．另一个驱动程序称为　

总线（ＢＵＳ）设备驱动程序，它负责管理硬件与计算　

机的连接．　

２　ＷＤＭ驱动程序结构　

ＷＤＭ驱动程序采用分层的结构模型［３ｌ，即设　

备驱动程序栈结构模型，如图２所示．在这个驱动程　

序设备栈中，总线驱动程序对总线上的设备进行控　

收稿日期：２００６—１０　１１　

作者简介：宋新爱（１９７３一），女，讲师，工学硕士，主要从事计算机应用技术方面的研究　

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一

１１４一　西安石油大学学报（自然科学版）　

制．驱动程序总是通过总线驱动程序创建的物理设　

备对象（ＰＤＯ，Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｏｂｊｅｃｔ）对设备进行操　

作，ＰＤＯ是总线驱动程序在枚举总线时，检测到实　

际设备，从而建立的表示实际物理设备对象．功能驱　

动程序是驱动程序完成控制设备操作功能最主要的　

部分，该层位于总线驱动程序上面．在单个硬件的驱　

动程序堆栈中，不同位置的驱动程序扮演了不同的　

角色．总线驱动程序管理计算机与ＰＤＯ所代表的设　

备的连接．功能驱动程序管理功能设备对象（Ｈ）ｏ，　

Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｏｊｂｅｃｔ）所代表的设备．过滤驱动程　

序用于监视和修改ＩＲＰ流．　

３　ＷＤＭ驱动程序的实现　

３．１　ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程　

在ＷＤＭ驱动程序中，ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程主要负　

责完成驱动程序的一些注册表信息和一些变量的初　

始化工作，不进行资源请求．所有的驱动程序都必须　

包含ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程，它是驱动程序的一个入口　

点，当装载驱动程序时，ＰｎＰ管理器为每个驱动程序　

调用一次ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程，主要有以下３个功能．　

（１）设置ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ，Ｕｎｌｏａｄ，Ｄｉｓｐａｔｃｈ和其他例　

程的入口指针．　

ＮＴＳＴＡＴＵＳ　ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ（ＩＮ　ＰＤＲＩＶＥＲ—　

ＢＪＥＣＴ　ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ，　

ＩＮ　ＰＵＮＩＣｏＤＥ—ＳＴＲＩＮＧ　ｐＲｅｇｉｓｔｒｙＰａｔｈ）　

｛　

ＵＬＯＮＧ　ｕｌｅＤｖｉｃｅＮｕｍｂｅｒ＝０；　

ＮＴＳＴＡＴＵＳ　ｓｔａｔｕｓ；　

ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ一＞ＤｒｉｖｅｒＵｎｌａｏｄ＝ＤｒｉｖｅｒＵｎ—　

ｌａｏｄ；　

ｓｔａｔｕｓ＝ＣｒｅａｔＤｅｖｉｃｅ（ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ，ｕｌｅＤｖｉ—　

ｃｅＮｕｍｂｅｒ）；　

ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ——＞ＤｒｉｖｅｒＳｔａｒｔＩｏ：ＳｔａｒｔＩｏ；　

ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ　一　＞　ＭａｊｏｒＦｕｎｃ—　

ｔｉｏｎ［ＩＲＰ—ＭＪ—ＣＲＥＡＴ］＝ＤｉｓｐａｔｃｈＣｒｅａｔ：　

ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ——＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ［！Ｒｐ—ＭＩ＿Ｃｌｏｓｅ］　

＝ＤｉｓｐａｔｃｈＣｌｏｓｅ；　

ｐＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ一＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ［　即一ＭＪ—ＰｎＰ］　

＝ＤｉｓｐａｔｃｈＰｎｐ；　

ｒｅｔｕｒｎ　ｓｔａｔｕｓ；　

｝　

（２）可以从注册表中获取一些需要的信息以初　

始化驱动程序．　

入１２１参数ｐＲｅｇｉｓｔｒｙｐａｔｈ指向一个枚举的Ｕｎｉ—　

ｃｏｄｅ信息串，此Ｕｎｉｃｏｄｅ信息串指定了驱动程序注　

册表键的路径．如果在驱动程序的其他地方需要用　

到它，就需要重新申请内存，备份该ｐＲｅｇｉｓｔｒｙＰａｔｈ　

串．　

（３）初始化其他的在驱动程序范围内的数据结　

构和资源．　

３．２　ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ例程　

操作系统找到一个新的设备以后，就从注册表　

中寻找它的驱动程序，然后就向驱动程序发送　

ＩＲＯ一＾　Ｊ—ＰＮＰ　ｑｊ　ＩＲＰ—ＭＮ—ＳＴＡＲＴ—ＤＥＶＩ（’】　的　

请求，这样就进入了ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ例程，同时，操作系　

统还将硬件资源请求信息作为参数传递给ＡｄｄＤｅ—　

ｉｖｃｅ，接下来ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ要从系统资源中分配出这些　

请求的资源，并且把资源信息保存起来，以便后面使　

用．在该例程中，驱动程序首先调用ＩｏＣｒｅａｔｅＤｅｖｉｃｅ　

创建设备对象，并建立一个私有扩展设备对象，作为　

目标Ｉ／０设备；其次注册一个或多个设备接口，以　

便应用程序能知道设备对象的存在并创建符号连　

接；然后调用ＩｏＡｔｔａｃｈＤｅｖｉｃｅＴｏＤｅｖｉｃｅＳｔａｃｋ函数，把　

新设备对象放到设备堆栈上；最后初始化设备对象　

的标志成员，将设备对象附着到设备堆栈中．　

３．３　Ｕｎｌｏａｄ例程　

一

个完整ＷＤＭ驱动程序还应包含Ｕｎｌｏａｄ例　

程，该例程负责删除ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程所分配的驱动　

程序范围内的资源，如内存、事件等．　

４　基于ＷＤＭ模型的并口驱动程序　

实例　

使用ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ３．２与ＶＣ＋＋开发工具针对　

８２０热敏绘图仪开发一个并口驱动程序，以下是对　

并口进行读写操作的部分程序代码．　

ＮＴＳｒＡＴＵＳ　Ｐｒｉｎｔｅｒ—Ｄｅｖｉｃｅ：：ＤｅｖｉｃｅＣｏｎｔｒｏＩ（ＫＩｒｐ　

Ｉ）　

｛ＮＴＳＴＡＴＵＳ　ｓｔａｔｕｓ；　

ｓｗｉｔｃｈ（Ｉ．ＩｏｃｔｌＣｏｄｅ（））　

｛ｃａｓｅ　ＰＲＩＮＴＥＲ—Ｗｒｉｔｅ—Ｐｒｉｎｔｅｒ—Ｐｏｒｔ：　

ｓｔａｔｕｓ：ＰＲＩＮＴＥＲ—Ｗｒｉｔｅ—Ｐｒｉｎｔｅｒ—　

Ｐｏｒｔ—Ｈａｎｄｌｅｒ（Ｉ）；ｂｒｅａｋ；　

ｄｅｆａｕｌｔ：　

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宋新爱等：基于ＷＤＭ的设备驱动程序开发　一１１５一　

，　ｎｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ　Ｌ　ｒｅｑｕｅｓｔ　

ｓｔａｔｕｓ＝ＳＴＡ　兀　Ｓ—Ｉ卜『、，ＡＩ　ＩＤ—ＰＡＲＡＭＥ—　

ＴＥＲ：ｂｒｅａｋ；　

｝　

ｉｆ（ｓｔａｔｕｓ＝：ＳｒＡＴＵＳ—ＰＥＮＤＩＮＧ）ｒｅｔｕｍ　

ｓｔａｔｕｓ；　

ｅｌｓｅｒｅｔｕｍ　Ｉ．ＰｎｐＣｏｍｐｌｅｔｅ（ｔｈｌｓ，ｓｔａｔｕｓ）；　

｝　

Ｎｒ　Ａ］ｒＩ　Ｓ　Ｐｒｉｎｔｅｒ—Ｄｅｖｉｃｅ：：ＰＲＩＮＴＥＲ—Ｗｒｉｔｅ—　

Ｐｏｒｔ—Ｈａｎｄｌｅｒ（ＫＩｒｐ　Ｉ）　

｛　

ＰＩ『ＣＨＡＲ　ｐＩＯＢｕｆｆｅｒ；／／Ｐｏｉｎｔｅｒ　ｔｏ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　

ｂｕｆｆｅｒ　

ＵＵ　ＮＧ　ＩｎＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ：／／Ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｄａｔａ　

ａｖａｉＩ．ｆｒｏｍ　ｃａｌｌｅｒ．　

ＵＬ０ＮＧ　ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ：／／Ｍａｘ　ｄａｔａ　ｔｈａｔ　

ｃａｌｌｅｒ　ｃａｎ　ａｃｃｅｐｔ．　

ＵＬ０ＮＧ　ｎＰｏｒｔ：／／Ｐｏｒｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｄ　ｏｒ　

ｗｒｉｔｅ．　

ＵＣＨＡＲ　ｖａｌｕｅ．ｓｔａｔｕｓ；　

ｈｆｌ３ｕｆｆｅｒＳｉｚｅ＝．ＩｏｃｔｌｌｎｐｕｔＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ（ＣＵＲ—　

ＲＥＮＴ）；　

ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ　＝　Ｉ．　ＩｏｃｔｌＯｕｔｐｕｔＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ　

（ＣＵＲＲＥＮＴ）；／／ＯｕｔｐｕｔＢｕｆｆｅｒＬｅｎｇｔｈ；　

ｐＩＯＢｕｆｆｅｒ＝（ＰＩ『ＣＨＡＲ）Ｉ．ＩｏｃｔＩＢｕｆｆｅｒ（）；　

Ｉ．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（）＝０；　

ｎＰｏｒｔ＝Ｏｘ３７８：　

ＷＲＩＴＥ—Ｐ０ＲＴ—ＵＣＨＡＲ（（ＰＵＣＨＡＲ）（ｎＰｏｒｔ　

＋２），０ｘＣＣ）；／／写并口状态控制字　

／／并口状态查询　

ｄｏ｛　

ｓｔａｔｕｓ　＝ＲＥＡＤ—ＰＯＲＴ—　ＵＣＨＡＲ　

（（ＰＵＣＨＡＲ）（ｎ＿Ｐｏｒｔ＋１））；　

ｓｔａｔｕｓ＝ｓｔａｔｕｓ＆０ｘ８０：　

｝ｗｈｉｌｅ（（！ｓｔａｔｕｓ））；　

ｖａｌｕｅ＝＊（（ＰＵＣＨＡＲ）ｐＩＯＢｕｆｆｅｒ）；　

ＷＲＩＴＥ—ＰＯＲＴ—ＵＣＨＡＲ（（ＰＵＣＨＡＲ）　

（ｎＰｏｒｔ），ｖａｌｕｅ）；　

ＫｅＳｔｌａｌＥｘｅｃｕｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｏｒ（１）；／艇时等待　

ＷＲＩＴＥ—ＰＯＲＴ—ＵＣＨＡＲ（（ＰＵＣＨＡＲ）（ｎＰｏｒｔ　

＋２），０ｘＣＤ）；　

ＫｅＳｔａｌ１ＥｘｅｃｕｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｏｒ（１）；　

ＷＲＩＴＥ—ＰＯＲＴ—ＵＣＨＡＲ（（ＰＵＣＨＡＲ）（ｎＰｏｒｔ　

＋２），０ｘＣＣ）；　

ｄｏ｛　

ｓｔａｔｕｓ　＝ＲＥＡＤ—ＰＯＲＴ—　Ｉ『ＣＨＡＲ　

（（ＰＵＣＨＡＲ）（ｎＰｏｒｔ＋１））；　

ｓｔａｔｕｓ＝ｓｔａｔｕｓ＆０ｘ８０：　

｝ｗｈｉｌｅ（（！ｓｔａｔｕｓ））；　

ｒｅｔｕｍ　ＳＴＡＴＵＳ—ＳＵＣＣＥＳＳ；　

５　结束语　

基于ＷＤＭ驱动模型设计的驱动程序支持即插　

即用功能，可以很好地在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统中运行，　

ＷＤＭ定义了一个基本模型，处理所有类型的数据．　

通过这种共同的核心模型驱动程序开发者可以很容　

易从一种类型的设备转移到另一种类型的设备．　

ＷＤＭ提供的总线驱动程序和类驱动程序是其关键　

部分，这也使得开发驱动程序由复杂变得相对简单．　

ＷＤＭ是跨平台的驱动程序模型，在编写时尽量不　

要使用汇编，而且要分别在不同的平台下编译，开发　

驱动程序的工具一般使用ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ　３．２和ＶＣ　

＋＋．　

参考文献：　

［１］郭四稳．ＷＤＭ驱动程序的开发与实现［Ｊ］．电脑与信　

息技术，２００６，１４（４）：４７—５０．　

［２］张惠娟．Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的设备驱动程序设计［Ｍ］．西　

安：西安电子科技大学出版社，２００２．　

［３］武安河．Ｗｉｎｄｏｗｓ　２０００／ＸＰ　ＷＤＭ设备驱动程序开发　

［Ｍ］．２版．北京：电子工业出版社，２００５．　

编辑：张新宝