Przewodnik projektowania architektury sterownika trybu jądra

Aby uzyskać informacje na temat interfejsów programowania, które sterownik może zaimplementować lub wywołać, zobacz Kernel-Mode Driver Reference (Dokumentacja sterownikaKernel-Mode).

Ta sekcja zawiera ogólne pojęcia ułatwiające zrozumienie programowania w trybie jądra i opis określonych technik programowania jądra. Aby zapoznać się z ogólnym omówieniem sterowników systemu Windows, zobacz Wprowadzenie do opracowywania sterowników systemu Windows, który zawiera omówienie składników systemu Windows, zawiera listę typów sterowników urządzeń używanych w systemie Windows, omówienie celów sterowników urządzeń z systemem Windows i omówienie ogólnych przykładowych sterowników urządzeń zawartych w zestawie.

Ta sekcja zawiera informacje koncepcyjne, które opisują i ułatwiają tworzenie sterowników trybu jądra.

• Przegląd zawierający:

  • Omówienie składników systemu Windows

  • Cele projektowania dla sterowników Kernel-Mode

  • Wykaz przykładowych sterowników Kernel-Mode

  • Najlepsze rozwiązania dotyczące tworzenia sterowników jądra, opracowane przez zespół microsoft Surface

• Kernel-Mode Components opisuje podstawowe menedżery trybu jądra i składniki systemu operacyjnego Windows.

  Składnik	Opis
  menedżerowie
  Menedżer obiektów systemu Windows Kernel-Mode	Zarządza obiektami: plikami, urządzeniami, mechanizmami synchronizacji, kluczami rejestru itd.
  Menedżer pamięci systemu Windows Kernel-Mode	Zarządza pamięcią fizyczną systemu operacyjnego.
  Menedżer procesów i wątków systemu Windows Kernel-Mode	Obsługuje wykonywanie wszystkich wątków w procesie.
  Menedżer we/wy systemu Windows Kernel-Mode	Zarządza komunikacją między aplikacjami i interfejsami udostępnianymi przez sterowniki urządzeń.
  Menedżer wtyczek i odtwarzania systemu Windows Kernel-Mode	Podsystem menedżera we/wy, Menedżer Plug and Play (PnP) umożliwia komputerowi rozpoznawanie po dodaniu urządzenia do systemu.
  Windows Kernel-Mode Power Manager	Zarządza uporządkowaną zmianą stanu zasilania dla wszystkich urządzeń, które obsługują zmiany stanu zasilania.
  Windows Kernel-Mode Configuration Manager	Zarządza rejestrem, takim jak monitorowanie zmian w rejestrze lub rejestrowanie wywołań zwrotnych na określonych danych rejestru.
  Menedżer transakcji jądra systemu Windows Kernel-Mode	Implementuje przetwarzanie transakcji w trybie jądra.
  Monitor odwołań do zabezpieczeń systemu Windows Kernel-Mode	Zapewnia procedury pracy kierowcy z kontrolą dostępu.
  Biblioteki
  Biblioteka jądra systemu Windows Kernel-Mode	Implementuje podstawowe funkcje, od których zależy wszystko inne w systemie operacyjnym. Jądro systemu Microsoft Windows umożliwia podstawowe operacje niskiego poziomu, takie jak planowanie wątków lub sterowanie przerwaniami sprzętowymi.
  Biblioteka pomocy technicznej systemu Windows Kernel-Mode Executive	Odnosi się do składników trybu jądra, które zapewniają różne usługi sterownikom urządzeń, w tym: zarządzanie obiektami, zarządzanie pamięcią, zarządzanie procesami i wątkami, zarządzanie danymi wejściowymi/wyjściowymi i zarządzanie konfiguracją.
  Biblioteka Kernel-Mode Run-Time systemu Windows	Zestaw typowych rutyn narzędziowych potrzebnych różnym komponentom w trybie jądra.
  Biblioteka bezpiecznych ciągów systemu Windows Kernel-Mode	Bezpieczna biblioteka ciągów zapewniająca większe bezpieczeństwo podczas tworzenia w trybie jądra.
  Biblioteka DMA systemu Windows Kernel-Mode	Biblioteka bezpośredniego dostępu do pamięci (DMA) dla deweloperów sterowników urządzeń.
  Biblioteka HAL systemu Windows Kernel-Mode	Warstwa abstrakcji sprzętu (HAL) na potrzeby tworzenia sterowników trybu jądra.
  Biblioteka CLFS systemu Windows Kernel-Mode	System rejestrowania transakcyjnego, wspólny system plików dziennika (CLFS).
  Biblioteka WMI systemu Windows Kernel-Mode	Ogólny mechanizm zarządzania składnikami nazywany instrumentacją zarządzania Windows (WMI).

• Pisanie sterowników WDM i wprowadzenie do WDM dostarcza informacje potrzebne do pisania sterowników przy użyciu modelu sterowników systemu Windows (WDM).

• Obiekty urządzeń i inne artykuły w artykule Device Objects and Device Stacks (Obiekty urządzeń i stosy urządzeń ) opisują sposób, w jaki system operacyjny reprezentuje urządzenia według obiektów urządzeń.

• Zarządzanie pamięcią dla sterowników systemu Windows ilustruje, w jaki sposób sterowniki trybu jądra przydzielają pamięć do celów, takich jak przechowywanie danych wewnętrznych, buforowanie danych podczas operacji we/wy i udostępnianie pamięci innym składnikom trybu jądra i trybu użytkownika.

• Bezpieczeństwo Od kontrolowania dostępu do urządzeń i uprawnień po język definicji deskryptora zabezpieczeń (SDDL) dla obiektów urządzeń, upewnij się, że sterowniki są tak bezpieczne, jak to możliwe.

• Obsługa środowisk IRP opisuje, jak sterowniki trybu jądra obsługują pakiety żądań we/wy (IRP).

• DMA Bezpośredni dostęp do pamięci (DMA) jest krytycznym aspektem opracowywania sterowników, a artykuły w tym węźle obejmują dmA z A do Z.

• Obiekty kontrolera reprezentują kontroler urządzenia fizycznego z dołączonymi urządzeniami.

• Procedury obsługi przerwań (ISR) obsługują przerwania dla sterowników urządzenia fizycznego, który odbiera przerwania.

• Message-Signaled Przerwania wyzwalają przerwanie, zapisując wartość na określony adres pamięci.

• Wywołania procedur odroczonych (obiekty DPC) mogą być kolejkowane przez ISR i są wykonywane w późniejszym czasie i przy niższym poziomie IRQL niż ISR.

• Plug and Play (PnP) koncentruje się na obsłudze oprogramowania systemowego PnP i na tym, jak sterowniki wykorzystują tę obsługę do implementacji PnP.

• Zarządzanie energią opisuje architekturę, która zapewnia kompleksowe podejście do zarządzania energią systemu i urządzeń.

• Windows Instrumentacja Zarządzania (WMI) to rozszerzenia sterownika trybu jądra, które umożliwiają, by jego sterownik stał się dostawcą WMI. Dostawca usługi WMI udostępnia dane pomiarów i instrumentacji użytkownikom usługi WMI, takim jak aplikacje w trybie użytkownika.

• Techniki programowania sterowników Sterowniki programowania w trybie jądra systemu Windows wymagają technik, które czasami różnią się znacznie od programowania w trybie użytkownika.