之前一直长期做windows驱动开发，但是一直将这些技术知识点进行整理和总结，最近又开始做一套新的驱动，于是就打算趁这个机会，将一些windows驱动开发的技术知识系统性的整理出来。

目录如下:

windows驱动开发知识-设计目标

windows驱动开发知识-WDM和WDF

windows驱动开发知识-内核组件

windows驱动开发知识-设备栈

windows驱动开发知识-内存概述

windows驱动开发知识-I/O请求

windows驱动开发知识-内核线程

windows驱动开发知识-硬件中断

windows驱动开发知识-软件中断

windows驱动开发知识-寄存器

windows驱动开发知识-DMA

============================================================

windows驱动开发基础知识

windows 驱动开发经历了许多版本，在2000和xp的时候，使用的是DDK开发包；在win 7时候使用的是WinDDK开发包；在win 8之后，微软在Visual Studio2012中正式集成了winddk，但是最终直到Visual Studio 2015开始，才比较完整在IDE中集成了驱动开发工具。

windows内核一般也叫NT内核，从5.0开始，才真正脱离了之前MSDOS的架构，这是有史以来兼容性最好的系统内核设计体系，很多基于NT 5.0设计的驱动程序，仍然可以直接在NT 10.0上运行。

WDM驱动模型贯穿整个NT 5.0~NT10各个版本的驱动设计中，后面新出现的WDF框架是在WDM驱动模型之上进行的封装，大大提高了开发效率和降低了开发难度。以win 11来讲，WDM和WDF框架均可以开发这个平台下的驱动程序，不过，一般建议使用WDF框架，毕竟对于一些常见的驱动程序来说WDF框架非常友好。

和认知不一样的是，WDM和WDM都是面向对象的开发模型，这和内核有关，虽然windows内核几乎都是使用C语言开发的，但内核的设计思想是面向对象的，驱动被认为是内核链接的动态链接库。

驱动程序的后缀名一般是sys或者dll，它们都是PE结构，这一点和应用程序并无区别，在驱动编程中会更加关注本质而非形式-无论QT还是MFC、C或者VB、com组件还是exe，最终都会以汇编二进制的形式去看待，故对于驱动开发来说，了解汇编是必须的。

驱动程序一般是"驱动“硬件为目的，它们架构于ACPI之上，是最靠近系统底层的程序之一，内核本身设计为HAL、微内核、执行体三层，HAL仅仅提供硬件抽象的能力，主要的硬件功能几乎都是由驱动程序以DLL的方式，被内核加载到地址空间中，为执行体层提供I/O服务，这些服务最终以IRP在内核和应用层之间传递，故在应用层，控制硬件是一件看起来很简单的事情，但是实际上是一件很复杂的事情。

例如USB设备插入电脑:

1. 当接口电路接通时，ACPI会收到一个接通信号，这个信号传递到PCI总线，PCI总线又将其传递到USBHub，USBHub检测到这个电源信号，会创建一个物理设备对象，同时ACPI会主动向USB设备供电，保证后续的通讯正常；

2. 这个物理设备对象创建后，USB总线会从默认的USB端点读取描述符，根据描述符的信息，USB总线会根据这些信息生成一个硬件ID，然后USB总线会根据硬件ID来判断系统是否有PID和VID相匹配的驱动程序记录，在HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Enum中查看；

3. 如果有，那么将对应的驱动程序加载到内核中，然后USB总线通过PNP管理器调用对应驱动的AddDevice事件；在AddDevice最重要的一步是创建设备栈并初始化I/O派发例程；

4. 当AddDevice例程调用是，[NP管理器也会通知应用层的窗口管理器，应用层编程中，可以注册接收WM_DEVICECHANGE消息，如果注册了这个消息，那么窗口管理器在收到设备插入的事件时，就会通知对应的窗口；

5. windows会话管理器本身也会受到这个事件通知，然后这个通知就在系统托盘处显示"USB插入信息"，这个过程中我们甚至可以看到系统是如何匹配这些设备的驱动过程；

但是在应用层，我们只需要注册WM_DEVICECHANGE即可收到通知，并会在设备安装完驱动之后才会收到通知。