- •Введение 5
- •1 Исследовательский раздел
- •1.1 Анализ существующих аналогичных систем
- •1.1.1 Обзор архитектуры устройств usb
- •1.2 Обоснование выбора программно-аппаратных средств
- •1.3 Постановка задачи
- •1.4 Развернутое техническое задание
- •1.4.1 Общие сведения
- •2.1.1 Основные дескрипторы usb драйвера
- •2.1.1.1 Дескриптор устройства
- •2.1.1.2 Дескриптор расширения устройства
- •2.1.1.3 Дескриптор конфигурации
- •2.1.1.4 Дескриптор интерфейса
- •2.1.1.5 Дескриптор конечной точки
- •2.2 Разработка функциональной схемы драйвера
- •2.2.1 Драйвер в иерархии wdm
- •2.2.2 Уровни обмена данными usb устройств
- •2.2.3 Архитектура системного драйвера usb
- •2.2.4 Основные рабочие процедуры драйвера
- •2.2.5 Управление перемещаемостью кода в драйвере
- •2.3 Разработка алгоритмического обеспечения
- •2.3.1 Инициализация драйвера
- •2.3.3 Обработка расширенных запросов ioctl
- •2.3.4 Поддержка запросов Plug and Play
- •2.3.5 Управление питанием
- •2.3.5.1 Обработка запросов irp_mj_power
- •2.3.6 Процедура деинициализации драйвера
- •2.4 Разработка программного обеспечения
- •2.4.1 Процедура DriverEntry
- •2.4.2 Процедура DriverUnload
- •2.4.3 Процедура AddDevice
- •2.4.4 Процедура передачи запроса usbd
- •2.4.5 Обработчики usbCreate и usbClose
- •2.4.6 Обработчик ConfigureDevice
- •2.4.7 Обработчики запросов на чтение и запись
- •3 Технологический раздел
- •3.1 Технология разработки драйверов для операционных систем семейства Windows
- •3.1.1 Архитектура Windows Driver Model
- •3.1.2 Выбор типа разрабатываемого драйвера
- •3.1.3 Разработка usb драйвера
- •3.2 Технология отладки драйверов в операционных системах семейства Windows
- •3.2.1 Основные отладочные тесты
- •3.2.2 Основные «проблемы», возникающие при отладке драйвера
- •3.2.2.1 Аппаратные проблемы
- •3.2.2.2 Программные проблемы
- •3.2.3 Основные отладчики и утилиты для проверки драйвера
- •3.2.3.1 Отладчик WinDbg
- •3.2.3.2 Driver Verifier
- •3.2.4 Общие приемы отладки драйвера
- •3.2.4.1 Установка фиксированных точек прерывания
- •3.2.4.2 Промежуточный вывод на экран
- •3.2.4.3 Сохранение отладочного кода в исходном тексте драйвера
- •3.2.4.4 Перехват некорректных условий
- •3.2.4.5 Обнаружение утечек памяти
- •3.2.5 Замечания по отладке драйверов
- •4 Безопасность жизнедеятельности
- •4.1 Анализ эргономических параметров рабочего места пользователя пэвм
- •4.1.1 Общие эргономические аспекты рабочего места
- •4.2 Организация рабочего места пользователя с учётом эргономических требований
- •4.2.1 Организация рабочего стола
- •4.2.2 Рабочее кресло
- •4.2.3 Работа с клавиатурой и мышью
- •4.2.4 Расположение и эргономические характеристики монитора
- •4.2.5 Внутренний объем
- •4.2.6 Рабочая поза пользователя пэвм
- •4.3 Экологическая оценка и переработка узлов компьютерной техники содержащих платину
- •4.3.1 Извлечение платины из отработанных катализаторов
- •4.3.2 Извлечение платины из радиооборудования и сплавов для электрических контактов
- •5 Экономический раздел
- •5.1 Планирование разработки драйвера с построением графика выполнения работ
- •5.1.1 Определение этапов и работ по созданию программного продукта
- •5.1.2 Расчет трудоемкости и продолжительности работ
- •5.1.3 Построение графика выполнения работ
- •5.2 Расчет затрат на разработку
- •5.3 Оценка экономической эффективности проекта
- •1 К исследовательскому разделу
- •2 К специальному разделу
- •3 К технологическому разделу
- •4 К разделу «Безопасность Жизнедеятельности»
- •5 К экономическому разделу
- •Приложение а Установка драйвера с помощью inf-файла
- •Приложение б Графические материалы
2.3.5 Управление питанием
Функциональный драйвер получает от Power Manager системные IRP, относящиеся к изменениям общего состояния энергопотребления в системе. Выполняя функции владельца политики для устройства, он преобразует эти инструкции в контекст устройства и выдает новые IRP (IRP устройства). Реагируя на IRP устройства, функциональный драйвер, прежде всего, обращает внимание на детали, относящиеся к устройству. Устройства могут хранить контекстную информацию, которая не должна теряться в периоды пониженного энергопотребления [2.2].
В WDM для описания состояний энергопотребления используются четыре возможных состояния устройств (рисунок 2.6).
Рисунок 2.6 – Состояния энергопотребления устройств
В состоянии DO устройство полностью функционально. В состоянии D3 устройство не потребляет энергии (или ограничивается минимальным потреблением, а, следовательно, не функционирует (или функционирует на очень низком уровне). Промежуточные состояния D1 и D2 обозначают два разных «дремлющих» состояния устройства. По мере перехода от состояния DO к D3 устройство потребляет все меньше и меньше энергии. Кроме того, оно хранит все меньше и меньше контекстной информации о своем текущем состоянии. Соответственно, продолжительность задержки, необходимой для возврата устройства к состоянию DO, возрастает.
Важным моментом является то, что операционная система не управляет состояниями энергопотребления устройств напрямую — этот вопрос находится в компетенции драйверов устройств. Вместо этого система управляет питанием при помощи системных состояний энергопотребления, аналогичных состояниям устройств ACPI (рис. 2.7) [2.2].
Рабочее состояние (Working) — полнофункциональное состояние компьютера с полным питанием. Программы могут выполняться только во время пребывания системы в состоянии Working.
Рисунок 2.7 – Состояния энергопотребления системы
Остальные системные состояния соответствуют конфигурациям с пониженным энергопотреблением, в которых программы не выполняются. Состояние Shutdown соответствует отключенному питанию.
Фактически, обработка системных IRP управления питанием сводится к их передаче и запросу IRP устройства, когда системный IRP перемещается вниз или вверх по стеку.
2.3.5.1 Обработка запросов irp_mj_power
Power Manager обменивается информацией с драйверами при помощи запросов IRP_MJ_POWER. В настоящее время определены четыре дополнительных кода функций (табл. 2.12) [2.3].
Таблица 2.12 - Дополнительные коды функций запроса IRP_MJ_POWER
Дополнительный код функции |
Описание |
IRP_MN_QUERY_POWER |
Проверяет, возможно ли безопасное выполнение предстоящего изменения состояния энергопотребления |
IRP_MN_SET_POWER |
Приказывает драйверу изменить состояние энергопотребления |
IRP_MN_WAIT_WAKE |
Приказывает драйверу шины активизировать функцию пробуждения; передает функциональному драйверу информацию о сигналах на пробуждение |
IRP_MN_POWER_SEQUENCE |
Обеспечивает оптимизацию для сохранения и восстановления контекста |