- •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
2.4 Разработка программного обеспечения
Хотелось бы сделать небольшое замечание к данному разделу. Дело в том, что код драйвера довольно, особенно это касается процедур обработки запросов управления питанием и Plug and Play, из которых вызываются немалое количество других вспомогательных процедур-обработчиков. В связи с этим, в данном разделе будет приведен лишь наиболее важные и информативные части кода, которые позволяют понять принцип работы того или иного обработчика.
2.4.1 Процедура DriverEntry
В первом аргументе DriverEntry передается указатель на объект драйвера, представляющий функциональный драйвер и прошедший минимальную инициализацию. Функция драйвера WDM DriverEntry должна завершить инициализацию объекта и вернуть управление. Во втором аргументе DriverEntry передается имя раздела службы в реестре.
UNICODE_STRING servkey; // Глобальная переменная для хранения
// имени раздела в реестре
extern "C" NTSTATUS DriverEntry(
IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,
IN PUNICODE_STRING RegistryPath
)
{
NTSTATUS Status = STATUS_SUCCESS;
PDEVICE_OBJECT deviceObject = NULL;
servkey.Buffer = (PWSTR) ExAllocatePool(PagedPool,
RegistryPath->Length + sizeof(WCHAR));
if (!servkey.Buffer)
{
KdPrint((" - Unable to allocate %d bytes for copy of service key name\n", RegistryPath->Length + sizeof(WCHAR)));
return STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
}
servkey.MaximumLength = RegistryPath->Length + sizeof(WCHAR);
RtlCopyUnicodeString(&servkey, RegistryPath);
servkey.Buffer[RegistryPath->Length / 2] = 0;
Главной задачей функции DriverEntry в WDM является заполнение всевозможных указателей на функции в объекте драйвера. Эти указатели сообщают операционной системе, где находятся функции, которые должны быть включены в драйвер - «контейнер».
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = USBCreate;
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = USBClose;
DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = DispatchIOCTL;
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_SYSTEM_CONTROL] = ProcessSysControlIrp; // Обработчик для WMI
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_PNP] = DispatchPnP;
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_POWER] = DispatchPower;
DriverObject->DriverExtension->AddDevice = AddDevice;
DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
return Status;
}
2.4.2 Процедура DriverUnload
Функция драйвера WDM DriverUnload «убирает мусор» после глобальной инициализации, которая была выполнена функцией DriverEntry. На практике она почти ничего не делает. В нашем случае в DriverEntry была скопирована строка RegistryPath, поэтому DriverUnload освобождет память, занимаемую копией:
#pragma PAGEDCODE // Выгружаемый участок памяти
VOID DriverUnload(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
KdPrint((" - Entering DriverUnload: DriverObject %8.8lX\n", DriverObject));
RtlFreeUnicodeString(&servkey); // Удаляем UNICODE-строку
}
Даже если бы в нашем драйвере деинициализация не нужна была, присутствие функции DriverUnload все равно необходимо для динамической выгрузки драйвера.