《设备驱动程序开发技术》大作业
设备驱动程序开发与应用试卷
设备驱动程序开发与应用试卷（答案见尾页）一、选择题1. 设备驱动程序的主要功能是什么？A. 提供设备访问接口B. 管理硬件资源C. 实现操作系统与硬件设备之间的通信D. 控制设备硬件2. 在嵌入式系统中，设备驱动程序通常是以哪种形式存在的？A. 操作系统内核的一部分B. 系统调用的一部分C. 驱动程序库文件D. 可执行文件3. 下面哪个选项不是设备驱动程序开发过程中需要考虑的因素？A. 兼容性B. 性能优化C. 易用性D. 安全性4. 在设备驱动程序中，错误处理通常是如何进行的？A. 使用try-catch块B. 通过状态码判断C. 异常处理D. 错误代码返回5. 以下哪项不是设备驱动程序加载到内存后的初始化过程的一部分？A. 声明设备号B. 注册设备C. 设置I/O地址D. 初始化硬件6. 在设备驱动程序中，中断服务例程的主要作用是什么？A. 处理硬件异常B. 释放已分配的资源C. 接收来自上层设备的请求D. 控制硬件设备的工作模式7. 在Windows操作系统中，设备驱动程序通常以哪种形式提供？A. DLL（动态链接库）B. EXE（可执行文件）C. OCX（控件对象）D. SYS（系统文件）8. 在Linux操作系统中，设备驱动程序通常保存在哪个目录下？A. /libB. /usr/libC. /usr/local/libD. /opt/lib9. 在设备驱动程序开发中，为了确保兼容性，开发者通常会采取哪些措施？A. 使用标准的APIB. 尽量使用高级语言编写驱动程序C. 避免使用特定的硬件特性D. 所有选项10. 在设备驱动程序的测试过程中，哪种测试方法最适合用于功能验证？A. 单元测试B. 集成测试C. 系统测试D. 性能测试11. 在Windows操作系统中，设备驱动程序通常以什么形式存在？A. DLL文件B. EXE文件C. OCX文件D. SYS文件12. 下面哪个不是设备驱动程序开发需要考虑的问题？A. 兼容性B. 性能优化C. 可维护性D. 硬件逻辑13. 在设备驱动程序中，以下哪项不是必须的功能？A. 加载B. 卸载C. 初始化D. 重定向14. 在设备驱动程序的开发过程中，以下哪个阶段是用来验证驱动程序正确性的？A. 编码阶段B. 测试阶段C. 交叉编译D. 编译阶段15. 在设备驱动程序中，错误处理通常通过哪种机制实现？A. 异常处理B. 中断处理C. 定时器处理D. 事件处理16. 在编写设备驱动程序时，通常会使用哪种编程语言？A. CB. C++C. JavaD. Python17. 在设备驱动程序中，以下哪个是用于描述设备特性的参数？A. I/O端口地址B. 中断号C. I/O地址D. 打印屏幕18. 在设备驱动程序的开发中，以下哪个是用于测试驱动程序正确性的工具？A.调试器B.模拟器C. 反汇编器D. 驱动程序分析工具19. 在设备驱动程序中，哪种类型的代码负责处理来自操作系统的请求？A. 驱动程序核心代码B. 中断服务例程C. 驱动程序初始化代码D. 设备状态监控代码20. 对于Windows操作系统，设备驱动程序通常以什么形式提供？A. DLL文件B. EXE文件C. OCX文件D.SYS文件21. 在设备驱动程序开发中，为什么需要考虑到设备的物理特性？A. 确保设备兼容性B. 提高驱动程序稳定性C. 优化性能D. 减少资源占用22. 下面哪个函数通常用于在设备驱动程序中注册新的设备？A. OpenDevice()B. CloseDevice()C. AttachDevice()D. RegisterDevice()23. 在设备驱动程序中，中断服务例程的主要任务是什么？A. 处理来自操作系统的请求B. 监控设备状态C. 管理硬件资源D. 执行设备驱动程序的核心逻辑24. 在编写设备驱动程序时，为什么需要关注设备的数据传输速率？A. 确保数据完整性和准确性B. 提高驱动程序性能C. 优化内存使用D. 降低设备功耗25. 在Windows操作系统中，设备驱动程序的加载过程通常涉及哪些步骤？A. 加载驱动程序文件 -> 验证文件完整性 -> 初始化设备 -> 注册设备B. 初始化设备 -> 加载驱动程序文件 -> 验证文件完整性 -> 注册设备C. 验证文件完整性 -> 加载驱动程序文件 -> 初始化设备 -> 注册设备D. 加载驱动程序文件 -> 初始化设备 -> 验证文件完整性 -> 注册设备26. 在设备驱动程序中，如何处理设备故障？A. 使用错误码和异常处理机制B. 调用设备供应商提供的故障恢复程序C. 启动系统备用方案D. 重启设备27. 在设备驱动程序开发中，为什么需要考虑设备的安全性？A. 防止未授权访问B. 提高驱动程序稳定性C. 优化性能D. 降低设备功耗28. 在Windows操作系统中，设备驱动程序通常是以什么形式提供的？A. 文档B. 源代码C. 可执行文件D. 压缩包29. 下面关于设备驱动程序的描述，哪项是错误的？A. 设备驱动程序是操作系统的一部分B. 设备驱动程序需要与硬件紧密集成C. 设备驱动程序可以为多个设备提供服务D. 设备驱动程序可以通过网络进行更新30. 在设备驱动程序的开发过程中，下面哪个步骤不是必需的？A. 编写设备驱动程序的源代码B. 配置设备的硬件参数C. 测试驱动程序的兼容性D. 优化驱动程序的性能31. 在设备驱动程序中，通常会包含哪些类型的数据结构？A. 节点表B. 驱动程序状态字C. I/O请求包（IRP）D. 中断描述符表32. 在设备驱动程序的注册过程中，操作系统会执行哪些操作？A. 分配内存B. 初始化设备硬件C. 创建设备对象D. 注册设备驱动程序33. 在设备驱动程序的卸载过程中，操作系统会执行哪些操作？A. 释放设备硬件资源B. 断开设备连接C. 销毁设备对象D. 删除驱动程序模块34. 设备驱动程序与应用程序之间的交互通常是通过什么方式实现的？A. 竞争条件B. 中断服务例程C. 信号量D. 队列35. 在设备驱动程序的开发中，为什么需要考虑多线程安全？A. 避免数据竞争B. 提高系统性能C. 降低开发难度D. 增加驱动程序的复杂性36. 在嵌入式系统中，设备驱动程序通常位于什么层次？A. 应用层B. 系统层C. 物理层D. 数据链路层37. 驱动程序开发过程中，编译器需要识别哪些特定的关键字来确保代码的正确性？A. includeB. importC. staticD. void38. 下面哪个选项不是设备驱动程序加载到内存后的初始化过程的一部分？A. 设备号分配B. 设备特性读取C. 驱动程序同步D. 中断向量表设置39. 在Windows操作系统中，设备驱动程序通常以何种形式提供？A. DLL（动态链接库）B. SO（共享对象）C. DLL（动态链接库）或 SO（共享对象）D. EXE（可执行文件）40. 在Linux操作系统中，设备驱动程序的模块化设计主要通过哪种机制实现？A. 硬件抽象层（HAL）B. 虚拟文件系统（VFS）C. 内核模块（KModule）D. 设备树编译器（DTB）41. 以下哪个设备驱动程序开发工具不是用于编写和测试驱动程序的？A. 驱动程序模拟器B. 交叉编译器C. 设备树生成工具D. 性能分析工具42. 在设备驱动程序的调试过程中，哪种方法最适合排查硬件相关的问题？A. 使用打印语句B. 使用断点C. 使用逻辑分析仪D. 使用网络诊断工具43. 在设备驱动程序的更新和维护中，最重要的步骤是什么？A. 版本控制B. 安全更新C. 兼容性测试D. 回滚计划二、问答题1. 什么是设备驱动程序？它在操作系统中的作用是什么？2. 设备驱动程序通常是如何加载到内存中的？3. 设备驱动程序中的主要组成部分有哪些？4. 什么是I/O请求包（IRP）？它在设备驱动程序中如何使用？5. 设备驱动程序如何处理中断？6. 什么是同步和异步操作？它们在设备驱动程序中的应用有何不同？7. 设备驱动程序如何管理内存资源？8. 设备驱动程序如何进行错误处理和调试？参考答案选择题：1. C2. C3. D4. C5. D6. A7. A8. A9. A 10. A11. A 12. D 13. D 14. B 15. A 16. A 17. B 18. A 19. B 20. A21. A 22. D 23. B 24. A 25. A 26. A 27. A 28. C 29. A 30. D31. ABC 32. ACD 33. ABCD 34. B 35. A 36. B 37. A 38. C 39. C 40. C41. D 42. C 43. D问答题：1. 什么是设备驱动程序？它在操作系统中的作用是什么？设备驱动程序是一种特殊的软件，它允许操作系统与硬件设备进行通信。
移动设备软件应用与开发大作业报告
移动设备软件应用与开发大作业报告姓名：学号：班级：院系：日期：任课教师：一、程序的运行环境、安装步骤1、运行环境游戏运行环境：Android1.5以上版本2、程序的组成部份：2.1、JDK安装1.我的电脑->属性->高级->环境变量->系统变量中添加以下环境变量：2.JAVA_HOME值为：D:\Program Files\Java\jdk1.6.0_18〔你安装JDK的目录〕3.CLASSPATH值为：.;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\bin;4.Path: 在开场追加%JAVA_HOME%\bin;5.NOTE：前面四步设置环境变量对搭建Android开发环境不是必须的，可以跳过。
安装完成之后，可以在检查JDK是否安装成功。
翻开cmd窗口，输入java –version 查看JDK的版本信息。
出现类似下面的画面表示安装成功了：2.2、Eclipse安装2.3、Android SDK安装在Android Developers下载android-sdk_r05-windows.zip，下载完成后解压到任意路径。
运行SDK Setup.exe，点击Available Packages。
如果没有出现可安装的包，请点击Settings，选中Misc中的"Force s://..."这项，再点击Available Packages 。
选择希望安装的SDK及其文档或者其它包，点击Installation Selected、Accept All、Install Accepted，开场下载安装所选包在用户变量中新建PATH值为：Android SDK中的tools绝对路径〔本机为D:\AndroidDevelop\android-sdk-windows\tools〕。
image图2、设置Android SDK的环境变量“确定〞后，重新启动计算机。
实验七-设备驱动程序
图11
2.按F5启动调试，如图12。
图12
3.在内核初始化过程中，初始化8250控制器时会触发一个8250中断，并命中SrlIsr中设置的断点，按F5让EOS继续执行忽略此次中断。
4.激活虚拟机窗口，在EOS控制台中输入命令“”菜单中选择“Terminal”工具，并按3.2节中的方法打开串口COM7并进入工具的输入输出窗口，如图14。
图5
由于虚拟机上的COM2和主机上的COM7已经建立了连接，所以在向虚拟机的COM2发送数据之前，要先启动主机上的“Terminal”工具，准备从COM7接收数据：
1.在OS Lab的“工具”菜单中选择“Terminal”，启动“Terminal”工具。
2.在“连接到”对话框中选择COM7，点击“确定”按钮，如图7。
图19
图20
4、实验结果与分析
1．实验中遇到的问题：
在练习使用EOS应用程序向串口发送数据时错误的以为是在Terminal窗口中键入“hello”，导致与实验内容不否的结果
2．解决方案：
重启Terminal工具，再次实验。最终在serial中输入“hello”后按回车，Terminal会接收到并显示“hello”如图21-22。
上海应用技术学院
程序设计语言实验报告
实验名称
设备驱动程序
实验序号
实验七
实验日期
姓名
学号
指导教师
专业
计算机科学与技术
班级
成绩
1、实验目的及要求
调试EOS串口驱动程序向串口发送数据的功能，了解设备驱动程序工作原理。
为EOS串口驱动程序添加从串口接收数据的功能，进一步加深对设备驱动程序工作原理的理解。
2、实验环境
、编程题(25分)描述设备驱动程序的处理过程。
、编程题(25分)描述设备驱动程序的处理过程。
设备驱动程序是用于将硬件设备与操作系统通信的软件程序。
其处理过程大体可以分为以下几个步骤：
1. 设备初始化：该过程主要完成设备内部状态初始化、数据结构初始化以及寄存器的初始化等操作,以确保设备能够正常工作。
2. 设备注册：设备驱动程序需要将自己注册到操作系统中,以便操作系统能够识别设备。
该过程一般需要提供设备的信息,如设备厂商、设备类型、设备id等。
操作系统还需分配设备资源和分配设备唯一的设备节点,并将设备挂载到设备树上。
3. 设备打开：当应用程序需要使用设备时,需要先打开该设备。
在设备打开的过程中,设备驱动程序需要对应用程序的访问请求作出响应并返回打开状态。
4. 设备读写：应用程序可以通过设备节点向设备发送读写请求,设备驱动程序则负责对读写请求进行处理,将数据读入或写出。
在读写过程中,设备驱动程序还需要管理设备缓冲区、处理数据校验等操作。
5. 设备中断处理：当设备发生中断时,设备驱动程序需要对中断进行相应的处理。
处理中断的过程包括读取中断状态、保存当前进程上下文、处理中断服务程序、清除中断等操作。
6. 设备关闭：当应用程序不再需要使用设备时,需要关闭该设备。
设备驱动程序需要对应用程序的关闭请求作出响应并返回关闭状态。
在关闭设备的过程中,设备驱动程序还需要释放设备资源,清空设备缓冲区等操作。
以上就是设备驱动程序的大致处理过程。
其中不同类型的设备可能具有不同的细节和特点,驱动程序的具体实现也会有所不同。
Windows下设备驱动程序的开发方法
目录一、驱动开发环境的搭建 (1)1.1 关于DDK (1)1.2 关于驱动程序的编译 (1)1.3关于驱动程序的运行 (2)二、驱动程序的结构 (3)2.1 驱动程序的头文件 (3)2.2 驱动程序的入口点 (3)2.3 创建设备例程 (4)2.4 卸载驱动例程 (5)2.5 派遣例程 (6)三、编写驱动程序的基础知识 (6)3.1 内核模式下的字符串操作 (6)3.2 内核模式下各种开头函数的区别 (8)3.3 一个示例程序 (10)3.4 补充说明 (10)四、在驱动中使用链表 (10)4.1 内存的分配与释放 (10)4.2 使用LIST_ENTRY (12)4.3 使用自旋锁 (12)五、在驱动中读写文件 (15)5.1 使用OBJECT_ATTRIBUTES (15)5.2 创建、打开文件 (16)5.3 读写文件操作 (16)5.4 文件的其它相关操作 (18)六、在驱动中操作注册表 (18)6.1 创建、打开注册表 (19)6.2 读写注册表 (20)6.3 枚举注册表 (21)七、在驱动中获取系统时间 (21)7.1 获取启动毫秒数 (21)7.2 获取系统时间 (22)八、在驱动中创建内核线程 (23)8.1 创建内核线程 (23)8.2 关于线程同步 (24)九、初探IRP (25)9.1 IRP的概念 (25)9.2 IRP的处理 (26)9.3 IRP派遣例程示例 (27)十、驱动程序与应用层的通信 (29)10.1 使用WriteFile通信 (29)10.2 使用DeviceIoControl进行通信 (32)十二、驱动程序开发实例 (33)12.1 NT驱动程序 (33)12.2 WDM驱动程序 (35)十三、参考资料 (41)一、驱动开发环境的搭建1.1 关于DDK开发驱动程序必备的一个东西就是DDK（Device Development Kit，设备驱动开发包），它跟我们在ring3常听到的SDK差不多，只不过它们分别支持开发不同的程序而已。
嵌入式设备驱动程序开发试卷
嵌入式设备驱动程序开发试卷（答案见尾页）一、选择题1. 嵌入式设备驱动程序的主要作用是什么？A. 提供设备访问接口B. 管理设备硬件资源C. 实现设备与操作系统的通信D. 优化设备性能2. 在嵌入式设备驱动程序开发中，以下哪项不是必需的？A. 驱动程序源代码B. 设备硬件描述文件C. 操作系统内核源代码D. 驱动程序调试工具3. 在嵌入式系统上开发驱动程序时，通常会遇到哪些挑战？A. 资源有限B. 性能要求高C. 兼容性问题D. 扩展性需求4. 下面哪个是嵌入式设备驱动程序开发的一般步骤？A. 编写驱动程序框架B. 分析设备硬件特性C. 编译驱动程序D. 调试和优化5. 在选择嵌入式设备驱动程序开发语言时，需要考虑哪些因素？A. 项目需求B. 开发环境C. 可移植性D. 性能6. 在嵌入式设备驱动程序中，如何处理中断服务例程？A. 使用中断描述符表（IDT）B. 使用操作系统提供的中断管理机制C. 自行编写中断服务例程D. 依赖硬件自动中断控制7. 在嵌入式设备驱动程序中，如何确保数据传输的可靠性和效率？A. 使用轮询技术B. 使用中断驱动I/OC. 使用DMA（直接内存访问）D. 使用消息队列8. 哪种设备文件通常用于在操作系统中表示嵌入式设备？A. /dev/consoleB. /dev/ttyS0C. /dev/memD. /dev/pts9. 在嵌入式设备驱动程序开发中，如何进行代码测试和验证？A. 使用虚拟机进行仿真测试B. 使用硬件在环（HIL）测试C. 使用单元测试框架D. 使用实际设备进行测试10. 嵌入式设备驱动程序的主要功能是什么？A. 提供设备的基本操作接口B. 管理设备硬件资源C. 实现设备与操作系统的通信D. 以上都是11. 在嵌入式系统开发中，驱动程序通常位于哪个层次？B. 系统层C. 硬件抽象层（HAL）D. 操作系统内核12. 驱动程序开发过程中，如何确定硬件设备的功能？A. 查阅相关硬件文档B. 编写驱动程序代码测试硬件C. 使用硬件描述语言（HDL）D. 以上都是13. 对于嵌入式设备驱动程序，以下哪个选项是正确的描述？A. 驱动程序可以直接访问硬件设备的寄存器B. 驱动程序需要与操作系统紧密集成C. 驱动程序主要关注设备的启动和停止D. 驱动程序编写只需考虑当前设备需求14. 在嵌入式设备驱动程序中，如何处理设备故障？A. 使用错误码和异常处理机制B. 通过设备复位来恢复C. 修改设备配置参数D. 重启设备15. 驱动程序开发中，如何优化代码以提高性能？A. 减少循环次数B. 使用更快的处理器C. 优化数据结构和算法D. 以上都是16. 在编写嵌入式设备驱动程序时，通常会使用哪种编程语言？A. C语言B. C++C.汇编语言17. 嵌入式设备驱动程序与操作系统的接口通常是通过哪种方式实现的？A. 系统调用B. 中断C. APID. 以上都是18. 在嵌入式系统开发中，驱动程序的测试通常采用什么方法？A. 单元测试B. 集成测试C. 系统测试D. 性能测试19. 下列哪项不是嵌入式设备驱动程序开发所需的关键技能？A. 深入理解操作系统原理B. 熟练掌握硬件接口知识C. 良好的编程能力和调试技巧D. 丰富的产品管理经验20. 在嵌入式设备驱动程序开发中，以下哪项不是必要的步骤？A. 编写硬件描述语言代码B. 创建设备文件系统C. 配置设备驱动程序参数D. 进行性能优化21. 以下哪个选项是编写嵌入式设备驱动程序时需要考虑的关键因素？A. 硬件兼容性B. 用户界面设计C. 数据库管理D. 软件架构设计22. 在嵌入式系统上运行驱动程序时，为了确保稳定性，通常会进行哪种测试？B. 性能测试C. 兼容性测试D. 安全测试23. 下面关于设备驱动程序的描述，哪项是错误的？A. 设备驱动程序是操作系统和硬件设备之间的桥梁B. 设备驱动程序与硬件紧密相关C. 设备驱动程序是操作系统的一部分D. 驱动程序可以独立于操作系统存在24. 在嵌入式设备驱动程序开发过程中，以下哪个工具通常用于代码的调试和测试？A. 版本控制系统B. 集成开发环境（IDE）C. 性能分析工具D. 调试器25. 在嵌入式设备驱动程序中，中断服务例程的主要作用是什么？A. 处理硬件异常B. 传输数据到其他设备C. 初始化硬件设备D. 管理硬件资源26. 以下哪个选项不是嵌入式设备驱动程序开发中常见的编程语言？A. C语言B.汇编语言C. PythonD. Java27. 在配置嵌入式设备驱动程序时，需要考虑哪些因素？A. 硬件平台特性B. 操作系统需求C. 应用场景需求D. 所有选项都是28. 在嵌入式系统驱动程序开发中，以下哪项不是必需的？A. 驱动程序源代码B. 设备硬件描述文件C. 操作系统内核源代码D. 驱动程序文档29. 下面哪个是嵌入式设备驱动程序开发的常用编程语言？A. CB. C++C. JavaD. Python30. 在编写嵌入式设备驱动程序时，通常需要考虑哪些因素？A. 性能B. 可移植性C. 易用性D. 上述所有因素31. 嵌入式设备驱动程序通常位于哪个层次？A. 应用层B. 系统层C. 硬件层D. 操作系统层32. 在嵌入式设备驱动程序中，错误处理是非常重要的。
字符设备驱动实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着计算机技术的飞速发展，操作系统对硬件设备的支持越来越丰富。
设备驱动程序作为操作系统与硬件之间的桥梁，扮演着至关重要的角色。
本实验旨在通过学习Linux字符设备驱动的开发，加深对设备驱动程序的理解，提高实践能力。
二、实验环境与工具1. 操作系统：Linux Ubuntu 20.042. 编程语言：C3. 开发工具：gcc、make4. 驱动框架：Linux内核三、实验内容本实验主要完成以下内容：1. 字符设备驱动程序的基本框架2. 字符设备的打开、读取、写入和关闭操作3. 字符设备驱动的注册与注销4. 字符设备驱动的用户空间交互四、实验步骤1. 创建设备文件首先，我们需要在`/dev`目录下创建一个名为`mychar`的字符设备文件。
可以使用以下命令：```bashmknod /dev/mychar c 123 0```其中，`123`是主设备号，`0`是次设备号。
2. 编写字符设备驱动程序创建一个名为`mychar.c`的文件，并编写以下代码：```cinclude <linux/module.h>include <linux/fs.h>include <linux/uaccess.h>static int major = 123; // 设备号static int device_open(struct inode inode, struct file filp);static int device_release(struct inode inode, struct file filp);static ssize_t device_read(struct file filp, char __user buf, size_t count, loff_t pos);static ssize_t device_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t pos);static struct file_operations fops = {.open = device_open,.release = device_release,.read = device_read,.write = device_write,};static int __init mychar_init(void) {major = register_chrdev(0, "mychar", &fops);if (major < 0) {printk(KERN_ALERT "mychar: can't get major number\n");return major;}printk(KERN_INFO "mychar: registered correctly with major number %d\n", major);return 0;}static void __exit mychar_exit(void) {unregister_chrdev(major, "mychar");printk(KERN_INFO "mychar: Goodbye from the LKM!\n");}static int device_open(struct inode inode, struct file filp) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been opened\n");return 0;}static int device_release(struct inode inode, struct file filp) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been closed\n");return 0;}static ssize_t device_read(struct file filp, char __user buf, size_t count, loff_t pos) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been read\n");return count;}static ssize_t device_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t pos) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been written\n"); return count;}module_init(mychar_init);module_exit(mychar_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver");```保存文件，并使用以下命令编译：```bashmake```3. 加载字符设备驱动程序将编译生成的`mychar.ko`文件加载到内核中：```bashinsmod mychar.ko```4. 测试字符设备驱动程序使用以下命令查看`/dev/mychar`设备文件：```bashls -l /dev/mychar```使用`cat`命令测试读取和写入操作：```bashcat /dev/mycharecho "Hello, world!" > /dev/mychar```观察系统日志，确认驱动程序的打开、读取、写入和关闭操作。
驱动程序设计课程大作业
驱动程序设计课程大作业任选下面的一个题目。
如果是程序设计题目，要求在源码中必须包含足够的注释，并提交一个不少于5页的文档，其内容包括：（1）程序的主要设计思路、实现方式；（2）程序的模块划分，及对每个模块的说明（3）所遇到的问题及解决的方法；（4）程序运行结果及使用说明；（5）收获及意见。
1、编写一个实现RAM磁盘功能的NT式驱动或WDM驱动程序及其应用层测试程序。
该驱动程序的主要功能如下：（1）能够在物理内存中创建数据文件，每个文件都有自己的文件名。
（2）能够对指定的文件进行读、写。
（3）能够确定当前文件大小。
（4）能够清空文件。
（5）支持当前文件指针的概念，支持文件指针的前后移动。
（6）能够同时支持多个用户程序。
2、编写一个实现Windows XP下通用I/O端口读写功能的驱动程序及其应用层测试程序，该驱动程序的主要功能如下：（1）能够向指定的I/O端口写入一个或多个字节。
（2）能够从指定的I/O端口读出一个或多个字节。
（3）能够同时支持多个用户程序。
3、自选题目，要求与驱动程序相关，并且要有一定的难度，例如USB驱动、PCI驱动、键盘过滤驱动、磁盘过滤驱动、虚拟串口驱动、人工交互式设备驱动、内核级木马技术等。
该题目首先要经过任课教师的确认。
4、翻译《Developing Drivers with the Windows Driver Foundation》一书的第二部分，即Part 2: Exploring the Frameworks，包括4、5、6三章，或者是第三、四、五部分。
电子版提交方式：电子邮件（xdlilh@）提交，并且收到回执信才算提交成功。
论文提交方式：2009年上学期开学前交到实验楼（新科技楼）1301。
联系电话：88203643请勿抄袭，如有雷同，都将以零分计。
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《设备驱动程序开发技术》大作业WDM驱动程序的开发流程和要点班级：计算机科学与技术1004摘要DWDM(Windows Driver Model)是Microsoft公司推出的一种符合Windows2k/XP下的内核模式驱动程序的分层体系结构的驱动程序模式。
它源于 Windows NT的分层32位设备驱动程序模型，它支持更多的特性，如即插即用（ PnP ，Plug and Play ）、电源管理（ PM ，Power Management ）、Windows管理诊断（ WMI ，Windows Management Instrumentation ）和 NT 事件。
它为Windows操作系统的设备驱动程序提供了统一的框架，在Windows平台上，WDM将成为主流的驱动模式。
WDM是Windows98和Windows2000使用的新的驱动程序设计规范。
使用WDM使得硬件驱动程序更加稳定，让操作系统对硬件更加有效地控制硬件。
除了定义一个驱动程序与操作系统连接的标准接口以外，WDM也指明了驱动程序应该采用的更加模块化的设计。
关键词： WDM、驱动程序、操作系统1 概述WDM(Windows Driver Model)是Microsoft公司推出的一种符合Windows2k/XP下的内核模式驱动程序的分层体系结构的驱动程序模式。
相对于以前的KDM、VXD来说，它的性能更高、系统之间移植更加方便。
随着Microsoft的操作系统的不断升级，WDM已逐步取代了KDM、VXD，成为了Microsoft系统下驱动程序开发的主流。
WDM是通过一个128位的全局唯一标识符(GUID)实现驱动程序的识别。
应用程序与WDM 驱动程序通信时，应用程序将每个用户请求形成I/O请求包(IRP)发送到驱动程序。
驱动程序识别出IRP请求后指挥硬件执行相应操作。
2 WDM驱动模型WDM模型为存在于Windows 98和Windows 2000操作系统中的设备驱动程序提供了一个参考框架。
尽管对于最终用户来说这两个操作系统非常相似，但它们的内部工作却有很大不同。
Windows 2000概述图1是以我的视点所看到的Windows 2000操作系统，该图着重了驱动程序开发者所关心的特征。
软件要么执行在用户模式中，要么执行在内核模式中。
当用户模式程序需要读取设备数据时，它就调用Win32 API函数，如ReadFile。
Win32子系统模块(如KERNEL32.DLL)通过调用平台相关的系统服务接口实现该API，而平台相关的系统服务将调用内核模式支持例程。
在ReadFile调用中，调用首先到达系统DLL(NTDLL.DLL)中的一个入口点，NtReadFile 函数。
然后这个用户模式的NtReadFile函数接着调用系统服务接口，最后由系统服务接口调用内核模式中的服务例程，该例程同样名为NtReadFile。
图1 windows2000系统结构我们经常说NtReadFile是I/O管理器的一部分。
“I/O管理器(I/O Manager)”这个术语多少有些误导，系统中并不存在名为“I/O管理器”的单独执行模块。
但当我们讨论围绕在驱动程序周围的操作系统服务“云”时，我们需要使用一个名字来代表，而“I/O管理器”就是我们通常使用的名字。
系统中还有许多与NtReadFile相似的服务例程，它们同样运行在内核模式中，为应用程序请求提供服务，并以某种方式与设备交互。
它们首先检查传递给它们的参数以保护系统安全或防止用户模式程序非法存取数据，然后创建一个称为“I/O请求包(IRP)”的数据结构，并把这个数据结构送到某个驱动程序的入口点。
在刚才的ReadFile调用中，NtReadFile 将创建一个主功能代码为IRP_MJ_READ(DDK头文件中的一个常量)的IRP。
实际的处理细节可能会有不同，但对于NtReadFile例程，可能的结果是，用户模式调用者得到一个返回值，表明该IRP代表的操作还没有完成。
用户模式程序也许会继续其它工作然后等待操作完成，或者立即进入等待状态。
不论哪种方式，设备驱动程序对该IRP的处理都与应用程序无关。
执行IRP的设备驱动程序最后可能会访问硬件。
对于PIO方式的设备，IRP_MJ_READ操作将导致直接读取设备的端口(或者是设备实现的内存寄存器)。
尽管运行在内核模式中的驱动程序可以直接与其硬件会话，但它们通常都使用硬件抽象层(HAL)访问硬件。
读操作最后会调用READ_PORT_UCHAR从某个I/O口读取单字节数据。
HAL例程执行的操作是平台相关的。
在Intelx86计算机上，HAL使用IN指令访问设备端口，在Alpha计算机上，HAL使用内存提取指令访问设备实现的内存寄存器。
驱动程序完成一个I/O操作后，通过调用一个特殊内核模式服务例程来完成该IRP。
完成操作是处理IRP的最后动作，它使等待的应用程序恢复运行。
WINDOWS 98概述图2显示了Windows 98的基本结构。
其操作系统内核称为虚拟机管理器(VMM)，因为它的主要工作就是创建“虚拟”机器，这些虚拟机器共享同一个物理机器。
Windows3.0引入虚拟设备驱动程序(VxD)的原始目的就是为了虚化设备，以帮助VMM实现每个虚拟机器都拥有全部硬件的假象。
VMM架构也被引入Windows 98，并能处理新硬件和32位应用程序。
图2 windows 98系统结构Windows 98不能像Windows 2000那样整洁地处理I/O操作。
在处理磁盘操作、通讯口操作、键盘操作，等等方面与Windows 2000有很大不同。
Windows 98以两种完全不同的方式为32位应用程序和16位应用程序提供服务。
见图3。
图3 windows 98中的I/O请求图3的左侧显示了32位应用程序的I/O请求处理过程。
应用程序调用的Win32API(例如ReadFile)是系统DLL(如KERNEL32.DLL)中的服务例程，但应用程序仅能用ReadFile读磁盘文件、通讯口，和有WDM驱动程序的设备。
对于其它种设备，应用程序必须使用基于DeviceIoControl的特殊方式。
并且Windows 98的系统DLL含有与Windows 2000不同的代码。
ReadFile的用户模式部分(如参数检验，Windows 2000在内核中实现)使用某个专用机制到达内核模式驱动程序。
磁盘文件操作使用一种机制，串行口操作使用另一种机制，而WDM设备也有自己专用的机制进入内核。
所有这些机制都利用软件中断30h来实现用户模式到内核模式的转换，但它们之间又完全不同。
图3的中间显示了16位Windows应用程序的I/O请求处理过程，右侧是MS-DOS应用程序的I/O请求处理过程。
在这两种形式中，用户模式应用程序直接或间接地调用了用户模式的驱动程序，原理上，这些用户模式驱动程序可以直接操作机器硬件而不用其它系统部件支持。
例如，Win16程序通过调用名为COMM.DRV的16位DLL间接地执行串行口I/O。
(到Windows 95为止，COMM.DRV仍是一个单独的驱动程序，它挂在IRQ3和IRQ4上，直接向串行口芯片发出IN和OUT指令) 虚拟通信(指虚拟机器之间的沟通)设备(VCD)驱动程序通过截获I/O端口操作来保证两个虚拟机不同时访问相同的端口。
如果以一种神秘的方式思考这个过程，你可以这样认为，用户模式驱动程序使用了一个基于I/O截获操作的“API”，像VCD这样的“虚拟化”驱动程序就是通过冒充硬件操作来实现假API服务的。
Windows 2000的所有内核模式I/O操作都使用一个公用的数据结构(IRP)。
而Windows 98没有达到这样高度统一，其串行口驱动程序要遵从由VCOMM.VXD规定的port驱动程序函数调用规范，而磁盘驱动程序则遵从IOS.VXD实现的包驱动层次架构。
其它设备类驱动程序也有其它的实现方式。
如果要把WDM引入Windows 98，就必须使Windows 98内部架构与Windows 2000非常类似。
Windows 98包含了NTKERN.VXD(VMM32.VXD)系统模块，该模块含有大量Windows NT内核支持函数的Windows实现。
NTKERN.VXD使用与Windows 2000相同的方式创建IRP并发送IRP到WDM驱动程序。
实际上，WDM驱动程序几乎区别不出这两个环境的不同。
Windows 2000系统可以使用多种驱动程序，图4显示了其中几种。
图4Windows2000中的设备驱动程序种类∙虚拟设备驱动程序(VDD)是一个用户模式部件，它可以使DOS应用程序访问x86平台上的硬件。
VDD通过屏蔽I/O权限掩码来捕获端口存取操作，它基本上是模拟硬件操作，这对于那些直接对裸机硬件编程的应用程序特别有用。
尽管这种驱动程序在Windows 98和Windows 2000中共享一个名称并且有相同的功能，但实际上它们完全不同。
我们用VDD缩写代表这种驱动程序，用VxD缩写代表Windows 98中的虚拟设备驱动程序以示区别。
∙内核模式驱动程序的分类包含许多子类。
PnP驱动程序就是一种遵循Windows 2000即插即用协议的内核模式驱动程序。
准确地说，本书涉及的所有内容都是面向PnP驱动程序的。
∙WDM驱动程序是一种PnP驱动程序，它同时还遵循电源管理协议，并能在Windows 98和Windows 2000间实现源代码级兼容。
WDM驱动程序还细分为类驱动程序(class driver)和迷你驱动程序(minidriver)，类驱动程序管理属于已定义类的设备，迷你驱动程序向类驱动程序提供厂商专有的支持。
∙显示驱动程序是用于显示和打印设备的内核模式驱动程序。
∙文件系统驱动程序在本地硬盘或网络上实现标准PC文件系统模型(包括多层次目录结构和命名文件概念)。
∙遗留设备驱动程序也是一种内核模式驱动程序，它直接控制一个硬件设备而不用其它驱动程序帮助。
这种驱动程序主要包括Windows NT早期版本的驱动程序，它们可以不做修改地运行在Windows 2000中。
3 WDM驱动程序模型在WDM驱动程序模型中，每个硬件设备至少有两个驱动程序。
其中一个驱动程序我们称为功能(function)驱动程序，通常它就是你认为的那个硬件设备驱动程序。
它了解使硬件工作的所有细节，负责初始化I/O操作，有责任处理I/O操作完成时所带来的中断事件，有责任为用户提供一种设备适合的控制方式。
另一个驱动程序我们称为总线(bus)驱动程序。
它负责管理硬件与计算机的连接。
例如，PCI总线驱动程序检测插入到PCI槽上的设备并确定设备的资源使用情况，它还能控制设备所在PCI槽的电流开关。