开发USB设备驱动程序需要专门的开发工具,目前应用广泛的工具主要有两大类。
一类是Microsoft公司提供的Windows DDK(Device Driver Kit)。它有Windows 98 DDK和Windows 2000 DDK两个版本。Windows 98 DDK能够开发Windows 95/98/Me/NT下的VxD、KMD和WDM驱动程序。Windows 2000 DDK 能够开发Windows 98/Me/NT/2000下的KMD和WDM驱动程序。由于DDK基于汇编语言的编程方式和内核模式的调用,对没有深厚的OS原理和编程水平的人员来说,任务相当艰巨。
另一类是NuMega公司提供的DriverStudio,它是一个大的开发工具包,包含VtoolsD、SoftICE和DriverWorks等开发工具。 VtoolsD开发包提供了对VxD编程的C/C++类库支持,利用VtoolsD中的QuickVxD工具可以快速生成VxD的C/C++代码框架,开发者可以在此基础上根据各自的需要添加自己的代码。DriverWorks用于开发KMD和WDM驱动程序,并且对DDK函数进行了类的封装,从而为开发Windows NT、Windows 2000和Widnwos98 WDM设备驱动程序提供了一个自动化的方法。
DriverWorks,提供了VC++下的开发向导Driver Wizard,按照它的提示可以迅速地生成驱动程序的框架。这个框架结构提供可以正确执行WDM动态环境中IRP的请求,而且,也包含用于简化系统提供的标准类驱动程序(如HID、流)和总线驱动程序(如PCI和USB)接口的类等。
总之,利用DriverWorks开发WDM驱动程序,可以大大简化开发人员的工作量、缩短开发周期以及降低开发驱动程序的难度。[1]
用DriverWorks开发WDM型USB设备驱动程序
要想使用DriverWorks,必须先安装以下软件:DriverStudio2.5,VisualStudio6.0,以及Windows2000DDK。由于DriverWorks所用的类库是对DDK的库函数的封装,还必须在Visual C++中编译需要的库文件[3],下面介绍怎样在VC环境中创建自己的库文件。
(1) 启动Visual C++。
(2) 选择菜单File\\Open Workspace。打开位于
DriverStudio\\DriverWorks\\Source\\vdwlibs.dsw的工作空间文件。
(3) 选择菜单Build\\Batch Build,在弹出的对话框架中选择你想编译的库。
(4) 点击对话框中的Build即可编译你选择的库。
下面就通过一个例子来说明利用DriverWorks开发USB设备驱动程序的方法。
这个USB设备有3个双向端点,每个端点的配置如下:
端点 0 IN/OUT 1 IN/OUT 2 IN/OUT
类型 控制(Control) 块(Bulk) 块(Bulk) 地址 缓冲区(字节) 0x80/0x00 16/16 0x81/0x01 16/16 0x82/0x02 64/64 驱动程序需要实现的功能就是控制设备上的LED灯的亮和灭,以及通过端点2对设备进行读写。
(1) 首先,通过快捷方式“Setup DDK and Start MSVC”来启动VC IDE。这个快捷方式所指向的程序,会进行一些必要的设置,然后再启动VC IDE,这样我们的程序就可以使用DDK和DW的头文件和库了。
(2) 从VC IDE的菜单“DriverStudio”中选择“DriverWizard”,之后按对话框的提示填写项目名称及所在目录。并按向导选择驱动程序类型为WDM,总线类型为USB。
(3) 按端点的配置表进行端点的设置。由于在USB中规定端点0是必须存在的,所以我们只需对端点1和端点2进行定义即可。
(4) 选择端点2产生BULK Read及BULK Write 的代码,DriverWorks会自动产生对端点2的读写代码,不用修改,就可以直接使用。
(5) 增加一个IOCTL来控制USB设备的LED灯。IOCTL代码名称取为TEST_IOCTL_LED,其他值默认。
(6) 最后按下“ Finish”按钮,就结束了Wizard。
在此过程中只针对需要修改的步骤进行了说明,未加说明的部分均可直接按“Next”按钮。
到此,我们已经创建好了一个基本的驱动程序,其中的块读写代码都由DriverWorks自动生成,无需另外加代码,只有厂商请求通过Ioctl来进行,控制LED灯的亮灭。代码如下:
NTSTATUS TESTDevice::TEST_IOCTL_LED_Handler(KIrp I) { NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS; t << \"Entering TESTDevice::TEST_IOCTL_LED_Handler, \" << I << EOL; // TODO: Verify that the input parameters are correct // If not, return STATUS_INVALID_PARAMETER if(I.IoctlOutputBufferSize()||!I.IoctlBuffer()||(I.IoctlInputBufferSizer()!=sizeof(UCHAR))) // TODO: Handle the the TEST_IOCTL_LED request, or // defer the processing of the IRP (i.e. by queuing) and set // status to STATUS_PENDING. PURB pUrb=m_Lower.BuildVendorRequest(NULL,//transfer buffer 0, //transfer buffer size 0, //request reserved bits (UCHAR)(*PUCHAR)I.IoctlBuffer()), //request. 1=LED_ON, 0=LED_OFF 0 // Value ); //transmit status=m_Lower.SubmitUrb(pUrb,NULL,Null,5000L); } // TODO: Assuming that the request was handled here. Set I.Information // to indicate how much data to copy back to the user. I.Information() = 0; I.Status()=status; return status; }
这个函数控制LED灯,它是通过USB Vendor Request来向设备传送的。其中request=1的时候表示让L ED亮,request=0的时候让LED来。它通过DeviceIoControl由上层应用程序传下来。
现在,驱动程序完成了,为确保最后生成的USB驱动程序能编译成功,一定要注意设置DriverWorks中的Driver Build Setting(在VC++6.0的菜单中)中的[basedir]和[CPU]等项。设置好后,选择“Build/Batch Build”,在弹出的对话框中进行正确的选择,之后按下”Rebuild”按钮,稍等片刻即可生成最终的.sys驱动程序。
结束语
WDM作为一种设备驱动程序模型,自Windows 2000以来已成为一种统一的模式。同时USB技术得到广泛应用,进行USB设备驱动程序的开发成为必不可少的技术环节,而使用DriverWorks开发USB设备驱动程序,简单方便。
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