Windows系統下關于硬件驅動程序的通知應用程序設計方法

摘 要 在目前流行的Windows操作系統中，設備驅動程序是操縱硬件的最底層軟件接口。筆者結合個人經驗，在此分享設備驅動程序設計過程中的一些經驗，給出設備驅動程序通知應用程序的4種方法，具體說明每種方法的原理和實現過程，希望能夠給設備驅動程序的設計者提供一些幫助。

關鍵字 Windows系統 驅動程序 通知應用程序 設計 方法

中圖分類號： TP316 文獻標識碼：A

1 前言

操作系統的穩定性及可移植性是務必要優先確保的，為此Windows操作系統不支持應用程序直接訪問系統的硬件資源，而是必須借助于相應的設備驅動程序。設備驅動程序可以直接操作硬件，假如應用程序和設備驅動程序之間實現了雙向通信，也就達到了應用程序控制底層硬件設備的目的。

2 通知應用程序設計四種方法

鑒于設備驅動程序通知應用程序的重要性，本人結合一些經驗，對它進行了總結，歸納出5種方法摘要：異步過程調用（APC）、事件方式（VxD）、消息方式、異步I/O方式和事件方式（WDM）。下面分別說明這幾種方式的原理。

2.1 異步過程調用（APC）

Win32應用程序使用CreateFile（）函數動態加載設備驅動程序，然后定義一個回調函數backFunc（），并且將回調函數的地址%26amp；backFunc（）作為參數，通過DeviceIoControl（）傳送給設備驅動程序。回調函數的輸入參數是由設備驅動程序填入的，回調函數在這里主要是對消息進行處理。

2.2 事件方式（VxD）

首先，Win32應用程序創建一個事件的句柄，稱其為Ring3句柄。由于虛擬設備驅動程序使用事件的Ring0句柄，因此，需要創建Ring0句柄。用LoadLibrary（）函數加載未公開的動態鏈接庫Kernel32.dll，獲得動態鏈接庫的句柄。然后，調用GetProcAddress（）， 找到函數OpenVxDHandle（）在動態鏈接庫中的位置。接著，用OpenVxDHandle（）函數將Ring3事件句柄轉化為Ring0事件句柄。Win32應用程序用CreateFile（）函數加載設備驅動程序。

2.3 消息方式

Win32應用程序調用CreateFile（）函數動態加載虛擬設備驅動程序。加載成功后，通過調用DeviceIoControl（）函數將窗體句柄傳送給VxD，VxD利用這個句柄向窗體發消息。當條件滿足時，VxD調用SHELL_PostMessage（）函數向Win32應用程序發送消息。SHELL_PostMessage（）函數的第一個參數為Win32窗體句柄，第二個參數為消息ID號，第三、四個參數為發送給消息處理函數的參數，第五、六個參數為回調函數和傳給它的參數。Win32應用程序收到消息后，對消息進行處理。

2.4 事件方式（WDM）

Win32應用程序首先創建一個事件，然后將該事件句柄傳給設備驅動程序，接著創建一個輔助線程，等待事件的有信號狀態，自己則接著干其他事情。設備驅動程序獲得該事件的句柄后，將它轉換成能夠使用的事件指針，并且把它寄存起來，以便后面使用。

3 結語

在目前流行的Windows操作系統中，設備驅動程序是操縱硬件的最底層軟件接口。它向上提供和硬件無關的用戶接口，向下直接進行I/O、硬件中斷、DMA和內存訪問等操作。它將應用程序和硬件細節屏蔽開來，使軟件不依靠于硬件并且可在多個不同的平臺之間移植。這4種方法都經過實際測試。測試結果表明，它們都能夠達到設備驅動程序通知應用程序的目的。

參考文獻

[1] 李和平. 基于DSP的ICT圖像重建系統探究. 北京摘要： 北京航空航天大學機械工程及自動化學院， 2002

[2] （美）Chris Cant. Windows WDM設備驅動程序開發指南. 孫義， 馬莉波， 國雪飛等譯. 北京摘要： 機械工業出版社 2000

[3] 歐青立，徐建波，李方敏，等. 虛擬設備驅動程序VxD的探究和開發. 計算機工程，2003