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www.diybl.com 时间：2008-09-25 作者:佚名 编辑:本站 点击： 206 [评论]
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摘要 本文介绍WDM型USB设备驱动程序的基本概念、结构和特性，并说明了利用Driverworks进行开发的方法。
关键词 WDM；USB设备驱动程序；Driverworks
导言
通用串行总线USB是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司推广的一种新型的通信标准，该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。而在开发USB设备时，设备驱动程序的设计是其中一项重要的技术环节，它直接影响整个设备系统的性能。WDM支持USB协议，并为其提供了高效的开发平台。因此WDM已成为开发USB外设驱动程序所必须而有效的技术。
Windows驱动程序模型（WDM）
Windows环境下驱动程序共有三类，
一类是VxD（Virtual Device Driver，虚拟设备驱动程序），起源于Windows 3.1 时代，用于Windows 95/98/Me操作系统中；
一类是KMD（Kernel Mode Driver，内核模式驱动程序），用于Windows NT下；
一类就是WDM（Win32 Driver Mode，Win32驱动程序模型），是微软从Windows 98开始，推出的一个新的驱动类型，它是一个跨平台的驱动程序模型，不仅如此WDM驱动程序还可以在不修改源代码的情况下经过重新编译后在非Intel平台上运行，毫不夸张地讲，WDM算得上是21世纪的驱动程序框架。
WDM是在NT4.0驱动程序结构上发展起来的，所以它与NT4.0的驱动程序极为相似，但是它却有了本质上的提高，
更重要的是，WDM是一种通用的驱动模式，提供了包括USB、IEEEl394和HID等在内的一系列驱动程序类。
1、WDM驱动程序的分层结构
WDM体系结构实行分层处理，即设备驱动被分成了若干层，在这样的架构下，上面的驱动层就不需要对每个操作系统都要开发一遍了。如图1所示
WDM还引入了功能设备对象FDO（Functional Device Object）与物理设备对象PDO（Physical Device Object）两个新类来描述硬件，一个PDO对应一个真实硬件。一个硬件只允许有一个PDO，但却可以拥有多个FDO，而在驱动程序中我们不是直接操作硬件而是操作相应的PDO与FDO。驱动程序和设备对象的分层情况如图2所示。
图3
在USB设备可用之前，必须对其进行配置和接口选择，然后所选择的接口的各个管道才是可用的。
大多数的WDM设备对象都是在即插即用管理器调用AddDevice例程入口点时被创建的。插入新设备后，当系统找到由安装信息文件所批示的驱动程序时，这个例程被调用。在此之后，一系列即插即用IRP被发送到驱动程序，设备驱动程序可进行相应的功能处理。
USB设备驱动程序开发工具
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。
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 类型 地址 缓冲区（字节）
0 IN/OUT 控制（Control） 0x80/0x00 16/16
1 IN/OUT 块(Bulk) 0x81/0x01 16/16
2 IN/OUT 块(Bulk) 0x82/0x02 /
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
