【转】Windows驱动开发如何入门

痛苦一：中文资料太少

讲Windows驱动开发的，无论是中文书籍还是网上的中文资料，都很少，手把手从零到精通的更是不用说了。仅有的少量中文资料，有的还比较旧，讲的是DDK、NT式驱动，新手拿着WDK8.1、WDK10面对Win8、Win10系统很难跟着学习，而且现在的WDK，在WDM上又出现了了WDF，而WDF又分KMDF（内核模式驱动）和UMDF（用户模式驱动），对于UMDF（用户模式驱动）中文资料就更少了。而且驱动开发不像应用开发，需要先对操作系统原理有一定了解，不然遇到“I/O管理器”、“输入输出请求包”、“软件中断”、“符号链接”、”派遣函数“等名词和概念都不知所云，是寸步难行的。

 

解决方法：

①其实MSDN上已经提供了大量的文档和示例程序，对KMDF、UMDF等进行了详细的讲解，甚至还提供了手把手教你来的视频教程，可惜它们都是英文的，对于我等英语不好的程序员来说真是坐车不买票——白搭。最近越来越觉得英语不好是阻碍一个程序员进步最大的绊脚石，我们不谈什么算法，不谈什么数学功底了，首先要成为一个合格的码农，需要熟练使用各种编程语言和对应的各种工具库，而大部分的库都只有英文文档，不能流畅阅读这些文档的话，寸步难行。在成为了合格的码农，能熟练使用各种现成的工具库搭积木般的开发出应用程序后，才能去谈各种算法，各种数学知识的代入，才能去谈如何从一个码农升级为软件工程师。显然，当前摆在我面前最迫切的问题是如何成为一个合格的码农，先养活自己，再去考虑如何为社会主义做贡献，如何推动人类科技进步。学习英语确实应该赶快提上日程并立即执行、坚持执行了。英语好的人真的是把WDK拿来就像用MFC那样轻松，看着文档和示例程序，那些个API调来调去，一个完整的驱动程序就出来了。这不是吹牛，我之前在一家公司工作的时候，公司有个项目的一个模块需要在Ring0上实现，需要编写Windows内核驱动，然而公司里没有一个人会，于是老大将这个模块交给了他的一个朋友去做。他的这个朋友是中国人，在美国微软总部工作，英语水平怎么样就不用说了，总之人家以前从来没搞过驱动开发，看了文档和示例代码后，利用3天的业余时间就完成了这个模块，拿到了15K RMB的报酬，着实让人佩服，让人羡慕。真的，学好英语，不说“听说写”，只要能流畅阅读各种英文技术资料，完全是另一个世界，学什么、做什么都得心应手。

MSDN上的驱动开发资料入口：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware

MSDN上手把手教你来的视频教程：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/windows/hardware/gg454522

 

②抓住仅有的几本中文书籍，细细研读。关于Windows驱动开发的中文书籍大概有那么几本：

《Windows驱动开发技术详解》（强烈推荐先看这本）

《WindowsWDM设备驱动程序开发指南》（比较老了，2000年出版的，以win98、win2000为目标系统）

《Windows设备驱动程序WDF开发》（为数不多讲WDF的）

《Windows 7设备驱动程序开发》（为数不多讲WDF的，且比较新，这本书的英文版是2010年出版的，中文译版是2012年出版的）

《竹林蹊径：深入浅出windows驱动开发》

《寒江独钓：Windows内核安全编程》

《天书夜读：从汇编语言到Windows内核编程》

《Windows内核安全与驱动开发》（是《天书夜读》和《寒江独钓》的合订本以及升级版）

后面的这四本其实不太适合作为入门书籍，而适合作为进阶书籍，对一些基础的概念和原理的讲解没有《Windows驱动开发技术详解》那么多

 

痛苦二：开发工具链不好用

对于我等刚学编程时用的就是VisualStudio以及各种智能提示智能感知的插件，甚至还有代码生成器的辅助的程序员来说，习惯了VisualStudio傻瓜化的一切，代码可以自动生成，窗体应用程序可以拖控件，甚至连网页都能拖控件。很难接受只有文本编辑器和命令行工具的开发环境，很多时候连代码编辑器不能智能提示都无法忍受，更不说手动调用cl.exe link.exe，写起代码来就像有一万只蚂蚁在身上爬。

在之前很长的一段时间里，VC6.0和VisualStudio里是没有创建驱动项目的选项的，更没有直接由IDE生成的HelloWorld，如果不想手动cl.exe link.exe，如果想在IDE中写代码，需要自己建一个空项目，然后手动配置编译器指令、链接器指令、包含目录、库目录等等，然后把书上的HelloWorld复制过来，然后可能还会遇到各种问题。生成好驱动程序文件后，还要手动拷贝到虚拟机中，借助工具或inf文件手动安装，然后要改系统配置，进入内核调试模式，然后要设置调试接口，比如使用COM串口调试的话要在虚拟机上设置，把COM串口映射到主机的命名管道，然后还不能在VC中调试，只能用Windbg来调试。总之每修改一下代码，需要手工进行很多步骤才能开始调试，非常麻烦。而且即便照着网上或书上的步骤来配置，在不同的环境下也会遇到各种奇怪的问题，搞起来颇为头疼。

 

解决方法：

①有个名为VisualDDK的第三方软件，使得这个事情方便了很多。VisualDDK装好后会给VisualStudio安装一个插件，使得在VisualStudio中可以通过这个插件新建驱动项目，并且自带HelloWorld，然后把VisualDDK Monitor装到虚拟机中，两边配置一下，接下来只要在VisualStudio这边生成驱动文件，VisualDDK会自动传给虚拟机中的系统进行安装，并且可以直接在VisualStudio中下断点调试了。不过这个软件在安装和配置过程中，也需要不少步骤，有时候也会出现一些配置不对的问题，偶尔也略感头疼，且稳定性和兼容性不是非常好。此方式适用于VisualStudio2010及以下版本，WDK7.1及以下版本。对于更高的版本，不建议用VisualDDK，因为可以继续往下看，下面有更激动人心的办法。

VisualDDK官网：http://visualddk.sysprogs.org/

VS2010+VMWare8+VisualDDK1.5.6配置教程：http://techird.blog.163.com/blog/static/1215640362011112385241568/

 

②激动人心的就是，从VisualStudio2012开始，从WDK8.0开始，微软在里面整合了一套类似VisualDDK但比VisualDDK好用很多的工具。从那以后，开发Windows驱动程序就和开发Windows应用程序一样方便了，只需在虚拟机中安装一个EXE，然后在VisualStudio中输入它的IP、用户名、密码就OK了，接下来你只需新建一个WDK项目，点生成，VisualStudio会自动把驱动文件传给虚拟机中的系统并自动安装，然后点调试，就能在VisualStudio中单步调试了。是不是爽爆了，而且配置和设置都不复杂，MSDN上还有手把手教你配置的高清视频教程！

具体可以看我写的另一篇文章：

《Win8.1+VS2013+WDK8.1+VirtualBox or VMware驱动开发环境配置》：http://blog.csdn.net/charlessimonyi/article/details/50904956

 

痛苦三：没有库可用

假如有一天老板叫你开发一个软件，允许你使用你擅长的任意一门语言，C/C++/C#/JAVA/Python等。但是附加了一个条件：不能使用任何第三方库，不能使用标准库！你有什么感想。What！标准库都不能用？那还写个毛。是的，没错，开发Windows驱动程序，几乎什么库都用不了，包括标准库。因为我们平时常用的第三方库或标准库，它的实现其实都是调用系统API，在Windows上调用的是Window API，即uer32.dll、kernel32.dll、gdi32.dll等等提供的API函数。但是这些API函数属于应用层API，无法在驱动程序中使用，因为驱动程序跑在内核层。所以只要一个库的实现上调用了系统API，就无法在驱动程序中使用。少数库还是可以使用的，比如math.h中的各种数值计算函数。不过仅剩的可用的库太少了，很多时候你都需要从新发明轮子。甚至连C语言中的malloc、free，C++中的new、delete，你都需要自己去实现。

 

解决方法：

①自己发明轮子就自己发明轮子，虽然没有现成库可用，但有内核层下的系统API可用，很多和应用层的API很相似，你想要的功能基本都可以通过这些API实现。

 

②咬咬牙，把苦水往肚子里咽。搞驱动开发的人很少，苦尽甘（qian）来