摘　要: 介绍了Windows NT4.0内核模式设备驱动程序开发中的一般性过程。通过提供一个最小化驱动程序的核心代码，解释各组成部分的结构功能和使用方法。在实践中，结合自身的开发需要，可编写出具有实用价值的驱动程序。
　　关键词: Win32子系统 设备驱动 系统注册表 I/O请求包

　　Windows NT 以其安全、稳定及界面友好等特性逐渐成为工业控制领域的前台操作系统。面对工业控制中大量采用的串/并行通信及总线控制等技术，要求用户不断开发出满足自身需要的硬件设备，同时又要求用户应用程序与这些硬件设备进行通信，发送控制命令，读取状态信息等等。Windows NT出于安全性、稳定性等考虑，不允许用户应用程序对物理硬件进行直接访问，这就需要使用设备驱动程序跨越操作系统边界对物理硬件进行操作，并向上提供客户应用程序控制接口以供调用。
1 分层结构与设备驱动程序
　　Windows NT分层结构(如图1所示)包括运行于用户模式及内核模式的各种部件，设备驱动程序在图1的左下角，处于内核模式下I/O管理器之中。

　　其中，DeviceExtension域是一个重要的数据结构。它是由I/O管理器创建并自动挂接到Device对象的非分页池，是保存驱动程序任意全局变量的最好办法。因为DeviceExtension是驱动程序特定的，要自定义它的数据结构。
　　下面是一个驱动程序服务例程利用Device对象和IRP的片段：
　　NTSTATUS XxSelfDispatch(IN PDEVICE_OBJECT pDO, IN PIRP pIrp);
　　{
　　PLOCAL_DEVICE_INFO pLDI;
　　PIO_STACK_LOCATION pIrpStack;
　　PULONG pIOBuffer;//得到全局信息
　　pLDI ＝ (PSELF_DEVICE_INFO)pDO－＞DeviceExtension;
　　pIrpStack ＝ IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
　　//得到由用户应用程序发来的用户数据，并在需要时，将结果通过此变量返回给用户
　　pIOBuffer＝(PULONG)pIrp－＞AssociatedIrp.System　Buffer;
　　// 由IRP携带的信息决定驱动程序的执行
　　switch (pIrpStack－＞MajorFunction)
　　{
　　　　case IRP_MJ_CREATE:
　　　　case IRP_MJ_CLOSE:
　　　　Status ＝ STATUS_SUCCESS;
　　　　break;
　　　　case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL:
　　　　//由Parameters进一步解释控制代码含义
　　switch (pIrpStack－＞Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode)
　　{
　　case IOCTL_Function1:　　//执行功能代码
　　Field1 ＝ pLDI－＞SelfField1;
　　...
　　break;
　　case IOCTL_Function2:　　//执行功能代码
　　...
　　break;
　　}
　　break;
　　}
　　// 返回I/O操作的状态
　　pIrp－＞IoStatus.Status ＝ Status;
　　IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT );
　　return Status;
　　}
5 驱动程序终止例程
　　Unload例程负责取消由DriverEntry例程所做的任何事情，包括解除属于该驱动程序的任何硬件资源的分配，以及删除属于驱动程序的任何内核对象。通常这仅在系统关闭时需要。
　　VOID XxUnload(PDRIVER_OBJECT DriverObject)
　　{
　　PLOCAL_DEVICE_INFO pLDI;
　　UNICODE_STRING Win32DeviceName;
　　// 得到全局数据，根据全局数据进行清理工作
　　pLDI＝(PLOCAL_DEVICE_INFO)DriverObject－＞Device
　　Object－＞DeviceExtension;
　　if (pLDI－＞Field2 ＝＝ TRUE)
　　{
　　　　...
　　}
　　// 删除分配的设备名及设备
　　RtlInitUnicodeString(&Win32DeviceName, SelfWin32Name);
　　IoDeleteSymbolicLink(&Win32DeviceName);
　　IoDeleteDevice(pLDI－＞DeviceObject);
　　}
6 用户层应用程序与驱动程序间的接口
　　驱动程序完成后，将在系统重新引导时装入并初始化(由DriverEntry例程完成)。此时，驱动程序处于可用状态，等待用户层应用程序使用。用户层应用程序可以：
　　·打开该设备文件(由IRP_MJ_CREATE功能代码完成)
　　·读出数据(由IRP_MJ_READ功能代码完成)
　　·写入数据(由IRP_MJ_WRITE功能代码完成)
　　·执行用户自定义的功能代码(由IRP_MJ_DEVICE_CONTROL功能代码完成)
　　·关闭该设备文件(由IRP_MJ_CLOSE功能代码完成)
　　以下是部分实现代码：
　　void main()
　　{
　　HANDLE hndFile; // 由CreateFile得到
　　union {
　　　　ULONG LongData;
　　　　USHORT ShortData;
　　　　UCHAR CharData;
　　　　} DataBuffer; //从设备驱动程序中得到的数据
　　　　LONG IoctlCode; //功能代码
　　　　　　　　ULONG DataLength;
　　　　　　　　LONG Parameter1;
　　　　　　　　//调用IRP中的IRP _MJ_CREATE功能
　　　　　　　　hndFile ＝ CreateFile(
　　　　　　　　″\\\\.\\SelfWin32Name″, // 打开设备文件″SelfWin32Name″
　　　　　　　　GENERIC_READ ｜ GENERIC_WRITE,
　　　　　　　　FILE_SHARE_READ ｜ FILE_SHARE_WRITE,
　　　　　　　　NULL,
　　　　　　　　OPEN_EXISTING,
　　　　　　　　0,
　　　　　　　　NULL
　　　　　　　　);
　　　　　　　　if (hndFile ＝＝ INVALID_HANDLE_VALUE)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　printf(″Unable to open the device.\n″);
　　　　　　　　exit(1);
　　　　　　　　}
　　　　　　　　IoctlCode ＝ IOCTL_Function1; //自定义功能代码
　　　　　　　　Parameter1 ＝ 1;
　　　　　　　　DataLength ＝ sizeof(DataBuffer.CharData);
　　　　　　　　IoctlResult ＝ DeviceIoControl(
　　　　　　　　hndFile, //设备文件句柄
　　　　　　　　IoctlCode,//功能代码，对应IRP中的Parameter.
　　　　　　　　//DeviceIoControl.IoControlCode域&Parameter1,//传递到驱动程序的参数缓冲区，对应
　　　　　　　　//IRP中的AssociatedIrp.SystemBuffer
　　　　　　　　sizeof(Parameter1), //参数缓冲区长度
　　　　　　　　&DataBuffer, //从驱动程序传出的数据缓冲区
　　　　　　　　DataLength, //缓冲区长度
　　　　　　　　&ReturnedLength, //返回的实际缓冲区长度
　　　　　　　　NULL //等待，直到操作完成
　　　　);
　　　　if (!CloseHandle(hndFile)) //关闭设备
　　　　{
　　　　printf(″Failed to close device.\n″);
　　　}
　　}
　　以上介绍了Windows NT4.0设备驱动程序开发中的一般性过程。用户可利用NT SDK 及DDK开发工具包，并根据自身需要，对以上核心代码进行扩充完成所需任务。
参考文献
1 Art Baker. Windows NT设备驱动程序设计指南.
2 Microsoft. Windows NT DDK联机手册.