Windows NT Device Driver Development (OSR Classic Reprints) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:OSR Press

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頁數:0

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出版時間:2006

價格:0

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780976717522

叢書系列:

圖書標籤:

• 黑客
• 待定
• Windows驅動
• Windows內核
• Windows NT
• Device Driver
• Driver Development
• Programming
• Operating Systems
• Windows
• Computer Science
• Technical
• OSR
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深入理解操作係統內核：現代操作係統驅動程序設計實踐 本書聚焦於操作係統底層交互與驅動程序開發的核心原理，旨在為讀者提供一套係統化、實戰化的知識體係，以構建穩定、高效的現代操作係統設備驅動程序。 在當前的計算環境中，驅動程序是連接硬件與操作係統的橋梁，其質量直接決定瞭整個係統的性能、安全性和穩定性。本書將係統地剖析驅動程序在不同操作係統內核架構下的工作機製，重點闡述如何遵循現代操作係統對驅動模型提齣的嚴格要求。 第一部分：操作係統內核基礎與驅動程序環境 本部分將為讀者奠定堅實的理論基礎，理解驅動程序運行的沙箱環境及其與內核的交互方式。 第一章：現代操作係統的內核架構 我們將首先對比當前主流操作係統（如基於NT內核的係統、類UNIX係統以及新興的微內核架構）的驅動模型差異。深入探討內核空間（Kernel Space）與用戶空間（User Space）的隔離機製，以及這種隔離對驅動程序設計的影響。理解進程管理、內存管理和I/O管理子係統如何為驅動程序提供服務。 第二章：驅動程序加載、初始化與生命周期 詳細解析驅動程序如何被操作係統識彆、加載並初始化。涵蓋`DriverEntry`函數的執行流程，設備對象（Device Object）和功能設備對象（Functional Device Object, FDO）的創建與關聯。重點討論驅動程序在係統啓動、設備熱插拔（Plug and Play, PnP）過程中必須實現的各種迴調函數，確保驅動程序能夠安全、優雅地加入或退齣係統。 第三章：I/O請求包（IRP）的深入解析 IRP是操作係統內核與驅動程序之間通信的核心載體。本章將徹底解構IRP的結構，包括I/O控製碼（IOCTL）、參數塊（Parameters）和緩衝區管理。我們將學習如何過濾和處理傳入的IRP，如何構建和發送新的IRP給下一層驅動，以及如何正確地完成（Complete）一個IRP，釋放係統資源。 第二部分：設備管理與即插即用（PnP）機製 現代硬件的動態性要求驅動程序必須具備高度的適應性。本部分將專注於PnP和電源管理（Power Management）框架的實現。 第四章：即插即用（PnP）操作流程 深入理解操作係統如何探測新硬件、分配資源（I/O端口、中斷請求綫IRQ、內存地址）的過程。學習如何在驅動程序中實現PnP迴調例程，例如`AddDevice`、`StartDevice`和`RemoveDevice`。探討如何安全地請求和使用係統分配的資源，以及在資源衝突時應采取的策略。 第五章：設備對象棧與過濾驅動 理解驅動程序如何分層堆疊以實現復雜功能。介紹總綫驅動、功能驅動和過濾驅動的概念。重點演示如何編寫一個WDM（Windows Driver Model）或WDF（Windows Driver Frameworks）過濾驅動，用於攔截、修改或增強標準功能驅動提供的服務，例如實現安全監控或性能優化。 第六章：電源管理基礎與實現 現代係統對能效的要求越來越高。本章講解驅動程序如何參與係統的低功耗狀態切換（如S3/睡眠狀態）。實現電源管理迴調，確保設備在進入和喚醒過程中狀態的正確保存與恢復，避免數據丟失或係統崩潰。 第三部分：數據傳輸與同步機製 高效、安全的數據傳輸是驅動程序的生命綫。本部分關注數據在內核和用戶空間之間的安全流動，以及多綫程環境下的同步控製。 第七章：用戶空間與內核空間的數據傳輸 詳細對比並實踐不同的數據傳輸方法：緩衝I/O（Buffered I/O）、直接I/O（Direct I/O，涉及DMA）和基於端口的I/O。重點講解如何使用`METHOD_NEITHER`等方法在內核中安全地訪問用戶提供的緩衝區，防止緩衝區溢齣攻擊和訪問衝突。 第八章：中斷處理與延遲過程（DPC） 分析硬件中斷如何觸發CPU執行ISR（中斷服務例程）。講解ISR的設計原則——必須快速執行並最小化占用時間。深入學習DPC（Deferred Procedure Call）機製，如何安全地將耗時的工作推遲到中斷上下文結束後執行，以及DPC的優先級和排隊機製。 第九章：內核同步原語與並發控製 驅動程序通常在多重中斷和多綫程上下文中運行，並發訪問共享數據結構是常見的陷阱。本章係統介紹內核提供的同步工具，包括自鏇鎖（Spin Locks）、互斥量（Mutexes）、事件（Events）和工作項（Work Items）。提供大量代碼示例，說明何時使用何種同步原語，以避免死鎖和競態條件。 第四部分：高級驅動技術與調試 本部分將探討更復雜的驅動程序交互模式，並提供一套係統化的調試和故障排除方法論。 第十章：直接內存訪問（DMA）的實現 對於高性能設備（如網絡適配器、存儲控製器），DMA是必不可少的。詳細介紹係統如何管理DMA緩衝區，包括一緻性DMA（Coherent DMA）與散集/集中DMA（Scatter/Gather DMA）的配置。學習如何正確地映射和取消映射硬件寄存器和內存緩衝區。 第十一章：I/O控製代碼（IOCTL）的設計與實現 IOCTL是用戶應用程序與驅動程序之間進行特定命令通信的標準接口。本章指導如何設計清晰、健壯的IOCTL接口，包括輸入/輸齣緩衝區的處理、錯誤碼的返迴，以及如何確保IOCTL的安全性和版本兼容性。 第十二章：驅動程序調試、錯誤處理與日誌記錄 調試內核代碼的特殊性要求掌握專門的工具和技術。介紹使用內核調試器（如WinDbg）進行符號調試、檢查內核數據結構的方法。討論如何有效利用內核調試打印函數（如`KdPrint`宏）進行日誌記錄，以及如何處理和報告驅動程序中的藍屏（Bug Check）情況。 本書通過詳盡的理論講解、細緻的流程剖析以及貼近實際的編程範例，旨在幫助讀者從零開始構建齣符閤現代操作係統規範的高質量、高性能設備驅動程序。

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