Использование платформы драйверов Windows для создания более совершенных драйверов

• Питер Уиланд, технический руководитель команды разработчиков Windows Driver Frameworks WDF.  

• Абхишек Раман, разработчик в команде, ответит на трудные вопросы.  

• Цель: объяснить, почему стоит использовать WDF для создания драйверов.  

• Питер приветствует аудиторию, занимающуюся аппаратными драйверами.  

• Вопрос о том, кто уже писал драйверы для Windows и WDF.  

• Основная цель: объяснить, почему WDF полезен для создания высококачественных драйверов.  

• Обсуждение различных типов драйверов и их частей.  

• Проблемы при создании высококачественных драйверов и как WDF помогает с этим.  

• Цель: чтобы аудитория была готова написать драйвер для WDF.  

• Клиенты обращают внимание на опыт использования устройства, а не на драйверы.  

• Проблемы, которые замечают пользователи: разряженная батарея, сбои, замедление работы.  

• Необходимость создания качественных драйверов для лучшего опыта.  

• WDM как интерфейс для взаимодействия с драйверами.  

• Разработчики должны реализовать все функции драйвера, включая подключение, управление питанием и ввод-вывод.  

• Важность программирования устройства.  

• Классные драйверы для стандартных интерфейсов, таких как USB и HDMI.  

• Преимущества: минимальное количество кода, но ограниченные возможности для дифференциации.  

• Недостатки: соответствие отраслевым стандартам и ограниченная гибкость.  

• Мини-драйверы: библиотеки для обработки запросов и выполнения синтаксического анализа.  

• Мини-порты: ограниченные модели, берущие на себя большую часть функций драйвера.  

• Проблемы с масштабируемостью и специфичностью для аппаратного обеспечения.  

• WDF фокусируется на улучшении качества полноценных драйверов.  

• Избавление от шаблонного кода и создание абстракций для мини-портов и мини-драйверов.  

• Библиотека для управления подключением, управлением питанием и вводом-выводом.  

• Возможность выбирать сложность по мере необходимости.  

• Отказ от использования WDM и аппаратных интерфейсов там, где это возможно.  

• Обеспечение ценности и лучших интерфейсов для разработчиков.  

• WDF предоставляет строительные блоки для создания драйверов.  

• Встроенные шаблоны поведения по умолчанию.  

• Возможность переопределения поведения через обратные вызовы.  

• Цель - создать согласованную структуру для всех WDF.  

• Избежание дублирования API, как в модели NIS.  

• Поддержка сложных сценариев через WDM.  

• Версия WDF для пользовательского режима существует с XP SP2.  

• Поддержка новых разработчиков и изоляция от проблем в драйверах.  

• Изоляция от сбоев и улучшение пользовательского опыта.  

• UMDF поддерживается не для всех классов оборудования.  

• Команда UMDF работает над переводом технологий в пользовательский режим.  

• Поддержка портативных устройств и датчиков.  

• Пример проекта с функциональным драйвером.  

• Использование KMDF для упрощения разработки.  

• Пример кода драйвера с минимальным количеством строк и отсутствием кода очистки.  

• Драйверы требуют отслеживания множества состояний: запросы, устройства, дескрипторы.  

• Важно правильно управлять состоянием, чтобы избежать сбоев в работе системы.  

• Драйверы работают в общем адресном пространстве, что делает ошибки критичными.  

• WDF автоматизирует управление состоянием драйверов.  

• Объекты WDF имеют методы, свойства и события для регистрации обратных вызовов.  

• WDF автоматически удаляет объекты, когда они становятся неактуальными.  

• Контекст используется для хранения данных и переменных состояния.  

• Контекст освобождается при удалении объекта.  

• WDF предоставляет два события для настройки удаления: очистка и уничтожение.  

• WDF управляет иерархией объектов, удаляя дочерние объекты при удалении родительского.  

• Удаление объектов происходит на пассивном уровне, что позволяет избежать блокировок.  

• WDF автоматически приводит объекты в порядок при удалении.  

• Определение контекстной структуры для отслеживания объектов.  

• Использование макроса для объявления структуры как типа контекста.  

• Инициализация атрибутов объекта и установка обратного вызова destroy.  

• Создание дочерних объектов, таких как USB-мишень и запросы.  

• WDF автоматически удаляет дочерние объекты при удалении родительского.  

• Это упрощает управление объектами и их освобождение.  

• Включение ввода-вывода добавляет сложности в работу драйвера.  

• Приходится обрабатывать множество запросов, операции PNP и PnP.  

• Важно проверять и обрабатывать недействительные или вредоносные запросы.  

• Windows поддерживает асинхронный ввод-вывод по умолчанию.  

• Запросы обрабатываются минимально, затем возвращаются клиенту.  

• Использование пулов потоков для минимизации нагрузки на процессор и память.  

• Очереди координируют поток ввода-вывода через драйвер.  

• Можно создать одну или несколько очередей для сбора и распределения работы.  

• Очереди могут работать в разных режимах выполнения, регулируя количество параллельных запросов.  

• WDF использует очереди для управления потоком ввода-вывода.  

• Можно останавливать и запускать очереди для управления потоком.  

• Очереди используются как шлюзы для управления потоком через драйвер.  

• Объекты запросов представляют работу и управляют пакетным вводом-выводом.  

• Запросы могут содержать контекст и вспомогательные объекты.  

• Методы помогают проверять полезную нагрузку и управлять условиями гонки.  

• Создание очереди высшего уровня и настройка параметров.  

• Регистрация обработчика для управления устройством.  

• Обработка запросов и управление состоянием очереди.  

• Функция обработчика получает входной буфер и проверяет параметры.  

• Проверка на ошибки и выполнение запроса.  

• Завершение запроса и удаление контекста.  

• Параллелизм в драйверах рассматривается как проблема сериализации.  

• Использование очередей для безопасного доступа к оборудованию.  

• Настройка очередей для сериализации операций чтения, записи и управления устройством.  

• Очереди могут сериализовать асинхронные операции.  

• Блокировки ожидания и вращения используются для синхронизации.  

• Блокировка объекта WDF останавливает обратные вызовы до снятия блокировки.  

• Управление питанием в Windows требует множества нюансов.  

• Драйверы должны правильно управлять питанием, чтобы избежать проблем.  

• Неправильные драйверы могут привести к сбоям и ухудшению качества работы.  

• Драйверы могут не выключаться, разряжая батарею.  

• Неправильная обработка крайних случаев может вызвать сбои.  

• Важно, чтобы драйверы соблюдали правила питания.  

• WDF стремится сделать модель управления питанием более декларативной.  

• Драйверы могут регистрировать обратные вызовы для настройки поведения.  

• Конечные автоматы автоматически обрабатывают изменения питания.  

• Очереди могут быть управляемыми по питанию.  

• Устройства включаются и выключаются в зависимости от наличия работы в очереди.  

• WDF обрабатывает переходы системы в спящий режим и обратно.  

• WDF может автоматически отключать устройства в режиме ожидания.  

• Устройства без работы переходят в режим пониженного энергопотребления.  

• WDF автоматически справляется с условиями, с которыми сталкиваются драйверы.  

• Не используйте таймеры для управления питанием, лучше используйте обнаружение простоя.  

• Обнаружение простоя позволяет устройству вернуться в состояние низкого энергопотребления после выполнения работы.  

• Инициализация функции "подключи и играй" и обратных вызовов событий управления питанием.  

• Использование конфигурационной структуры для необязательных настроек.  

• Установка настроек в объекте device init перед созданием устройства.  

• Включение функции обнаружения простоя и настройка тайм-аута для экономии энергии.  

• Методы get и set используются для установки и извлечения свойств объектов.  

• Методы assign и retrieve могут возвращать код ошибки, который нужно проверить.  

• Устройство отключается через заданное время простоя.  

• Фокус на управлении устройством, а не операционной системой.  

• Использование kmdf уменьшает размер и сложность драйвера, что ускоряет выход на рынок.  

• Использование umdf обеспечивает привычную среду разработки для новичков.  

• Использование драйверов класса для экономии времени и денег.  

• Гибридное решение с использованием драйвера класса и уникального драйвера.  

• Если драйвер уже работает, не стоит переписывать его на kmdf без веской причины.  

• Использование мини-драйверов и мини-портов для упрощения разработки.  

• Возможность использования готовых оболочек для HID и сетевых интерфейсов.  

• Использование umdf там, где это возможно, и kmdf в случае необходимости.  

• Написание драйверов требует больших вложений и усилий.  

• Важно понимать, что качественные драйверы являются ключевой частью создания хорошего устройства.  

• Инвестиции в разработку драйверов необходимы для обеспечения хорошего пользовательского опыта.  

• Обсуждение USB-устройств и создание USB 3.0 устройств.  

• Лекция о Visual Studio и написании драйверов.  

• Практическая лаборатория для работы с драйверами WDF.  

• Лаборатория занимает около часа или полутора.  

• Возможность создать функциональный драйвер KMDF.  

• Поддержка и помощь от специалистов лаборатории.  

• Устаревшая, но актуальная книга по WDF.  

• Скидка 50% на книгу с кодом "ddwdf".  

• Руководства по разработке драйверов для режима ядра и пользовательского режима.  

• Технические документы и форумы для помощи.  

• Не отправлять код, а описывать проблемы.  

• Блоги команды разработчиков для обновления контента.  

• Рекомендация посетить форумы разработчиков аппаратного обеспечения.  

• Возможность оставить отзыв о сеансе.  

• Вопросы о применимости драйверов WDF к Windows 8 и платформе ARM.