浅谈WDF用户模式驱动程序框架.pdf

一、 WDF概述 微软Windows DriverFoundation（ WDF ） 是微软的下一代驱动 开发模型。WDF是以WDM为基础进行了建模和封装，包括一系列支 持开发扩展的组件，连同驱动程序测试和发布工具，并支持内核模式及 用户模式两种驱动模型。 在WDF驱动模型下，无论内核模式的驱动程序或者用户模式的驱 动程序，它们都采用同一套对象模型构建，采用同一个基础承载。WDF 虽然已经是经过封装和定义的对象模型，但对内核模式和用户模式对象 来说，WDF又是两者的父对象。换言之两者都是继承了WDF才得到 的，或者都是从WDF派生而来的。 相对于内核模式，派生出的对象称为“KMD框架”即KMDF；而 相对于用户模式，派生出的模型称为“UMD框架”即UMDF。无论何 种模式的框架，其内部封装方法、执行行为其实还是用WDM完成的。 更重要的是微软在WDF中封装了驱动程序中的某些共同行为：例 如即插即用和电源管理就属于这种共同行为。这就大大地减少了驱动开 发的难度。 二、 用户模式驱动框架 (UMDF) User- Mode Driver Framework（ UMDF ） 是基于同属于 WDF 的内核模式驱动程序构架 （Kernel- Mode Driver Framework， KMDF ） 的概念上的，它像内核模式一样处理相同类型的I/O请求，实 现的功能是相同的。然而，两种结构的又是由不同内容，不同设备驱动 接口和不同的数据结构组成的。 与内核模式驱动程序相比，UMDF的驱动程序有以下一些优点： 简单的驱动程序环境、更高的稳定性、更高的安全性、它可以使用 Win32 API、可以在用户模式调试器中进行调试、驱动程序可以用 C++语言来编写、更快的代码编写速度、匹配内核模式的性能。 UMDF支持基于协议或连续的基于总线的设备驱动程序开发，例 如，USB设备或网络连接设备。但是，虽然用户模式的驱动有这么多优 点，它也是有限制的。在编写以下功能的驱动时，必须在内核模式下完 成：处理中断；直接访问硬件，例如直接访问内存；精准的定时循环； 应用被保留在内核模式中的非分页池或其他资源。 一个UMDF驱动程序运行在一个主机驱动过程，也就是一个运行 时环境。每个这样的驱动程序都运行在这个驱动堆栈中来管理设备。用 户模式驱动程序可以被加载到内核模式驱动程序之上的堆栈的最顶端。 因为用户模式组件没有进入系统的地址空间，让系统和内核模式驱动保