Windows Device Driver Progamming驅動程式設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• Windows驅動程序
• 驅動開發
• WDM
• KMDF
• UMDF
• 內核編程
• 設備驅動
• Windows係統編程
• 驅動調試
• 底層開發

本書特色

1．快速上手
　　為瞭讓讀者快速上手，筆者先講解兩個驅動程式的例子，這兩個例子分彆代錶Windows 兩類最基本的驅動程式--NT 式驅動程式和WDM 式驅動程式。書中詳細地介紹瞭驅動程式編譯、安裝、除錯的方法。編譯驅動程式一般使用build 工具，但是考慮到很多讀者都是VC 程式設計師，筆者特意介紹瞭如何用VC 編譯器編譯驅動程式。

2．內容詳實，實?豐富
　　本書詳細地介紹瞭PCI 驅動程式、USB 驅動程式、虛擬序列埠程式、虛擬攝影鏡頭程式、SDIO 驅動程式的開發，並輔以大量實例，使讀者可以邊學技術，邊進行實作。

3．介紹多種除錯技巧
　　驅動程式由於執行在核心模式下，很難像普通應用程式那樣可以方便地除錯，尤其對於VC 程式師來說，以前的那些除錯技巧，很多都不能用瞭。另外，莫名其妙的“藍色當機畫麵”也會成為驅動程式開發人員的夢魘。筆者結閤自己開發驅動程式多年的經驗，歸納瞭多種除錯驅動程式的高階技巧，這些包括用WinDbg 和VMWare 軟體對驅動程式進行原始碼級除錯、用WinDbg 除錯藍色當機畫麵後的Dump 檔案等。

4．?活地使用一些工具
　　工欲善其事，必先利其器。書中工具軟體的說明讓我們更能地瞭解驅動程式內部的執行情況。本書將介紹很多實用的工具軟體，如除錯USB 驅動程式的BusHound軟體、查看IRP 的IRPTrace 軟體、查看除錯資訊的DebugView 軟體、載入NT 式驅動的DriverMoniter 軟體、載入WDM 式驅動的EzDriverInstaller 及查看裝置物件的DeviceTree工具等。

5．分析本質
　　本書對驅動程式的討論不是僅停留在“錶麵”，更多地方是帶領讀者深入到作業係統的底層。本書對驅動程式涉及的作業係統中各個元件都有深入的介紹。另外，本書詳細地介紹瞭驅動程式中的同步處理和非同步處理，正確處理同步與非同步，會使驅動程式更穩定，執行效率更高。

6．探討Windows 內核
　　驅動程式和Windows 的內核緊密相連，本書講述瞭很多Windows 內核的原理。由於Windows 不是開放原始碼的作業係統，所以很少有書籍涉及Windows 內核的原理，深入理解Windows 內核的構造與原理，將更好地?明程式師寫齣穩定的驅動程式。

作者簡介

張帆

　　畢業於北京理工大學電子工程係，曾就職於威盛電子，現就職於北京創毅視訊科技有限公司。長期從事PCI、USB、SDIO、序列埠、攝影鏡頭等裝置的Windows驅動程式開發。對Windows作業係統內核有深入的研究，並有豐富的Windows驅動程式開發經驗。

史彩成

　　博士後，北京理大學資料科學技術學院副教授，資深電子係統專傢，主要從事影像處理、雷射信號處理、資料融閤及ASIC設計等領域的研究工作。

好的，這是一份關於一本假想的圖書的詳細簡介，該書專注於操作係統底層開發，但不涉及您提到的《Windows Device Driver Programming》中的具體內容。 --- 圖書簡介：《深度操作係統內核與內存管理實戰指南》 導言：穿越操作係統的心髒地帶 在現代計算的基石中，操作係統內核扮演著至關重要的角色。它不僅是硬件與應用程序之間的橋梁，更是資源調度、安全隔離和高效執行的核心樞紐。然而，對於許多開發者而言，內核的內部運作往往籠罩著一層神秘的麵紗。傳統的教學往往停留在用戶態的API層麵，使得深入理解係統的性能瓶頸、內存布局和並發機製成為一項挑戰。 《深度操作係統內核與內存管理實戰指南》旨在為係統程序員、高級嵌入式開發者以及對操作係統原理有強烈求知欲的工程師提供一份詳實的路綫圖。本書將帶您深入探索一個現代類Unix操作係統的核心機製，重點聚焦於內核架構設計、內存層次結構、進程間通信（IPC）和高級調度算法，提供豐富的代碼示例和實戰案例分析。本書假定讀者已具備紮實的C語言基礎和對計算機體係結構的基本瞭解。 第一部分：內核基礎與啓動流程 本部分是理解操作係統如何從硬件初始化到提供服務的基礎。我們將從硬件啓動序列開始，逐步解析操作係統的“蘇醒”過程。 第一章：係統引導與內核初始化 引導加載器角色（Bootloader）：深入探討引導加載器（如GRUB或UEFI/BIOS）如何將控製權移交給內核，以及加載內核映像到內存中的過程。 啓動序列分析：詳細解析內核入口點的執行流程，包括設置初始頁錶、初始化基本的硬件抽象層（HAL）以及中斷描述符錶（IDT）的設置。 內核數據結構初始化：講解內核如何建立其核心數據結構，如運行隊列、內存池和全局變量的初始化順序。 第二章：核心架構與模塊化設計 本章側重於當前主流操作係統（如Linux）的模塊化設計哲學。 單體內核與微內核對比：分析不同內核設計範式的優缺點，並聚焦於實際應用中的混閤架構。 內核子係統劃分：解構內核的各個主要功能塊——調度器、VFS、網絡協議棧和內存管理器——它們如何協同工作。 內核模塊化編程：教授如何在不重啓係統的情況下動態加載、卸載和管理內核模塊，並討論模塊間的依賴管理。 第二部分：內存管理的深層奧秘 內存是操作係統的生命綫。本部分將剖析虛擬內存係統如何實現隔離、高效使用物理資源，並應對內存碎片化挑戰。 第三章：虛擬內存係統的基石 分頁機製（Paging）詳解：深入理解頁錶結構（二級、三級甚至四級頁錶），TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理及其對性能的影響。 地址轉換流程：通過詳盡的圖示和代碼追蹤，演示一個虛擬地址如何最終映射到物理地址的全過程。 內存保護與隔離：探討內核空間與用戶空間的隔離，以及如何通過權限位（如U/S位）實現安全邊界。 第四章：物理內存管理與夥伴係統 物理內存的管理直接決定瞭係統的吞吐量。 物理內存分配策略：重點介紹夥伴係統（Buddy System）的算法實現、閤並與分裂操作的效率分析。 內存碎片化問題：分析外部和內部碎片化的成因，並探討 Slab/SLUB 分配器如何解決內核對象的小塊分配問題。 內存映射（mmap）機製：詳解用戶程序如何使用 `mmap` 進行文件映射和匿名內存分配，以及這些操作在內核中的底層實現。 第五章：交換機製與內存迴收 當物理內存不足時，操作係統必須具備“忍痛割愛”的能力。 頁麵置換算法：詳細分析 LRU (Least Recently Used) 的變種（如 Clock 算法）在實際內核中的應用。 交換空間（Swap）管理：探討係統如何將不活躍的內存頁移至磁盤，以及何時觸發內存迴收（Reclaim）。 OOM Killer 機製：分析係統在極端壓力下如何選擇犧牲特定進程以保證係統整體的存活。 第三部分：進程調度與並發控製 如何公平、高效地分配CPU時間是操作係統的核心挑戰。 第六章：進程與綫程模型 任務錶示與切換：深入解析進程控製塊（PCB）和任務結構體的構成，理解上下文切換（Context Switching）的開銷和實現細節。 調度實體與運行隊列：區分進程與綫程在內核中的錶示差異，以及它們如何被調度器管理。 信號處理的內核機製：探討信號如何在內核中被攔截、投遞和處理。 第七章：高級 CPU 調度算法 本章著重於現代係統如何實現對實時性和交互性的平衡。 完全公平調度器（CFS）剖析：詳細解析 CFS 的虛擬運行時（vruntime）概念、紅黑樹數據結構的應用，以及如何通過“公平性”實現優先級調度。 實時調度策略：介紹 FIFO 和輪詢（RR）調度策略，以及它們在保障關鍵任務執行中的作用。 調度器鈎子與性能分析：教授如何利用內核工具（如 `ftrace`）追蹤調度事件，評估調度延遲。 第四部分：跨進程通信與同步原語 係統內部需要高效的方式進行信息交換和狀態同步。 第八章：內核同步機製 並發訪問共享數據結構是內核中最危險的操作之一。 自鏇鎖與信號量：深入對比自鏇鎖（Spinlocks）和阻塞型信號量（Semaphores）的使用場景、適用平颱（單處理器與多處理器）及其實現細節。 原子操作與內存屏障：講解如何在不使用鎖的情況下保證多核環境下的數據一緻性，以及內存屏障（Memory Barriers）對編譯器和CPU亂序執行的約束。 R/W 信號量與順序鎖：討論讀寫鎖的應用以及順序鎖（Seqlocks）在讀多寫少場景下的性能優勢。 第九章：進程間通信（IPC）的底層實現 本章側重於內核提供的、不依賴於文件係統的通信方式。 System V IPC 與 POSIX IPC：對比兩種 IPC 機製在內核中的數據結構和資源管理。 共享內存（Shared Memory）：詳細解析如何通過 `shmget`/`shmat` 或 `mmap` 機製建立直接的物理內存共享視圖，並討論其同步挑戰。 消息隊列（Message Queues）：探討內核如何管理消息緩衝區、如何進行消息的發送和接收，以及內核如何處理消息的持久化和阻塞。 --- 總結：構建堅固的係統基石 《深度操作係統內核與內存管理實戰指南》並非一本關於如何編寫特定設備驅動的書籍，而是緻力於構建開發者對操作係統“引擎蓋”下工作原理的深刻理解。通過本書，讀者將能夠： 1. 診斷與優化：定位係統性能瓶頸，特彆是在內存訪問和CPU調度方麵。 2. 安全增強：理解內核的隔離機製，為開發更健壯的係統組件打下基礎。 3. 底層移植：為未來進行操作係統移植或定製內核功能提供必要的理論和實踐知識。 本書提供瞭一個堅實的、不依賴於特定硬件驅動的內核理論框架，使您能夠真正掌控計算資源。

Chapter 01 從?個最簡單的驅動程式談起
Chapter 02 Windows 驅動程式的基本概?
Chapter 03 Windows 驅動程式編譯環境配置、安裝及除錯
Chapter 04 驅動程式的基本結構
Chapter 05 Windows 記憶體管?
Chapter 06 Windows 內核函式
Chapter 07 派遣函式
Chapter 08 驅動程式的同步處?
Chapter 09 IRP 的同步
Chapter 10 計時器
Chapter 11 驅動程式呼叫驅動程式
Chapter 12 分層驅動程式
Chapter 13 讓裝置實現隨插即用
Chapter 14 電源管?
Chapter 15 I/O 埠操作
Chapter 16 PCI 裝置驅動
Chapter 17 USB 裝置驅動
Chapter 18 SDIO 裝置驅動
Chapter 19 虛擬序?埠裝置驅動
Chapter 20 攝影鏡頭裝置驅動
Chapter 21 再?IRP
Chapter 22 篩選驅動程式
Chapter 23 高階除錯技巧

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象，深邃的藍色背景配以簡潔大氣的銀色字體，瞬間就吸引瞭我。整體風格透露齣一種專業、嚴謹的氣息，仿佛在預示著它將帶我進入一個充滿挑戰但又充滿魅力的驅動開發世界。我是一名對操作係統底層運作原理充滿好奇的學習者，尤其對Windows驅動開發情有獨鍾。一直以來，我都希望能找到一本能夠係統性地介紹驅動開發知識的書籍，從基礎概念的講解到實際案例的分析，都能有清晰的脈絡。這本《Windows Device Driver Programming 驅動程式設計》恰恰提供瞭這樣的可能性。雖然我還沒有深入閱讀內容，但僅憑這本書的齣版信息和設計風格，我就已經感受到瞭它所蘊含的深度和廣度。我期待它能夠循序漸進地引導我理解驅動程序的生命周期，掌握與硬件交互的關鍵技術，並學習到如何處理各種復雜的驅動開發場景。我尤其關注書中是否會包含對現代Windows內核架構的剖析，以及如何在最新的Windows版本中進行高效、安全的驅動開發。從這本書的標題來看，它似乎承諾的是一種“專業”的體驗，這讓我對其中可能涵蓋的進階主題産生瞭濃厚的興趣，比如高性能驅動的設計原則、安全驅動的編寫規範，以及如何利用Windows提供的各種API和工具鏈來優化驅動的性能和穩定性。

评分☆☆☆☆☆

從目錄結構上來看，這本書的內容涵蓋瞭相當廣泛的驅動開發主題。我注意到其中有關於總綫驅動、過濾驅動以及設備驅動的章節，這錶明它試圖提供一個全麵的視圖，而不僅僅局限於某一特定類型的驅動。對於我這樣一個希望全麵掌握Windows驅動開發技術的人來說，這種廣度非常重要。我特彆關注書中是否會深入講解中斷處理、DMA（Direct Memory Access）以及電源管理等與硬件緊密相關的核心技術。這些都是開發高性能、高可靠性驅動的關鍵所在，也是很多初學者容易忽略但又至關重要的部分。如果書中能夠提供清晰的原理講解和翔實的示例，我將受益匪淺。此外，我還希望它能涉及到一些與驅動安全相關的內容，例如如何防止驅動程序中的安全漏洞，以及如何利用Windows提供的安全機製來保護內核空間。在一個日益注重安全的時代，這方麵的知識是必不可少的。

评分☆☆☆☆☆

這本書的書名本身就透露齣一種“精深”的意味，暗示著它並非一本淺嘗輒止的入門讀物，而是為那些希望深入理解Windows驅動開發精髓的讀者量身打造。我推測，書中可能不僅僅會講解“如何做”，更會深入探討“為什麼這樣做”，並分析不同設計選擇背後的權衡。我期待它能夠提供一些關於驅動程序性能優化的深刻見解，例如如何通過減少內核調用、優化內存使用以及閤理利用硬件特性來提升驅動程序的響應速度和吞吐量。同時，我也希望書中能夠對一些經典的驅動開發模式進行深入剖析，並提供相應的代碼示例，幫助我掌握這些模式在實際開發中的應用。對於一名希望在驅動開發領域有所建樹的學習者而言，一本能夠提供深度思考和實踐指導的書籍是彌足珍貴的。從書名的專業性來看，我很有信心它能滿足我對於知識深度和廣度的需求。

评分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先映入眼簾的是作者的序言，字裏行間洋溢著對驅動開發事業的熱情，也傳遞齣一種“大道至簡”的哲學理念。雖然內容我尚未細品，但從序言的文字風格來看，作者顯然是一位經驗豐富、學識淵博的專傢。他用一種非常謙遜而又自信的語氣，描繪瞭驅動開發領域所麵臨的挑戰以及學習它的重要性。我特彆留意到序言中提到的一些驅動開發的核心挑戰，例如對硬件的精細控製、對係統資源的閤理分配，以及如何在復雜多變的內核環境中保證驅動的穩定性和安全性。這些都是我在自學過程中經常遇到的難題，也正是我迫切希望在這本書中找到解決方案的關鍵點。序言中還強調瞭理論與實踐相結閤的重要性，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我深信，一本好的技術書籍，不僅僅是知識的堆砌，更應該是一種思想的啓迪，一種學習方法的引導。從序言的基調來看，這本書似乎具備瞭這樣的潛質。我希望它能提供清晰的學習路徑，從最基礎的驅動模型開始，逐步深入到更復雜的設備驅動類型，並提供一些具有代錶性的示例代碼，幫助我理解抽象的概念。

评分☆☆☆☆☆

我在網絡上看到瞭一些關於這本書的討論，其中一位讀者提到，這本書的講解方式非常“接地氣”，能夠將一些晦澀難懂的內核概念以一種易於理解的方式呈現齣來。這讓我對這本書的學習麯綫産生瞭積極的預期。我是一名半路齣傢的程序員，之前在用戶態開發領域積纍瞭一些經驗，但對於內核態的編程，我一直感到有些畏懼。我擔心會遇到很多概念性的障礙，例如IRP（I/O Request Packet）的生命周期、WDM（Windows Driver Model）與KMDF（Kernel-Mode Driver Framework）的區彆與選擇、以及如何正確地處理同步與異步操作。如果這本書能夠有效地消除這些學習上的“攔路虎”，那無疑將極大地加速我的驅動開發學習進程。我特彆希望書中能夠提供一些關於調試驅動程序的技巧和工具介紹，因為我知道，驅動程序的調試往往比用戶態程序更加復雜和耗時。從那位讀者的評價來看，這本書很可能在這方麵提供瞭寶貴的經驗和實用的方法，能夠幫助我少走彎路。