Windows NT Device Driver Development pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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价格:550.00元

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isbn号码:9781578700585

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Windows驱动
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具体描述

深入探索操作系统内核的奥秘：驱动开发的核心艺术《Windows NT Device Driver Development》并非一本关于Windows NT操作系统设备驱动开发的浅尝辄止的指南，而是一部深入挖掘操作系统内核运作机制、精炼驱动程序设计智慧的权威之作。它旨在为那些渴望理解操作系统如何与硬件亲密无间、如何巧妙管理系统资源的开发者提供一条通往精通之路。这本书不只是列举API和函数，更侧重于阐述驱动开发背后的设计哲学、性能考量以及安全原则，帮助读者构建出稳定、高效且坚不可摧的驱动程序。宏大视角：从内核到硬件的桥梁本书首先会带你穿越Windows NT内核的层层迷雾，从宏观的内核架构入手，深入剖析各个关键组件的功能及其相互之间的协同作用。你将学习到内核对象的本质，理解IRP（I/O Request Packet）的生命周期，以及Windows NT如何通过分层结构来管理各种I/O请求。这不仅是一个技术性的介绍，更是一种思维模式的建立——将驱动程序置于整个操作系统生态系统中进行考量，理解其在系统调用、内核调度、内存管理等核心进程中的定位和影响。驱动程序模型：掌握核心接口与交互本书将详尽地解析Windows NT驱动程序模型，让你理解不同类型的驱动程序（如总线驱动程序、类驱动程序、端口驱动程序）各自的职责和设计思路。核心内容将聚焦于Windows Driver Model (WDM) 的精髓，详细讲解如何创建和管理设备对象、驱动对象，以及如何有效地响应各种I/O控制码（IOCTL）。你将学习到驱动程序的初始化、启动、停止以及卸载的全过程，理解内核模式下的同步和异步操作，包括关键区、互斥体、事件等同步原语的正确使用，以及如何避免常见的死锁和竞态条件。内存管理与数据传输：性能的基石在高性能驱动程序开发的道路上，内存管理是不可忽视的环节。本书将深入探讨Windows NT内核的内存管理机制，包括虚拟内存、物理内存的分配与释放，以及驱动程序如何在内核空间安全有效地访问和管理内存。特别地，它会详尽讲解DMA（Direct Memory Access）技术，教你如何为硬件设备配置DMA传输，优化数据读写效率，从而大幅提升设备的响应速度和系统的整体吞吐量。你将学习到内存对齐、缓冲区管理、内存拷贝等关键技术，以及如何利用这些技术来最小化内存访问的开销。中断与同步：实时响应的艺术驱动程序的响应能力直接关系到设备的实时性和系统的稳定性。本书将系统性地讲解中断处理机制，包括中断请求（IRQ）的分配、中断服务例程（ISR）的编写、延迟过程调用（DPC）的调度与执行。你将深入理解中断处理的各个阶段，学习如何在ISR中执行最小化的工作，并将耗时的操作推迟到DPC中进行，以确保系统的响应速度。同时，本书会强调同步机制在中断处理中的重要性，教会你如何使用各种同步工具（如Spin Locks）来保护共享数据，避免数据损坏和系统崩溃。设备配置与资源管理：驱动程序的“身份识别” 驱动程序需要能够正确地识别和配置其所管理的硬件设备。本书将深入讲解即插即用 (PnP) 管理器的工作原理，以及驱动程序如何通过PnP接口来注册设备、响应PnP事件（如设备插入、移除、属性更改）。你将学习到如何使用设备描述符、硬件ID、兼容ID等信息来唯一标识设备，并如何根据这些信息动态地加载和卸载驱动程序。此外，本书还会探讨电源管理接口，教你如何编写支持节能模式的驱动程序，从而优化系统功耗。错误处理与调试：化繁为简的实战技巧任何复杂的系统都不可避免地会遇到问题。本书将提供一套系统性的错误处理策略，教你如何在驱动程序中捕获和报告错误，并给出合理的恢复措施。更重要的是，它将深入介绍Windows NT驱动程序调试的艺术。你将学习到如何使用WinDbg等强大的调试工具，包括设置断点、查看内存、检查堆栈、单步执行等高级调试技巧，以及如何分析内核转储文件来定位驱动程序中的bug。这些实战技巧将帮助你快速定位并解决驱动程序开发过程中遇到的各种难题。安全与可靠性：构建值得信赖的驱动在操作系统内核层面进行开发，安全性和可靠性是至关重要的。本书将深入讨论驱动程序安全模型，包括用户模式与内核模式的安全边界、访问控制列表（ACL）的作用，以及如何防止驱动程序成为系统安全漏洞的入口。你将学习到如何编写具有鲁棒性的驱动程序，避免缓冲区溢出、整数溢出等常见的安全隐患，并了解如何利用内核提供的安全机制来保护系统资源。此外，本书还会强调在设计和实现过程中如何考虑驱动程序的长期稳定性和兼容性。高级主题与未来展望除了核心概念之外，本书还会涉及一些高级主题，例如Filter Driver的编写，它允许你在现有驱动程序之上添加功能或修改其行为，而无需修改原始驱动程序。你还会接触到用户模式与内核模式之间的通信机制，以及如何利用I/O完成端口（IOCP）等技术来提高I/O操作的效率。本书的最后部分可能会展望未来，讨论下一代Windows驱动程序模型（如Kernel-Mode Driver Framework - KMDF），并为你继续深入学习提供方向。面向读者：本书适合具备C/C++编程基础，并且对操作系统原理有一定了解的软件工程师、系统程序员以及嵌入式开发人员。无论你是想深入理解Windows NT内核运作的学术研究者，还是希望开发高性能设备驱动的工程实践者，都能从中获益匪浅。本书将为你打开一扇通往操作系统核心世界的大门，让你不仅能“使用”Windows，更能“驾驭”它。