原创 USB自定义设备驱动01

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一、USB设备驱动入门

1、学习目的

（1）了解windows系统硬件驱动的一些基本知识。从应用程序给出要求、驱动程序如果处理、底层硬件工作的大致情况有个基本了解。

（2）使用自定义的应用程序、自定义的驱动程序来控制与设备的交互。

2、学习工具

我手边有去年买的一本《windows驱动开发技术详解》，这本书写的挺好的。不过去年我买的时候，看着像天书。到现在，反复看了两遍以后，心里对windows底层的工作原理已经有了那么一点点概念了。

像PCI、USB类型的设备，都是属于WDM驱动模型。特点是即插即用、分层、面向对象、数据驱动（IRP）。

3、WDM驱动特征分析

（1）即插即用

比如对一个USB设备来说，就能够做到即插即用。

USB主机控制器是PCI总线上的一个设备，在windows启动的时候就已经安装好的驱动。系统可以驱动USB HC，其下游端口有设备接入的时候，HCD也有相应的程序进行处理。

比如现在插入一个u盘，在主机的根集线器端口。它向HC报告了这个事件后，有一个叫做即插即用管理器的组件，根据USB总线驱动对象创建一个PDO设备对象。

然后总线驱动获取设备的VID、PID、设备类型等信息，这是通过设备枚举取得的。根据这些信息，windows系统查找相应的功能驱动，比如u盘就是大容量设备类驱动。然后这个驱动再创建一个FDO设备对象。这样这个设备就可以供用户使用了。

（2）分层

分层是现代操作系统的特征，也是我们编写软件时提高可读性、灵活性、可重用性的方法。

分层使得设备对用户提供了统一的操作接口。

比如用户要打卡设备，都是调用 CreateFile（）函数、读写用 ReadFile（）和WriteFile函数、控制用DeviceIOCtrl（）函数。

这些函数都是win32子系统实现的，windows系统将这些函数调用转化为系统调用，进入windows内核。

内核服务函数调用windows的执行组件，一般设备操作是用过IO管理器完成的。IO管理器根据用户传递下来的设备名称，找到相应的驱动对象和设备对象。

IO管理器把用户的要求组合成一个用户输入输出请求包（IRP），然后利用IRP调用相应的驱动程序。这里时间上使用的回调函数的概念，根据具体请求（读、写或其它要求），调用驱动程序的相应函数进行处理。

驱动一般也是多层。上层的驱动程序完成一些工作后，将IRP传递到下一层。比如USB设备的操作，经过功能层次的处理，创建URB请求包附加到IRP中，最后由总线驱动和HCD驱动转换为USB总线上的数据包。

二、USB设备驱动开发

1、开发过程简介

这次只是了解一下windows驱动开发的过程，并没有详细学习windows驱动开发的计划，我连VC都已经不熟悉了。

本次操作是根据《圈圈教你玩USB》第九章的源程序，做一些稍微的修改，使它适合智林开发板的驱动。

主要实现按键信息的读取、led灯的控制两个内容，跟上次实现的自定义HID设备功能一样。只是现在采用自定义设备而不是HID设备类型、使用自定义的文件读写而不是从HID驱动获取的报告描述符中获取数据了。

2、驱动框架的建立

（1）编译vdw_wdm.lib

（2）根据向导建立一个USB WDM驱动程序。

工程名“usbdevice”、“WDM”类型驱动、“功能驱动”、“USB驱动”

“使用端点1的中断输入、中断输出”、“使用缓冲IO”、“VID=8888，PID=<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1111”。

（3）去掉link选项里的ntstrsafe.lib，整个工程编译成功。

3、驱动程序的修改

主要是在读写函数里修改：

//在这里构建读数据的URB

PURB pUrb = EP1_WRITE.BuildInterruptTransfer(

             pBuffer,       writeSize,            TRUE,         NULL,NULL,     FALSE );

      if (pUrb == NULL){

             status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;

      }

      else {

             status = EP1_WRITE.SubmitUrb(pUrb,NULL,NULL,0);

             bytesSent = pUrb->UrbInterruptTransfer.TransferBufferLength;

             delete pUrb;

      }

按照圈圈书里的描述进行修改，实际修改的地方很少。

4、设备固件的修改

将设备描述符里的设备类改为“0xFF”。

将设备的VID、PID改为“8888”和“1111”。

将HID类描述符删除。

将报告描述符删除。

编译、下载，windows弹出安装驱动的界面。安装好以后，在设备管理器可以看到如下设备。

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