有兩種方式可以讓設備和應用程序之間聯系：1. 通過為設備創建的一個符號鏈；2. 通過輸出到一個接口WDM驅動程序建議使用輸出到一個接口而不推薦使用創建符號鏈的方法。這個接口保證PDO的安全，也保證安全地創建一個惟一的、獨立于語言的訪問設備的方法。一個應用程序使用Win32APIs來調用設備。在某個Win32 APIs和設備對象的分發函數之間存在一個映射關系。獲得對設備對象訪問的第一步就是打開一個設備對象的句柄。
用符號鏈打開一個設備的句柄為了打開一個設備，應用程序需要使用CreateFile。如果該設備有一個符號鏈出口，應用程序可以用下面這個例子的形式打開句柄：hDevice = CreateFile("\\\\.\\OMNIPORT3", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL ,NULL);文件路徑名的前綴“\\.\”告訴系統本調用希望打開一個設備。這個設備必須有一個符號鏈，以便應用程序能夠打開它。有關細節查看有關Kdevice和CreateLink的內容。在上述調用中第一個參數中前綴后的部分就是這個符號鏈的名字。注意：CreatFile中的第一個參數不是Windows 98/2000中驅動程序(.sys文件)的路徑。是到設備對象的符號鏈。如果使用DriverWizard產生驅動程序，它通常使用類KunitizedName來構成設備的符號鏈。這意味著符號鏈名有一個附加的數字，通常是0。例如：如果鏈接名稱的主干是L“TestDevice”那么在CreateFile中的串就該是“\\\\.\\TestDevice0”。如果應用程序需要被覆蓋的I/O，第六個參數(Flags)必須或上FILE_FLAG_OVERLAPPED。
使用一個輸出接口打開句柄用這種方式打開一個句柄會稍微麻煩一些。DriverWorks庫提供兩個助手類來使獲得對該接口的訪問容易一些，這兩個類是CDeviceInterface, 和 CdeviceInterfaceClass。CdeviceInterfaceClass類封裝了一個設備信息集，該信息集包含了特殊類中的所有設備接口信息。應用程序能有用CdeviceInterfaceClass類的一個實例來獲得一個或更多的CdeviceInterface類的實例。CdeviceInterface類是一個單一設備接口的抽象。它的成員函數DevicePath()返回一個路徑名的指針，該指針可以在CreateFile中使用來打開設備。下面用一個小例子來顯示這些類最基本的使用方法：extern GUID TestGuid;HANDLE OpenByInterface( GUID* pClassGuid, DWORD instance, PDWORD pError){ CDeviceInterfaceClass DevClass(pClassGuid, pError); if (*pError != ERROR_SUCCESS) return INVALID_HANDLE_VALUE; CDeviceInterface DevInterface(&DevClass, instance, pError); if (*pError != ERROR_SUCCESS) return INVALID_HANDLE_VALUE; cout << "The device path is " << DevInterface.DevicePath() << endl;
HANDLE hDev; hDev = CreateFile( DevInterface.DevicePath(), GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL ); if (hDev == INVALID_HANDLE_VALUE) *pError = GetLastError(); return hDev;}
在設備中執行I/O操作一旦應用程序獲得一個有效的設備句柄，它就能使用Win32 APIs來產生到設備對象的IRPs。下面的表顯示了這種對應關系。Win32 API DRIVER_FUNCTION_xxxIRP_MJ_xxx KDevice subclass member function CreateFile CREATE Create ReadFile READ Read WriteFile WRITE Write DeviceIoControl DEVICE_CONTROL DeviceControl CloseHandle CLOSECLEANUP CloseCleanUp 需要解釋一下設備類成員的Close和CleanUp：CreateFile使內核為設備創建一個新的文件對象。這使得多個句柄可以映射同一個文件對象。當這個文件對象的最后一個用戶級句柄被撤銷后，I/O管理器調用CleanUp。當沒有任何用戶級和核心級的對文件對象的訪問的時候，I/O管理器調用Close。如果被打開的設備不支持指定的功能，則調用相應的Win32將引起錯誤（無效功能）。以前為Windows95編寫的VxD的應用程序代碼中可能會在打開設備的時候使用FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE屬性。在Windows NT/2000中，建議不要使用這個屬性，因為它將導致沒有特權的用戶企圖打開這個設備，這是不可能成功的。I/O管理器將ReadFile和WriteFile的buff參數轉換成IRP域的方法依賴于設備對象的屬性。當設備設置DO_DIRECT_IO標志，I/O管理器將buff鎖住在存儲器中，并且創建了一個存儲在IRP中的MDL域。一個設備可以通過調用Kirp::Mdl來存取MDL。當設備設置DO_BUFFERED_IO標志，設備對象分別通過KIrp::BufferedReadDest或 KIrp::BufferedWriteSource為讀或寫操作獲得buff地址。當設備不設置DO_BUFFERED_IO標志也不設置DO_DIRECT_IO，內核設置IRP 的UserBuffer域來對應ReadFile或WriteFile中的buff參數。然而，存儲區并沒有被鎖住而且地址只對調用進程有效。驅動程序可以使用KIrp::UserBuffer來存取IRP域。對于DeviceIoControl調用，buffer參數的轉換依賴于特殊的I/O控制代碼，它不在設備對象的特性中。宏CTL_CODE（在winioctl.h中定義）用來構造控制代碼。這個宏的其中一個參數指明緩沖方法是METHOD_BUFFERED, METHOD_IN_DIRECT, METHOD_OUT_DIRECT, 或METHOD_NEITHER。下面的表顯示了這些方法和與之對應的能獲得輸入緩沖與輸出緩沖的KIrp中的成員函數：Method Input Buffer Parameter Output Buffer Parameter METHOD_BUFFERED KIrp::IoctlBuffer KIrp::IoctlBuffer
METHOD_IN_DIRECT KIrp::IoctlBuffer KIrp::Mdl
METHOD_OUT_DIRECT KIrp::IoctlBuffer KIrp::Mdl
METHOD_NEITHER KIrp::IoctlType3InputBuffer KIrp::UserBuffer
如果控制代碼指明METHOD_BUFFERED，系統分配一個單一的緩沖來作為輸入與輸出。驅動程序必須在向輸出緩沖放數據之前拷貝輸入數據。驅動程序通過調用KIrp::IoctlBuffer獲得緩沖地址。在完成時，I/O管理器從系統緩沖拷貝數據到提供給Ring 3級調用者使用的緩沖中。驅動程序必須在結束前存儲拷貝到IRP的Information成員中的數據個數。如果控制代碼不指明METHOD_IN_DIRECT或METHOD_OUT_DIRECT，則DeviceIoControl的參數呈現不同的含義。參數InputBuffer被拷貝到一個系統緩沖，這個緩沖驅動程序可以通過調用KIrp::IoctlBuffer。參數OutputBuffer被映射到KMemory對象，驅動程序對這個對象的訪問通過調用KIrp::Mdl來實現。對于METHOD_OUT_DIRECT，調用者必須有對緩沖的寫訪問權限。注意，對METHOD_NEITHER，內核只提供虛擬地址；它不會做映射來配置緩沖。虛擬地址只對調用進程有效。這里是一個用METHOD_BUFFERED的例子：首先，使用宏CTL_CODE來定義一個IOCTL代碼：#define IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV \CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN,0,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)現在使用一個DeviceIoControl調用：BOOLEAN b;CHAR FirmwareRev[60];ULONG FirmwareRevSize;b = DeviceIoControl(hDevice, IOCTL_MYDEV_GET_VERSION_STRING, NULL, // no input 注意，這里放的是包含有執行操作命令的字符串指針 0, FirmwareRev, //這里是output串指針，存放從驅動程序中返回的字符串。sizeof(FirmwareRev),& FirmwareRevSize, NULL // not overlapped I/O );如果輸出緩沖足夠大，設備拷貝串到里面并將拷貝的資結束設置到FirmwareRevSize中。在驅動程序中，代碼看起來如下所示：const char* FIRMWARE_REV = "FW 16.33 v5";NTSTATUS MyDevice::DeviceControl( KIrp I ){ ULONG fwLength=0; switch ( I.IoctlCode() ) { case IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV: fwLength = strlen(FIRMWARE_REV)+1; if (I.IoctlOutputBufferSize() >= fwLength) { strcpy((PCHAR)I.IoctlBuffer(),FIRMWARE_REV); I.Information() = fwLength; return I.Complete(STATUS_SUCCESS); } else { } case . . . } }
標簽：
驅動程序
應用程序
接口
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2013-10-17
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微處理器及微型計算機的發展概況 第一代微處理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040為代表的四位微處理機。 第二代微處理機（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微處理機 第三代微機是以16位機為代表，基本上是在第二代微機的基礎上發展起來的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基礎發展起來的；M68000是Motorola公司在M6800 的基礎發展起來的； 第四代微處理機 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU為代表， 第五代微處理機的發展更加迅猛，1993年3月被命名為PENTIUM的微處理機面世，98年PENTIUM 2又被推向市場。
INTEL CPU 發展歷史Intel第一塊CPU 4004,4位主理器,主頻108kHz,運算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百萬條指令),集成晶體管2,300個,10微米制造工藝,最大尋址內存640 bytes,生產曰期1971年11月.
8085,8位主理器,主頻5M,運算速度0.37MIPs,集成晶體管6,500個,3微米制造工藝,最大尋址內存64KB,生產曰期1976年
8086,16位主理器,主頻4.77/8/10MHZ,運算速度0.75MIPs,集成晶體管29,000個,3微米制造工藝,最大尋址內存1MB,生產曰期1978年6月.
80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主頻25/33/50/66/75/100MHZ,總線頻率33/50/66MHZ,運算速度20~60MIPs,集成晶體管1.2M個,1微米制造工藝,168針PGA,最大尋址內存4GB,緩存8/16/32/64KB,生產曰期1989年4月
Celeron一代, 主頻266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 總線頻率66MHz,0.25微米制造工藝,生產曰期1998年4月)
Pentium 4 (478針),至今分為三種核心:Willamette核心(主頻1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工藝),Northwood核心(主頻1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工藝, 二級緩存512K),Prescott核心(主頻2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工藝,1M二級緩存,13條全新指令集SSE3),生產曰期2001年7月.
更大的緩存、更高的頻率、 超級流水線、分支預測、亂序執行超線程技術
微型計算機組成結構單片機簡介單片機即單片機微型計算機，是將計算機主機(CPU、 內存和I/O接口)集成在一小塊硅片上的微型機。
三、計算機編程語言的發展概況 機器語言 機器語言就是0，1碼語言，是計算機唯一能理解并直接執行的語言。匯編語言 用一些助記符號代替用0，1碼描述的某種機器的指令系統，匯編語言就是在此基礎上完善起來的。高級語言 BASIC，PASCAL，C語言等等。用高級語言編寫的程序稱源程序，它們必須通過編譯或解釋，連接等步驟才能被計算機處理。 面向對象語言 C++，Java等編程語言是面向對象的語言。
1.3 微型計算機中信息的表示及運算基礎（一） 十進制ND有十個數碼：0～9，逢十進一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加權展開式以10稱為基數，各位系數為0～9，10i為權。 一般表達式：ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+…
（二） 二進制NB兩個數碼：0、1, 逢二進一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加權展開式以2為基數，各位系數為0、1， 2i為權。 一般表達式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+…
（三）十六進制NH十六個數碼0～9、A～F，逢十六進一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展開式以十六為基數，各位系數為0～9，A～F，16i為權。 一般表達式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+…
二、不同進位計數制之間的轉換
（二）二進制與十六進制數之間的轉換 24=16 ，四位二進制數對應一位十六進制數。舉例：（三）十進制數轉換成二、十六進制數整數、小數分別轉換 1.整數轉換法“除基取余”：十進制整數不斷除以轉換進制基數，直至商為0。每除一次取一個余數，從低位排向高位。舉例：
2. 小數轉換法“乘基取整”：用轉換進制的基數乘以小數部分，直至小數為0或達到轉換精度要求的位數。每乘一次取一次整數，從最高位排到最低位。舉例：
三、帶符號數的表示方法
機器數：機器中數的表示形式。真值： 機器數所代表的實際數值。舉例:一個8位機器數與它的真值對應關系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 機器數：[X1]機= 01010100 [X2]機= 11010100(二)原碼、反碼、補碼最高位為符號位，0表示 “+”，1表示“－”。 數值位與真值數值位相同。 例 8位原碼機器數： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 機器數： [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原碼表示簡單直觀,但0的表示不唯一，加減運算復雜。
正數的反碼與原碼表示相同。 負數反碼符號位為 1，數值位為原碼數值各位取反。 例 8位反碼機器數： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、補碼（Two’s Complement）正數的補碼表示與原碼相同。 負數補碼等于2n－abs（x）8位機器數表示的真值四、 二進制編碼例：求十進制數876的BCD碼 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符編碼 美國標準信息交換碼ASCII碼，用于計算 機與計算機、計算機與外設之間傳遞信息。
3、漢字編碼 “國家標準信息交換用漢字編碼”（GB2312-80標準），簡稱國標碼。 用兩個七位二進制數編碼表示一個漢字 例如“巧”字的代碼是39H、41H漢字內碼例如“巧”字的代碼是0B9H、0C1H1·4 運算基礎 一、二進制數的運算加法規則：“逢2進1” 減法規則：“借1當2” 乘法規則：“逢0出0，全1出1”二、二—十進制數的加、減運算 BCD數的運算規則 循十進制數的運算規則“逢10進1”。但計算機在進行這種運算時會出現潛在的錯誤。為了解決BCD數的運算問題，采取調整運算結果的措施：即“加六修正”和“減六修正”例：10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 ＋ 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 ＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 ……調整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 進位
例： 10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD)
1 0 0 0 1 0 0 0 － 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 － 0 1 1 0 ……調整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 帶符號二進制數的運算
1.5 幾個重要的數字邏輯電路編碼器譯碼器計數器微機自動工作的條件程序指令順序存放自動跟蹤指令執行1.6 微機基本結構微機結構各部分組成連接方式1、以CPU為中心的雙總線結構；2、以內存為中心的雙總線結構；3、單總線結構CPU結構管腳特點 1、多功能；2、分時復用內部結構 1、控制; 2、運算; 3、寄存器; 4、地址程序計數器堆棧定義 1、定義；2、管理；3、堆棧形式
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微機原理
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