windows设备管理

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1、Windows设备管理Windows2000/XP的I/O系统1.WindowsI/O系统结构和组件2.WindowsI/O系统的数据结构3.Windows设备驱动程序4.WindowsI/O处理1.WindowsI/O系统结构和组件Windows2000/XPI/O系统是Windows2000/XP执行体的组件，存在于NTOSKRNL．EXE文件中。它接受来自用户态和核心态的I/O请求，并且以不同的形式把它们传送到I/O设备。Windows2000/XPI/O系统的设计目标如下：（1）高效快速进行I/O处理；（2）使用标准的安全机制保护共享的资源；（3）满足W

2、in32、OS/2和POSIX(PortableOperatingSystem)子系统指定的I/O服务的需要；（4）允许用高级语言编写驱动程序；（5）根据用户的配置或者系统中硬件设备的添加和删除，能在系统中动态地添加或删除相应的设备驱动程序；（6）为包括FAT、CD-ROM文件系统(CDFS)、UDF(UniversalDiskFormat)文件系统和Windows2000/XP文件系统(NTFS)的多种可安排的文件系统提供支持；（7）允许整个系统或者单个硬件设备进入和离开低功耗状态，这样可以节约能源。Windows2000/XPI/O系统定义了Windows2

3、000/XP上的I/O处理模型，并且执行公用的或被多个驱动程序请求的功能。它主要负责创建代表I/O请求的IRP和引导通过不同驱动程序的包，在完成I/O时向调用者返回结果。I/O管理器通过使用I/O系统对象来定位不同的驱动程序和设备，这些对象包括驱动程序对象和设备对象。内部的Windows2000/XPI/O系统以异步操作方式获得高性能，并且向用户态应用程序提供同步和异步I/O功能。设备驱动程序不仅包括传统的硬件设备驱动程序，还包括文件系统、网络和分层过滤器驱动程序。通过使用公用机制，所有驱动程序都具有相同的结构，并以相同的机制在彼此之间和I/0管理器通信。所以，

4、它们可以被分层，即把一层放在另一层上来达到模块化，并可以减少在驱动程序之间的复制。Windows2000/XPI/O系统的结构和组件用户态即插即用组件用于控制和配置设备的用户态API。I/O管理器把应用程序和系统组件连接到各种虚拟的、逻辑的和物理的设备上，并且定义了一个支持设备驱动程序的基本构架。负责驱动I/O请求的处理，为设备驱动程序提供核心服务。它把用户态的读写转化为I/O请求包IRP。设备驱动程序为某种类型的设备提供一个I/O接口。设备驱动程序从I/O管理器接受处理命令，当处理完毕后通知I/O管理器。设备驱动程序之间的协同工作也通过I/O管理器进行。即插即

5、用管理器PnP(plugandplay)通过与I/O管理器和总线驱动程序的协同工作来检测硬件资源的分配，并且检测相应硬件设备的添加和删除。电源管理器通过与I/O管理器的协同工作来检测整个系统和单个硬件设备，完成不同电源状态的转换。WMI(WindowsManagementlnstrumentation)支持例程也叫做Windows驱动程序模型WDM(WindowsDriverModel)WMI提供者，允许驱动程序使用这些支持例程作为媒介，与用户态运行的WMI服务通信。即插即用WDM接口I/O系统为驱动程序提供了分层结构，这一结构包括WDM驱动程序、驱动程序层和设

6、备对象。WDM驱动程序可以分为三类：总线驱动程序、驱动程序和过滤器驱动程序。每一个设备都含有两个以上的驱动程序层，用于支持它所基于的I/O总线的总线驱动程序，用于支持设备的功能驱动程序，以及可选的对总线、设备或设备类的I/O请求进行分类的过滤器驱动程序。注册表作为一个数据库，存储基本硬件设备的描述信息以及驱动程序的初始化和配置信息。硬件抽象层(HALHardwareAbstractionLayer)I/O访问例程把设备驱动程序与多种多样的硬件平台隔离开来，使它们在给定的体系结构中是二进制可移植的，并在Windows2000/XP支持的硬件体系结构中是源代码可移植

7、的。在Windows2000/XP中，所有的I/O操作都通过虚拟文件执行，隐藏了I/O操作目标的实现细节，为应用程序提供了一个统一的到设备的接口。虚拟文件是指用于I/O的所有源或目标，它们都被当做文件来处理(例如文件、目录、管道和邮箱)。所有被读取或写入的数据都可以看作是直接读写到这些虚拟文件的流。用户态应用程序(不管它们是Win32、POSIX或OS/2)调用文档化的函数(公开的调用接口)，这些函数再依次调用内部I/O子系统函数来从文件中读取、对文件写入和执行其他的操作。I/O管理器动态地把这些虚拟文件请求指向适当的设备驱动程序。一个典型的I/O请求流程的结构

8、如下图所示。一个典型的I