Contents
• Device Driver란 무엇인가?
• Driver의 종류
• Steam Driver의 구조
• User Mode Driver의 프레임 워크
• Loading a Steam Driver
Device Driver란?
• 디바이스 드라이버는 OS상에서 물리적 또는 가상 장치의 기능을 사용하기 위한 소프트웨어
Driver Application
Device CE 6.0
Device Driver의 종류
• Native
vs
Stream• 어떤 프로세스에 의해 로드 되는가? Who !
• User
vs
Kernel• 드라이버의 위치 Where !
• Monolithic
vs
Layered (MDD/PDD)• 개발 방법 how !
• Built In
vs
Dynamic/Installablewhen !
• Driver Family
Monolithic vs Layered
• Monolithic Drivers
• Upper Edge와 Lower Edge를 한꺼번에 구현
• 호환성 문제 많은 시갂과 비용
• 적은 코드의 재사용성
• 꾀 복잡한 개발
• 높은 성능
Monolithic vs Layered
• MDD/PDD 또는 Layerd Drivers
• Model Device Driver + Platform Device Driver = Driver
• PB에서 샘플소스 제공 Upper Edge MDD
• MDD를 사용하는 경우에 개발자가 담당하는 Lower Edge
PDD
• PDD (Platform Dependent Driver)
• 하드웨어 종속적인 코드만을 구현
• DDSI(Device Driver Service Provider Interfave)
Monolithic vs Layered
Device.exe 또는 GWES.exe
MDD모듈
PDD모듈 모노리딕 드라이버 Layerd 드라이버
하나 의 바이 너리
파일(DLL)
Native vs Stream
• Native
• 저마다 자신에게 가장 적합한 드라이버 인터페이스를 갖 고 있는 드라이버
• Keyboard
• Display
• Touch
• GWES.exe 프로세스 아래에서 동작
각자의 고유의 드라이버 모델
Native Device Driver Model
Monolithic Native Driver Device Driver Interface (DDI)
Graphics, Windowing, and Events System (GWES)
MDD
PDD
Device Driver Interface (DDI)
Device
Native vs Stream
• Stream Drivers
• 장치관리자(Device.exe, Devmgr.dll)에 의해 로드 및 관리
• 물리적, 가상적 장치의 어떠한 타입이든 지원
• 최소한의 인터페이스 요구사항
• 드라이버 엔트리 포인트…
• 파일을 접근하듯이
• Win32 API CreateFile(), Readfile(), Writefile(), Device Control(), SetFilePointer(), CloseHandle() 등의 함수 사용
• 부팅 또는 직접적(설치)으로 로딩
Stream Interface Device Driver Model
Monolithic Stream Interface
Driver Stream Interface
Stream Interface
NDIS Wrapper
Device Manager
Stream Interface
(DDI)
MDD
NDIS
NDIS Wrapper NDIS Miniport
PDD
Device
Device File Names
• 드라이버는 특별한 파일 시스템 장치로 접근
• 접두어 세글자
• Legacy – “COM1:”
• Device – “\$device\COM1”
• Bus – “\$bus\PCMCIA_0_0_0”
• 이와 동시에 인터페이스 GUID를 시스템 레지스트 리에 같이 등록
Stream Driver 구조
응용프로그램
파일 시스템
Stream Interface Driver
(부팅하면서 로딩) Window CE
Kernel 장치관리자
H/W 플랫폼 Built-in
Hardware Software Interrupt Events
OAL
CreateFile
Stream Driver의 실행
• 정해짂 접두어 세글자를 선택
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\Serial]
"Irq"=dword:16 ; 22 IRQ_FFUART
"SysIntr"=dword:1d ; 29 SYSINTR_FFUART
"MemBase"=dword:40100000 ; FFUART Register
"MemLen"=dword:40
"DeviceArrayIndex"=dword:80 ; FFUART object
"Prefix"="COM"
• 엔트리 포인트 (DDI 함수들을 구현)
• *.def 파일 생성
• 드라이버를 로드하기 위한 레지스트리값 생성
Stream Entry Point : Init, Deinit
• XXX_Init
• 장치 관리자가 드라이버를 로드 할 때
• 필요한 자원의 초기화
• 메모리 매핑
• IST초기화
• XXX_Deinit
• 장치 관리자가 드라이버 해제 할 때
• 자원을 내놓으며, IST 중지
Stream Entry Point : Read, Write …
• XXX_Read
• ReadFile() 함수 - 데이터를 읽음
• XXX_Write
• WriteFile() 함수 - 데이터를 기록
• XXX_Seek
• setFilePoint() 함수 – 시작위치를 정의
Stream entry Points : Open, Close
• XXX_Open
• CreateFile() 함수를 사용해 드라이버에 접근
• CreateFile() 함수는 적젃한 디바이스 드라이버의 XXX_Open을 호출
• 복수 개의 쓰레드로부터 동시에 XXX_Open()
• 또는 한번에 하나의 쓰레드만이 XXX_Open()호출
• XXX_Close
• CloseHandle() 함수를 이용
• 사용하던 권한을 반납
Stream Entry Points : IOControl
• XXX_IOControl
• 응용프로그램과 통신
• DeviceIoControl() 함수를 사용해 응용프로그램이 2개의 버퍼를 제공 (app D.D, D.D app)
• 비교적 적은 양의 데이터를 사용
• 이 함수가 호출되기 젂에 XXX_Open()함수가 먼저 호출
BOOL XXX_IOControl(
DWORD hOpenContext, DWORD dwCode,
PBYTE pBufIn, DWORD dwLenIn,
Stream Entry Points : 기타
• XXX_PreClose
• XXX_PreDeinit
• XXX_PowerUP
• XXX_PowerDown
User Mode Driver Framework
• CE 5.0이젂, 드라이버는 User Mode에서 동작
특별한 UI상의 제약 없다
• Windows Embedded CE 6.0에서는 대부분의 드라 이버가 커널모드에서 동작
• 커널모드의 드라이버는 UI요청을 위해서는 User Mode에서 동작하는 Dll을 준비하여 사용
• CeCallUserProc () 함수를 사용
User Interface(사용예)
// Windows CE 5.0 이젂 버젂 MessageBOX(…)
//Windows Embedded CE 6.0
If (!CeCallUserProc(L”DllName”, L”FuncName”, IpInBuffer, ninBufferSize, IpOutBufferSize, IpBytesReturned))
{}
====================================
FuncName 함수
BOOL FuncName(LPVOID IpInBuffer, DWORD nInBufferSize, LPVOID IpOutBuffer, DWORD nOutBufferSize, PDWORD pBytesReturnd)
{MessageBox(Parameters unpacked from InBuffer);
}
User 와 Kernel 모드 드라이버
Windows CE
Application Shell
ServicesD.EXE Udevice.EXE Udevice.EXE User
Mode Driver 1
User Mode Driver n
Win32 CE APIs –COREDLL / WINSOCK / COMMCTRL / COMMDLG Service
1
Service n
KERNEL.DLL DEVMRG.DLL
GWES.DLL
FILESYS.DLL
OAL Drivers FSDMGR.DLL
Networking DLLs
User Memory Spaceel Memory Space
Marshalling
커널레벨의 드라이버(Kernel Mode)
• 기본적인 드라이버 모델 (CE6.0)
• 커널 가상 메모리 공갂에서 동작
• Coredll, k.coredll.dll 의 커널 버젂에 링크
• 자동적이며, 빌드방법을 바꿀 필요는 없음.
• 높은 성능
• 커널 API로 빠르게 접근
• 사용자 버퍼로 곧바로 접근
사용자 레벨의 드라이버(
User Mode Driver)
• 장치관리자에 의해 관리
• Udevice.exe 가 Host의 역할
• 사용자레벨의 드라이버 < 커널레벨 드라이버
• 커널 구역이나 메모리에는 접근 불가능
• 커널에서만 사용하는 API에 대한 호출 불가능
• 제약된 커널 API에 대해서만 접근
• 시스템 안정성 증가
• Ex> USB, SDIO
사용자 레벨 드라이버 프레임워크
• 안정성의 향상
• 다른 드라이버와 구분
• 커널은 사용자 레벨 드라이버와 구분
• 보안성 증가
• 손상된 드라이버로부터 커널 보호
• 손상된 드라이버는 권한이 낮아짐
• 복구성
• 시스템은 드라이버가 손상된 후에 복구
• 재부팅 없이 드라이버 동작가능
유저레벨 드라이버의 로딩
1
User Application
User Mode Driver Host Process
udevice.exe User Mode Driver
Reflector Service
Device Manager 2
3 9
8
10 User Mode
Kernel Mode ActivateDeviceEx
CreateProcess(,,Volume Name) 4
5 6
7 XXX_Init(…)
9
Device Context 10
HANDLE Returned HANDLE
Returned
XXX_Init forwarded to UM Driver Host
유저레벨 드라이버 Registry
• Udevice.exe(User Mode Drive Host Process)는 레 지스트리 세팅에 의해서 실행되고 관리됨
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\ProcGroup_0002]
"ProcName” = "udevice.exe“
"ProcVolPrefix” = "$services“
"Privilege” = dword:xxxxxx
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\Serial]
"SysIntr” = dword:13
"IoBase” = dword:02F8
"IoLen” = dword:8
"Flags” = dword:10 (DEVFLAGS_LOAD_AS_USERPROC - 0x10)
"ProcGroup” = dword:2
"IsrDll” = “isr16550.dll"
"IsrHandler“ = "ISRHandler“
“Dll”=“ser16550.dll”
유저레벨 드라이버 – bib Files 설정
• *.bib 파일의 Module부분에 드라이버를 추가
• Ex> common.bib
• K 커널레벨의 가상메모리 공갂
• K가 없으면 유저레벨의 가상메모리 공갂
• Q 커널 유저레벨 두군데 존재
Driver 로딩
• 드라이버 로딩은 레지스트리 키값에 의해 제어
• When, How
• Driver 파라미터
• 드라이버는 ActivateDeviceEx로 호출
• 다양한 변수들을 Active키 아래에 추가적으로 등록
• Builtin
• Plug and Play
드라이버의 레지스트리 세팅
• Dll (필수)
• 고유한 드라이버 DLL이름
• Prefix (옵션)
• 디바이스 드라이버 이름 (세글자)
• Order (옵션)
• 드라이버 우선순위
• Index (옵션)
• 드라이버 인덱스 (COM1:)
• Iclass (옵션)
• PnP를 사용하기 위한 GUID
Sample 레지스트리
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\ProcGroup_0003]
"ProcName"="udevice.exe"
"ProcVolPrefix"="$udevice"
[HKEY_LOCAL_MACHINE\Drivers\BuiltIn\Ethman]
"Prefix"="ETM"
"Dll"="ethman.dll"
"Index"=dword:1
; WZCSVC must be started before ethman
"Order"=dword:2A
; Flags==12 is DEVFLAGS_LOADLIBRARY and DEVFLAGS_LOAD_AS_USERPROC
"Flags"=dword:12
"UserProcGroup"=dword:3 ; // default to group 3
