Windows内核模式驱动程序运行环境的分析

在各种不同情况下,Windows的内核模式驱动程序所运行的环境是不同,它决定了驱动程序能使用的内核支持例程种类和数量,决定了驱动程序的功能,对于应用层程序与驱动程序的数据传输方式也具有重要的影响。文章分析了运行环境的实质,系统中可能存在的运行环境的种类,通过对应用层与驱动层的数据传输方式的分析,说明了运行环境对驱动程序开发的重要意义。     

麒麟OS环境下基于Qt的驱动程序学习系统

随着基础软件国产化的浪潮,麒麟操作系统已经应用于各个行业.本文基于Qt提供的强大的C++API框架,开发运行于国产麒麟OS (Operating System)上的内核驱动程序学习系统,弥补了麒麟OS环境下缺乏驱动程序学习软件的不足.主要研究内核中几百个驱动程序的执行流程, Linux内核驱动程序的一般体系结构、内核驱动程序的详细分类、驱动程序配置与调试技术以及应用程序、内核、硬件、驱动程序之间的关系等驱动程序学习机理.在实现过程中系统基于模块化设计思想,采用分层实现软件架构.具体实现网络请求、远程文件下载与上传、内核驱动程序一般架构、驱动程序详细分类、驱动程序学习机理、视频学习、具体驱动程序、系统设置(包括计算机系统信息和系统升级检测两个子模块)等8大模块.最后采用交叉编译方式,使其部署到X86、ARM、MIPS三种不同的架构平台的计算机上.     

Windows内核模式中断请求级的分析与应用

中断请求级IRQL是Windows操作系统内核的重要概念,WDM驱动程序的设计经常涉及到IRQL的应用.研究了Windows操作系统下WDM驱动程序中IRQL的实质,IRQL对线程调度的影响,研究了IRQL与处理器环级、线程优先级、硬件IRQ之间的区别与联系,分析了用IRQL实现自旋锁的原理.     

使用符号化驱动环境检测Linux设备驱动程序的漏洞

研究表明,驱动程序的漏洞是造成Linux系统安全问题的主要原因之一,可引发提权、拒绝服务等高危情况。针对无具体设备的情况下,无法对驱动程序进行运行时漏洞检测的问题,提出了对驱动程序进行符号化执行的思路,提出了一种基于符号执行技术实现的驱动程序模拟环境,可以用于分析和检测Linux设备驱动程序中存在的安全漏洞。该环境通过模拟内核提供给驱动程序的服务接口,使驱动程序可以在应用层进行符号执行进而可对其进行漏洞检测。同时,该环境无需真实硬件的支持,并且具备覆盖率高、执行速度快、易于扩展等特点。通过将该环境作用于6个不同的Linux设备驱动,检测出了6个真实的漏洞,其中三个漏洞已向驱动维护者提交补丁并被接受。实验结果表明,符号化驱动环境具备一定的漏洞检测能力,并且拥有资源消耗低、检测速度快和不依赖于硬件设备的特点。     

Windows系统网络通信层性能及方法研究

通过对Windows网络I/O模型的研究,针对服务器线程模型的不足,提出了基于异步通知和异步数据传输的通信模型.首先,异步通知将应用线程解放出来避免了应用线程与内核线程的切换;其次,操作系统内核采用线程池进行异步数据传输,减小了线程切换的开销.实验表明,该模型具有较低的内存及CPU使用率,并且大大减少了线程的数量,适合高并发的通信环境.     

Windows2000异步过程调用的分析与应用

异步过程调用（APC）是Windows2000操作系统的一种重要的工作机制,APC实现了内核模式驱动程序与用户模式程序之间的程序调用,系统组件I／O管理器与内存管理器频繁地使用APC机制。APC对于内核模式驱动程序的设计也是一种重要的手段,尤其是与用户模式应用程序联系紧密的文件系统驱动程序。分析了APC的概念、定义、特性及使用方法,对于应用程序与驱动程序的开发者都具有参考意义。     

高速数据传输系统的WDM驱动程序的封装设计

高速数据传输系统多采用第三代高性能I/O总线——PCI Express总线作为实时数据传输接口,硬件接口一般需要接口芯片的支持从而使WDM驱动程序成为必需。以桥接芯片PEX8311为例设计了Windows XP系统环境下的WDM驱动程序,重点阐述了该驱动程序的数据传输和动态链接库（DLL）封装。封装后的驱动程序彻底解决了操作系统底层和应用层间交互调用的编程难题,其通用性强,只需在底层做少量芯片配置的修改便可移植作为新的接口芯片的驱动程序,而不需改动应用程序。     

面向高可用计算机的驱动隔离系统设计与实现

为了减少驱动程序中存在的缺陷对系统运行造成的严重影响,研究并实现了一种在操作系统内核的基本部分与设备驱动程序之间增加“驱动隔离层”的内核驱动隔离机制,同时提供驱动程序发生故障后的检测及恢复机制.这种将驱动程序隔离运行的机制明显区别于传统的操作系统,能够对系统内核区域进行严格的访问控制保护,避免了由于驱动程序存在缺陷所导致的系统失效.实验结果表明,该内核驱动隔离系统有效地提高了系统的可用性,同时对用户和应用程序透明,具有良好的兼容性.     

数据传输模式对用户态通信的性能影响分析

用户态通信允许应用程序从应用层直接访问网络接口，主机与网络接口之间的数据传输模式对协议性能有重要影响．有效的数据传输模式可以减少数据拷贝次数，降低数据传输开销，尽可能将网络硬件的高性能反映到用户层．本文详细分析了通信系统开销来源，讨论了Myrinet网络环境下不同数据传输模式的实现与特点，测试并分析了不同数据传输模式对用户态通信性能的影响，并给出了相应的适用环境．     

基于ARM9系统的USB无线网卡驱动程序设计

USB无线网卡驱动程序设计嵌入式系统的无线局域网接入的关键环节.本文介绍了基于ARM902T内核的硬件平台和ucLinux环境下的一种USB接口无线网卡驱动程序的实现.同时对于开发中遇到自锁的问题进行了描述并提出了解决方案.并编写了应用程序,进行嵌入式系统和以太网的无线数据传输实验.实验结果验证了驱动程序的有效性.