Типы драйверов Windows — Windows drivers
Twitter LinkedIn Facebook Адрес электронной почты- Статья
Существует два основных типа драйверов Microsoft Windows:
Драйверы пользовательского режима выполняются в пользовательском режиме и обычно предоставляют интерфейс между приложениями Win32 и драйверами в режиме ядра или другими компонентами операционной системы.
Например, в Windows Vista все драйверы принтера выполняются в пользовательском режиме. Дополнительные сведения о компонентах драйвера принтера см. в разделе «Общие сведения о печати».
Драйверы в режиме ядра выполняются в режиме ядра в рамках руководства, который состоит из компонентов операционной системы в режиме ядра, которые управляют ввод-выводом, Plug and Play памятью, процессами и потоками, безопасностью и т. д. Драйверы в режиме ядра обычно многоуровневы. Как правило, драйверы более высокого уровня обычно получают данные от приложений, фильтруют данные и передают их в драйвер более низкого уровня, поддерживающий функциональные возможности устройства.
Некоторые драйверы в режиме ядра также являются драйверами WDM, которые соответствуют модели драйвера Windows (WDM). Все драйверы WDM поддерживают Plug and Play и управление питанием. Драйверы WDM совместимы с исходным кодом (но не совместимы с двоичными файлами) в операционных системах Windows 98/Me и Windows 2000 и более поздних версий.
Как и сама операционная система, драйверы в режиме ядра реализуются как дискретные модульные компоненты, имеющие четко определенный набор необходимых функциональных возможностей. Все драйверы в режиме ядра предоставляют набор системных стандартных подпрограмм драйверов.
На следующем рисунке драйверы режима ядра делятся на несколько типов.
Как показано на рисунке, существует три основных типа драйверов в режиме ядра в стеке драйверов: самый высокий, промежуточный и самый низкий. Каждый тип немного отличается структурой, но значительно отличается в функциональных возможностях:
Драйверы самого высокого уровня. Драйверы верхнего уровня включают драйверы файловой системы (FSD), поддерживающие файловые системы, такие как:
Драйверы самого высокого уровня всегда зависят от поддержки базовых драйверов нижнего уровня, таких как драйверы функций промежуточного уровня и драйверы аппаратной шины самого низкого уровня.
Промежуточные драйверы, такие как виртуальный диск, зеркальное отображение или драйвер класса для конкретного типа устройства.
Промежуточные драйверы зависят от поддержки базовых драйверов нижнего уровня. Промежуточные драйверы подразделяются следующим образом:Драйверы функций управляют конкретными периферийными устройствами на шине ввода-вывода.
-
Драйверы фильтров вставляют себя выше или ниже драйверов функций.
Драйверы шины программного обеспечения представляют набор дочерних устройств, к которым могут подключаться все еще более высокий уровень класса, функции или фильтры.
Например, драйвер, который управляет многофункциональным адаптером с набором разнородных устройств, является драйвером программной шины.
Любой системный драйвер класса , экспортируемый системным интерфейсом класса или миникласса, фактически является промежуточным драйвером с одним или несколькими связанными драйверами миникласса (иногда называемыми мини-drivers). Каждая связанная пара классов или мини-driver предоставляет функциональные возможности, эквивалентные драйверу функции или драйверу программной шины.
Драйверы аппаратной шины предоставляются системой и обычно управляют динамически настраиваемыми автобусами ввода-вывода.
Драйверы аппаратной шины работают с диспетчером Plug and Play для настройки и перенастройки системных аппаратных ресурсов для всех дочерних устройств, подключенных к шинам ввода-вывода, управляемым драйвером. Эти аппаратные ресурсы включают сопоставления для запросов памяти устройства и прерываний (IRQ). (Драйверы аппаратной шины подразделяют некоторые функциональные возможности, предоставляемые компонентом HAL в выпусках операционной системы на основе Windows NT до Windows 2000.)
Устаревшие драйверы , которые напрямую управляют физическим устройством, являются драйверами низкого уровня.
Промежуточные драйверы зависят от поддержки базовых драйверов нижнего уровня. Промежуточные драйверы подразделяются следующим образом:
[1.
2] Что такое драйвер, типы драйверов и характеристики [1.2.1] Что такое драйвер Понять, что такое
драйвер, попробуем на типовом примере
взаимодействия прикладной программы
с драйвером.Код прикладной программы исполняется в пользовательском режиме работы процессора. В этом случае имеется ряд серьезных ограничений на доступ к памяти, аппаратному обеспечению и привилегированным инструкциям процессора. Когда возникает необходимость в преодолении этих ограничений, прикладная программа обращается к ядру ОС, код которого исполняется процессором в режиме ядра. Режим ядра лишен всех упомянутых ограничений. Для расширения функциональных возможностей ядра как раз и служат драйверы ядра (kernel mode drivers). Как они работают?
В отличие от прикладной
программы, драйвер не является процессом,
и не обладает потоком исполнения. Вместо
этого любая функция драйвера выполняется
в контексте того потока и процесса, в
котором она была вызвана. При этом вызов
может проистекать от прикладной
программы, от драйвера, либо в результате
прерывания.
Под вызовом драйвера здесь подразумевается не обычный вызов функции, а передача так называемого запроса в/в. Более подробно см. лекцию 6.
Различают несколько классов драйверов:
Драйвер, получающий запросы в/в из прикладной программы, называют драйвером высшего уровня. Если такой драйвер не пользуется услугами других драйверов, он называется монолитным.
Драйвер, получающий запросы в/в от другого драйвера, называют промежуточным, если он пользуется услугами других драйверов, или драйвером низшего уровня, если услугами других драйверов он не пользуется.
[Дополнительная
информация] Ifs kit
Help\Kernel-Mode Drivers\Design Guide\Part1 General Kernel
Mode\Windows 2000 and WDM drivers\Kinds of driversили
в DDK.
В NTсуществует 2 типа драйверов: драйверы пользовательского режима и драйверы режима ядра. В дальнейшем, говоря «драйвер», мы будем подразумевать драйверы режима ядра. Такие драйверы являются частью исполнительной системы, а более точно – элементами диспетчера в/в (архитектура NT и ее компоненты будут обсуждаться в лекции 2). Как следует из названия, при работе драйвера режима ядра процессор находится в режиме ядра (RING 0) – см. любой справочник по защищенному режиму работы процессора.
Драйвер NT располагается в файле с расширением .sys и имеет стандартный PE-формат (PE — Portable Executable).
Драйверы реализованы как самостоятельные модули с четко определенным интерфейсом взаимодействия с ОС. Все драйверы имеют определенный системой набор стандартных функций драйвера (standard driver routines) и некоторое число внутренних функций, определенных разработчиком.
Все драйверы режима ядра можно разбить на 3 типа:
Драйверы высшего уровня (highest level drivers)
Драйверы промежуточного уровня (intermediate drivers)
Драйверы низшего уровня (lowest level drivers)
Как мы увидим в
дальнейшем, такое разбиение обусловлено
многоуровневой моделью драйверов
(layered driver model).
Для сохранения
общности изложения, монолитный драйвер
можно включить в эту схему, хотя он не
использует многоуровневую архитектуру.
В этом случае он будет «гибридом» –
драйвером, принадлежащим одновременно
к нескольким типам. Например, монолитный
драйвер, имеющий интерфейс с приложением
и осуществляющий доступ к оборудованию,
будет одновременно и драйвером высшего,
и драйвером низшего уровня.
Кроме того, в зависимости от назначения драйвера, он может являться каким либо специализированным драйвером, т.е. удовлетворять дополнительному набору требований к своей структуре. Можно привести следующие типы специализированных драйверов:
Отдельно необходимо упомянуть архитектуру WDM – Windows Driver Model. Эта архитектура позволяет создавать драйверы для Windows 98и Windows 2000, совместимые на уровне двоичного кода.
Можно привести следующие характеристики драйверов:
Поддержка динамической загрузки и выгрузки (однако могут быть исключения)
Необходимость следовать определенным протоколам взаимодействия с системой, нарушение которых чаще всего ведет к BSOD
Возможность «наслоения» драйверов поверх друг друга.
Поскольку драйверы являются частью ядра ОС, они могут сделать с системой абсолютно все. Основная проблема – закрытость архитектуры ОС.
Различные типы водителей на дороге
Когда мы каждый день выезжаем на дорогу, невозможно сказать, с чем мы можем столкнуться. Независимо от того, едете ли вы на работу или идете на пробежку в продуктовый магазин, каждая прогулка ставит вас в контакт с разными людьми. Таким образом, вы также контактируете со многими разными водителями. Поскольку невозможно сказать, кто может сидеть в автомобиле рядом с вами, важно, чтобы вы изучали различные типы водителей на дороге, чтобы вы могли идентифицировать их и реагировать соответствующим образом. Кроме того, водители грузовиков должны всегда оставаться начеку. Ваши зеркала — один из лучших инструментов для наблюдения за другими водителями. Читайте дальше, чтобы узнать больше.
Спидер
К сожалению, на дорогах встречается много водителей, которые настаивают на превышении установленного ограничения скорости, а это подвергает риску всех окружающих. Хотя ограничения скорости предназначены для управления транспортным потоком и предотвращения несчастных случаев, они также рассчитаны на то, чтобы водитель всегда полностью контролировал свое транспортное средство. Когда легковой или грузовой автомобиль движется слишком быстро, его общее сцепление с дорогой снижается. Это может помочь водителю потерять контроль и свернуть, если он не уделяет должного внимания. Следовательно, они представляют более высокий риск попасть в аварию, чем те, кто превышает установленный предел.
При работе с такими драйверами часто рекомендуется не реагировать. К счастью, они проходят довольно быстро, позволяя вам продолжить свой путь. Однако важно, чтобы вы не пытались конкурировать с ними или уклоняться от них, так как эти действия могут непреднамеренно причинить вам вред.
Вместо этого просто дайте им пройти.
Студент-водитель
В то время как водители-новички стараются чувствовать себя так же комфортно, как и другие водители вокруг них, обычно это не так. Их нервозность, сжимающая руль добела, может проявляться на низких скоростях и виражах, когда они пытаются отцентрироваться на полосе. Эти драйверы также являются одними из наиболее распространенных, с которыми вы сталкиваетесь, когда выполняете поручения или уходите с работы в середине дня, поскольку они обычно тренируются. К счастью, студенты-водители недолго находятся на начальных стадиях, прежде чем они освоятся и станут более уверенными в себе.
Хотя ехать за водителем-студентом может быть крайне неприятно, лучше не пугать его еще больше, отъезжая сзади или сигналя ему. Поскольку они еще не полностью научились правильному физическому реагированию на эти события, у них больше шансов внезапно свернуть или затормозить. Лучше оставить их в покое и безопасно пройти мимо, если вы чувствуете, что они идут слишком медленно.
Злой водитель
Водители, страдающие от агрессивного поведения на дороге, постоянно спешат и готовы на все, лишь бы не попасть в пробку. Пытаясь поместить вас в зеркало заднего вида, они также могут подвергнуть вас и других водителей риску аварии. От внезапного съезда с полосы движения до включения звукового сигнала, эти водители будут действовать иррационально в гневе и перестанут обращать внимание на дорогу. Разгневанные водители также склонны ругаться или даже нападать на других водителей на дороге.
Из-за рисков, связанных с нахождением рядом с разгневанным водителем, очень важно держаться от него подальше, чтобы сдержать его гнев. Это может включать увеличение расстояния между вашими транспортными средствами, смену полосы движения или даже отход назад. Точно так же, если вы сами являетесь одним из таких водителей, вы должны делать все, что в ваших силах, чтобы оставаться спокойным даже в условиях наихудшего дорожного движения.
Многозадачный
Еще один тип водителей, которых вы часто встречаете в дороге, многозадачный — это тот, кто во время вождения занимается другими делами.
Некоторые из этих действий включают текстовые сообщения, разговоры по телефону, макияж или прием пищи. Эти действия отвлекают их внимание от дороги и могут сократить время реакции в опасной ситуации. В результате эти водители могут стать причиной несчастных случаев, которых можно было бы легко избежать, если бы они просто убрали свои вещи.
Лучший способ избежать аварии с одним из этих водителей — оставаться осторожным рядом с ним. Если вы заметили, что кто-то отвлекся за рулем, очень важно принять меры, чтобы ваш автомобиль не приближался к ним. Когда они отклоняются, вы должны быть готовы сделать то же самое, чтобы обезопасить себя. Из-за уровня повышенной бдительности, связанного с вождением рядом с многозадачным автомобилем, многие водители решают съехать на другую полосу или снизить скорость, чтобы полностью объехать их.
Уивер
Несмотря на то, что ткачиха во многом похожа на разъяренного водителя, она менее расстроена и более нетерпелива. Если транспорт движется недостаточно быстро для них, их первая реакция — перестроиться в другую полосу, прежде чем дать время на восстановление.
Фактически, они редко проводят больше нескольких миль по одной полосе. Это постоянное движение в потоке и вне движения опасно как для них самих, так и для всех вокруг них, поскольку они вряд ли будут ждать, пока проедут встречные транспортные средства.
Из-за непредсказуемости ткачей рекомендуется оставаться на месте и сохранять осторожность, если вы заметите, что один из них едет рядом с вами. Вам нужно будет быстро среагировать, если они свернут перед вами. Таким образом, лучше всего оставаться на установленной полосе с разумным расстоянием между вами и автомобилем впереди вас.
Осторожный водитель
Осторожные водители идеально подходят для того, чтобы иметь с собой в дороге, поскольку они используют упреждающий подход к вождению, а не реагирующий. Эти водители всегда осторожны и бдительны, сохраняя разумное расстояние между автомобилями, постоянно следя за опасностями. Эти черты дают им время, чтобы отреагировать в случае чрезвычайной ситуации, что в результате снижает вероятность несчастного случая.
Защитные водители также понимают, что слишком медленная скорость также опасна, поэтому они стараются не отставать от трафика, сохраняя при этом установленный предел скорости.
Так как их оборонительный характер делает их самыми безопасными водителями, поощряется, что многие водители пытаются перенять некоторые из их качеств. Это может облегчить безопасное перестроение, реагировать при необходимости и создавать наилучшие впечатления для всех участников.
В пути нужно быть готовым ко всему. Вот почему в Unitruck мы ставим перед собой задачу предоставить профессиональным водителям полуприцепов продукты, чтобы держать их в курсе. Эти инструменты, начиная от запасных частей и заканчивая качественными линзами для угловых зеркал, обеспечат вашу безопасность, обслуживая ваш автомобиль и показывая, какие водители вас окружают.
Различные типы водителей на дороге
Как каждый человек в мире уникален, так уникален и каждый водитель. Независимо от того, где вы едете или сколько миль вы проезжаете, вы никогда не встретите двух абсолютно одинаковых водителей.
Тем не менее, есть несколько категорий, к которым относятся многие водители, которых вы встречаете. От разгневанных спидстеров до нервных новичков, вы встретите на дороге множество личностей. У большинства типов водителей есть свой собственный набор проблем и опасностей, на которые следует обратить внимание. Важно следить за признаками этих водителей, чтобы не столкнуться с ними и не стать ими. Оставайтесь в безопасности за рулем с помощью этого полного руководства для различных типов водителей на дороге.
Студент-водитель
Вы помните свой первый раз за рулем? Многие водители-студенты нервничают. Они строго соблюдают правила дорожного движения, но и им свойственно ошибаться. Нередко можно увидеть, как водители-студенты сворачивают в сторону, слишком поздно меняют полосу движения или едут с превышением установленной скорости. Вы всегда должны быть осторожны со студентами и другими начинающими водителями. Эти типы водителей часто непредсказуемы из-за отсутствия опыта. Даже если в теории они хорошие водители, их беспокойство может привести к ошибкам на дороге.
Тем не менее, вы также должны быть терпеливы с новыми драйверами; каждый должен с чего-то начинать. Дайте водителям-новичкам достаточно места на дороге, чтобы вы оба могли добраться до пункта назначения с минимальными хлопотами.
Отвлеченный водитель
Честно говоря, большинство водителей иногда отвлекаются. Тем не менее, есть некоторые водители, которые, кажется, никогда не сосредотачиваются, когда они за рулем. Может быть, они всегда разговаривают по мобильному телефону, или, может быть, им нравится многозадачность, когда они едят или красятся во время поездки на работу. Они также могли просто хорошо проводить время, включая радио или смеясь со своими пассажирами. Какой бы ни была причина, эти отвлекающие факторы могут привести к серьезным проблемам на дороге. Отвлеченные водители, как правило, не замечают световых изменений или пропускают повороты и перестроения. Это может привести к отклонению или отключению других водителей. Отвлекшиеся водители также чаще попадают в аварии.
Чтобы пропустить что-то важное и попасть в аварию, требуется всего секунда, чтобы посмотреть на свой телефон или поиграть с радио. Точно так же, как вы должны избегать отвлекающих водителей, также важно избегать собственных отвлекающих факторов, находясь за рулем.
Агрессивный водитель
Агрессивных водителей легко распознать. Это они превышают скорость, подрезают других, без необходимости сигналят своими рожками и, как правило, добавляют много неприятностей на дороге. Есть много причин, по которым люди ведут себя агрессивно. Им может быть не терпится добраться до места назначения, они могут испытывать стресс после долгого дня или просто быть в плохом настроении, которое проявляется в небезопасном вождении. Интенсивное движение также может легко привести к агрессивному поведению на дорогах и другим агрессивным манерам вождения. Хотя вы, возможно, не сможете избежать агрессивных водителей, когда столкнетесь с ними, вы можете предотвратить обострение ситуации. Старайтесь сохранять спокойствие и вежливость за рулем.
Вы также можете практиковать защитные приемы вождения, чтобы обезопасить себя и других. Это включает в себя оставление места между вами и другими транспортными средствами, вождение с ограничением скорости или ниже, а также осведомленность обо всех и обо всем вокруг вас.
Speeder
Превышение скорости является признаком агрессивного вождения, но водители, которые превышают скорость, заслуживают отдельной категории. Спидеры не обязательно злы или нетерпеливы. Иногда они просто хотят повеселиться или быстро куда-то добраться. Однако ограничения скорости существуют не просто так. Вождение с ограничением скорости не только помогает контролировать движение, но и гарантирует, что вы сможете контролировать свое транспортное средство, если вам придется неожиданно остановиться или повернуть. К счастью, спидеры часто проезжают мимо вас и исчезают, не причиняя особых хлопот. Несмотря на это, важно всегда быть в курсе приближающихся водителей и их скорости. Обратите внимание и на собственный спидометр.
Хотя превышение ограничения скорости может показаться совершенно нормальным, вы никогда не знаете, когда встретите других водителей, блокпосты или другие препятствия на своем пути. Важно соблюдать ограничение скорости, чтобы вы всегда могли контролировать свое транспортное средство.
Медленный водитель
На другом конце спектра вождения находится медленный водитель. Эти водители приходят из самых разных слоев общества и уровней опыта. Студенты-водители также могут быть медленными водителями. Вы также можете столкнуться с медленными водителями, которые устали, находятся в состоянии стресса, пожилые или просто нервничают. Хотя вождение с превышением скорости обычно не так опасно, как превышение скорости, у этих водителей есть свои проблемы. Медленные водители, как правило, задерживают движение, особенно на двухполосных дорогах. На больших дорогах они затрудняют перестроение и обеспечивают бесперебойную работу. Если вы приблизитесь к одному из этих водителей во время движения по шоссе, вы столкнетесь с ним намного быстрее, чем обычно.
Важно быть внимательным и следить за своим окружением, чтобы случайно не столкнуться с медленным водителем.
Чрезмерно добрый водитель
Чрезмерно добрый водитель подобен медлительному водителю. Всегда нужно быть вежливым на дороге, но не хочется переусердствовать и стать пустяком — а чересчур добрый водитель именно этим и занимается. Вы можете увидеть, как они позволяют всем перестроиться в свою полосу движения или отказываются идти по полосе проезда на знаках остановки. Хотя у этих водителей добрые намерения, их нерешительность и нежелание опережать кого-либо также являются опасными качествами. Они также могут еще больше раздражать агрессивных водителей, добавляя еще больше проблем на дороге. Когда вы сталкиваетесь с чрезмерно добрым водителем, обязательно проявите терпение и держитесь на расстоянии.
Изучение различных типов водителей на дороге может помочь вам избежать опасного поведения в себе и других. Помните, что никогда не поздно стать лучшим водителем.
Ваш комментарий будет первым