核心模式驅動程式架構

核心模式驅動程式架構（Kernel-Mode Driver Framework，縮寫KMDF）是微軟公司推出的Windows驅動程式基礎（Windows Driver Foundation）之一，建構Windows XP與Windows Server 2003的核心模式（Kernel-Mode）驅動程式所需的基本功能，包括對隨插即用（PNP）、電源管理（Power Manager）、I/O佇列、直接記憶體存取（DMA）、Windows Management Instrumentation（WMI）和同步處理等的完整支援。KMDF的設計並不能用來取代WDM，它提供“Skeletal WDM”建置來替代WDM；目前，KMDF並不支援匯流排篩選驅動程式（Bus Filter Driver）。
Kernel-Mode Driver Framework目前支援下列類型的核心模式（kernel mode）驅動程式之建立了：
*隨插即用（PNP）裝置所使用的Function Driver。
*隨插即用（PNP）裝置所使用的Filter Driver。
*隨插即用（PNP）裝置堆疊（Stack）所使用的Bus Driver。
*Windows NT 4.0型態裝置所使用的Control裝置驅動程式。
KMDF是可重新進入程式庫（Reentrant Library）。

**與WDM的關係**
自Windows 2000開始，開發驅動程式必以WDM為基礎的，但開發難度太大，無法像使用者模式應用程式開發那樣容易。KMDF支援驅動程式在Windows Driver Model環境中撰寫驅動程式，簡化其中的過程，但是KMDF的設計並不能用來取代WDM，它提供「Skeletal WDM」建置來替代WDM。早期的WDM可支援Windows 98、Windows Me、Windows 2000和Windows XP；至於WDF計劃支援Windows XP，以及更新的版本。
KMDF係以物件為基底建立於WDM架構之上。不同的功能有不同的物件，KMDF在實作上包含了：- 即插即用和電源管理- I/O隊列- 直接內存訪問（DMA）- Windows Management Instrumentation（WMI）- 同步

**驅動程式進入點**
在Windows作業系統中驅動程式的起始點都是在DriverEntry函式，DriveryEntry是驅動程式的進入點（entry point）。在DriverEntry函式的實作裡，你需要具現化（instantiate）你的WDFDRIVER物件，並且告知WDF framework要去哪裡呼叫你的系統。
NTSTATUS DriverEntry(
IN PDRIVER_OBJECT  DriverObject,
IN PUNICODE_STRING  RegistryPath
)
{
WDF_DRIVER_CONFIG config;
NTSTATUS status = S_OK;
KdPrint((__DRIVER_NAME "DriverEntry Begin\n"));
WDF_DRIVER_CONFIG_INIT(&config, EvtDeviceAdd);
status = WdfDriverCreate(
DriverObject,
RegistryPath,
WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES,
&config, // Pointer to config structure
WDF_NO_HANDLE); // or NULL, Pointer to get WDFDRIVER handle
if(T_SUCCESS(status))
{
KdPrint((__DRIVER_NAME "WdfDriverCreate failed with status 0x%08x\n", status));
}
KdPrint((__DRIVER_NAME "DriverEntry End\n"));
return status;
}

**Add Device**
EvtDeviceAdd函數，在系統發現新硬體插入時被呼叫。這個函數將挑起WDF驅動程式架構的大部分工作，EvtDeviceAdd事件被喚起之餘一定會帶出一個WDFDRIVER物件，並且指向一個WDFDEVICE_INIT結構。在裝置產生（device crated）之前，必先進行初始化的動作。如果EvtDeviceAdd執行成功，那麼EvtDevicePrepareHardware是架構下一個被執行的函式，用以保證驅動程式能夠訪問硬體。
WDFSTATUS DioEvtDeviceAdd(WDFDRIVER Driver, PWDFDEVICE_INIT DeviceInit)
{
WDFSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
WDF_PNPPOWER_EVENT_CALLBACKS pnpPowerCallbacks;
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES objAttributes;
WDFDEVICE device;
PDIO_DEVICE_CONTEXT devContext;
WDF_IO_QUEUE_CONFIG ioCallbacks;
WDF_INTERRUPT_CONFIG interruptConfig;
WDF_DEVICE_POWER_POLICY_IDLE_SETTINGS idleSettings;
WDF_PNPPOWER_EVENT_CALLBACKS_INIT(&pnpPowerCallbacks);
pnpPowerCallbacks.EvtDevicePrepareHardware = DioEvtPrepareHardware;
pnpPowerCallbacks.EvtDeviceReleaseHardware = DioEvtReleaseHardware;
pnpPowerCallbacks.EvtDeviceD0Entry= DioEvtDeviceD0Entry;
pnpPowerCallbacks.EvtDeviceD0Exit = DioEvtDeviceD0Exit;
WdfDeviceInitSetPnpPowerEventCallbacks(DeviceInit, pnpPowerCallbacks);
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT(&objAttributes);
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_SET_CONTEXT_TYPE(&objAttributes, DIO_DEVICE_CONTEXT);
status = WdfDeviceInitUpdateName(DeviceInit, L"\\device\\WDFDIO");
status = WdfDeviceCreate(&DeviceInit,    // Device Init structure
&objAttributes, // Attributes for WDF Device
&device);       // return new WDF Device pointer,
devContext = DioGetContextFromDevice(device); // Get device extension
devContext->WdfDevice = device;
// Create a symbolic link for the control object
status = WdfDeviceCreateSymbolicLink(device, L"\\DosDevices\\WDFDIO");
WDF_IO_QUEUE_CONFIG_INIT(&ioCallbacks,
WdfIoQueueDispatchSerial,
WDF_NO_EVENT_CALLBACK,     // StartIo
WDF_NO_EVENT_CALLBACK);    // CancelRoutine
ioCallbacks.EvtIoDeviceControl = DioEvtDeviceControlIoctl;
status = WdfDeviceCreateDefaultQueue(device,
&ioCallbacks,
WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES,
NULL); // pointer to default queue
WDF_INTERRUPT_CONFIG_INIT(&interruptConfig,       // Configure the Interrupt object
FALSE,                // auto-queue DPC?
DioIsr,               // ISR
DioDpc);              // Defered Procedule Call
interruptConfig.EvtInterruptEnable = DioEvtInterruptEnable;
interruptConfig.EvtInterruptDisable = DioEvtInterruptDisable;
status = WdfInterruptCreate(device,
&interruptConfig,
&objAttributes,
&devContext->WdfInterrupt);
WDF_DEVICE_POWER_POLICY_IDLE_SETTINGS_INIT(&idleSettings,  // Initialize idle policy
IdleCannotWakeFromS0);
status = WdfDeviceUpdateS0IdleSettings(device, &idleSettings);
return status;
}

**Prepare Hardware**
如果EvtDeviceAdd順利執行成功，那麼EvtDevicePrepareHardware是架構下一個被執行的函式，用以保證驅動程式能夠訪問硬體。
NTSTATUS EvtDevicePrepareHardware(
IN WDFDEVICE    Device,
IN WDFCMRESLIST ResourceList,
IN WDFCMRESLIST ResourceListTranslated
)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
UNREFERENCED_PARAMETER(Device);
UNREFERENCED_PARAMETER(ResourceList);
UNREFERENCED_PARAMETER(ResourceListTranslated);
return status;
}
NTSTATUS EvtDeviceD0Entry(
IN WDFDEVICE  Device,
IN WDF_POWER_DEVICE_STATE  PreviousState
)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
return status;
}
NTSTATUS EvtDeviceD0Exit(
IN WDFDEVICE  Device,
IN WDF_POWER_DEVICE_STATE  TargetState
)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
return status;
}

**IO requests**
VOID EvtDeviceIoDefault(
IN WDFQUEUE  Queue,
IN WDFREQUEST  Request
)
{
WdfRequestComplete(Request, STATUS_NOT_IMPLEMENTED);
}

**外部連結**
 Windows Driver Kit date=20061205134139 - Kernel-Mode Driver Framework Homepage date=20061118111245 - Microsoft KMDF Paper date=20200803205402