勉強会で発表した資料。 https://sciencepark.connpass.com/event/140912/

1. 初心者向けデバイスドライバ講座 (1)
サイエンスパーク株式会社 大島 光人
1

2. ID：aohshima
名前：大島 光人(オオシマ アキト）
東京電機大学理工学部電子機械工学科卒業
今年4月にサイエンスパーク株式会社に就職
プラットフォーム開発部:デバイスドライバ課所属
⇒デバイスドライバ初心者が学んだ内容を発表していきます。
2
自己紹介

3. 目次
3
1. デバイスドライバとは
2. デバイスドライバの種類
3. 開発環境を構築してみる
4. サンプルドライバをビルドしてみる
5. 簡単なログ出力のドライバを作成してみる

4. OSと周辺機器の橋渡しの役割をするソフトウェア。
1つの周辺機器を動かすだけでも、たくさんのデバイスドライバが必要。
デバイスドライバとは
PC
周辺機器
4
バスドライバ
クラスドライバ
ファンクションドライバ
ミニポートドライバ

5. 5
例：実際にUSBメモリを接続した場合
USBクラスドライバ
USBバスドライバ
PCIバスドライバ
ハードウェア
ソフトウェア

6. 実際にデバイスドライバの開発環境を用意してみる
6

7. • 開発環境：Visual Studio(2012以降)
• WDK (対応するVisualStudioのバージョンを導入)
現状WDK10は以下のOSに対応
・Windows10
・Windows8.1
・Windows7
⇒これより前のOSに対応する場合、前のVisualStudioを導入する必要がある。
• WindowsSDK
⇒最新のものはMSからダウンロード
少し前のバージョンならVisualStudioインストール時にオプションでインストールも可能
(最新のものを導入する場合前のバージョンのアンインストールが必要）
⇒WDKはVisualStudioのバージョンに応じて変更する必要がある。
必要なもの
7

8. VisualStudio:Windows:WDKの対応表
※1 VisualStudioインストール時に対応したSDKがインストール可能
VisualStudioのバージョン Windowsのバージョン WDKと関連ダウンロード WindowsSDK
VisualStudio2017 Windows 10、バージョン1809 Windows 10用WDK、バージョン1809 -(※1）
Windows 10、バージョン1803 Windows 10用WDK、バージョン1803 -(※1）
Windows 10、バージョン1709 Windows 10用WDK、バージョン1709 -(※1）
VisualStudio2015 Windows 10、バージョン1703 Windows 10用WDK、バージョン1703 Windows SDK for Windows
10.0.15063.468
Windows 10、バージョン1607 Windows 10用WDK、バージョン1607 Windows SDK for Windows
10.0.14393.795
VisualStudio2013 Windows 8.1アップデート WDK 8.1アップデート（英語のみ）
WDK 8.1アップデートテストパック（英語
のみ）
WDK 8.1サンプル
Windows 8.1 向け Windows SDK
VisualStudio2012 ウィンドウズ8 WDK 8（英語のみ）
WDK 8再頒布可能コンポーネント（英語
のみ）
WDK 8サンプル
Windows SDK for Windows 8
8

9. WindowsSDK
9

10. 1. VisualStudio
2. WindowsSDK
3. WDK
⇒WDKインストール時にSDKが未インストールだとSDKが発見できないと警告文が表示さ
れる。
インストール順
10

11. EWDK(EnterPrise WDK)
11
EWDK は、コマンド ラインをベースにしたビルド環境
詳細なインストール手順はなく、ファイルのダウンロードとシンプルなコマンドの実行
だけで利用することが可能
EWDK は無償だが、Visual Studio にのみ含まれているライブラリは含まれていない
⇒上記ライブラリを利用するモジュールはビルドすることができない。
例:ネットで調べるとよく見るサンプルドライバの Toasterは、EWDK に含まれていな
い Active Template Library (ATL) と呼ばれるライブラリを利用している為ビルド不可

12. GitHubからソースコードをダウンロードする。
https://github.com/microsoft/Windows-driver-samples
Windowsのサンプルドライバをビルドしてみる ①
12

13. Windows-driver-samples-mastergeneralioctlを見てみると・・・
Kmdfとwdmの二つのフォルダが存在
フォルダの中身の構成は同じになっている。
Windowsのサンプルドライバをビルドしてみる ②
13

14. • WDM⇒Windows Driver Model
Wikipediaには以下のように記載
Windows Driver Model (WDM) とは、Windows 98とWindows 2000で導入されたデバイスドライバーのフレームワークであり、それ
クであり、それ以前のWindowsで使われていたVxDなどを代替するものとして登場した。導入当時はWin32 Driver Modelと呼ばれ
ていた。
⇒昔から使用されていたドライバーのフレームワーク
WDM
14

15. WDF⇒Windows Driver Foundationの略称WDMの後継として登場したデバイスドライバ開発の
ためのデバイスドライバモデル。
WDFの主な構成として
Kernel Mode Driver Framework (KMDF)
User Mode Driver Framework (UMDF)
⇒WDMの後継として登場したフレームワーク
WDF
15

16. ユーザーモードのドライバ開発
⇒WDFのUMDFを使用
カーネルモードのドライバ開発
⇒WDFのKMDFあるいはWDMを使用
機能的に両モデルに差異はないが、対応OS、自由度に差がある
汎用的なドライバ開発
⇒WDF
自由度の高い特異的なドライバ開発
⇒WDM
自分が作成するべきドライバに応じて使い分けることが重要
どっちを選ぶか
16

17. Windowsのサンプルドライバをビルドしてみる ③
17

18. ログ出力用のドライバをビルドしてみる①
18

19. ログ出力用のドライバをビルドしてみる②
Driver.cの中に以下の関数がある
NTSTATUS
DriverEntry(
_In_ PDRIVER_OBJECT DriverObject,
_In_ PUNICODE_STRING RegistryPath
)
{
.
.
.
.
}
19

20. DriverEntryとは？
C言語のmain関数に相当
ドライバがロードされる時に一番最初に呼び出される関数
どのデバイスを制御するか、どんな要求を受けてどのような処理をするかを定義する
Driver
Entry
Add
Device
PnP
Manager
PnP
Dispatch
Routine
要求に対する処理を定義
ドライバ
ロード
デバイス制御対象を定義
20

21. ログ出力用のドライバをビルドしてみる③
DriverEntry関数内に以下の一文を追加してビルドする。
NTSTATUS
DriverEntry(
_In_ PDRIVER_OBJECT DriverObject,
_In_ PUNICODE_STRING RegistryPath
)
{
.
.
.
.
DbgPrint(“Hello World”);
return status;
}
21

22. ビルドしたドライバをインストールしてみる
C:Program Files (x86)Windows Kits10(1)Toolsx64(2)devcon.exeをビルドしたドライバと同じディ
レクトリに配置
(1)導入したSDKのバージョンによって、8.1などに変更
(2)ドライバをインストールする環境によってx86等に変更
22

23. ビルドしたドライバをインストールしてみる②
コマンドプロンプトでドライバのあるディレクトリに移動して、以下のコマンドを実行
devcon.exe install [ドライバ名].inf Root[ドライバ名]
ドライバロー
ド時に呼び出
されている。
23

24. EWDKを用いてビルドしてみる
24
EWDKをMSからダウンロードし解凍する。
https://docs.microsoft.com/ja-jp/windows-hardware/drivers/download-the-wdk
解答したフォルダをcmdでワーキングディレクトリに指定する。

25. 25
MSBuild [ビルド対象のsln].slnでビルド実行
EWDKを用いてビルドしてみる②

26. まとめ
デバイスドライバの基礎部分について実践した。
次回は、DriverEntry内に処理を実装して、ドライバロード時のデバッグに挑戦する。
26

27. SP-1907-E09-1