设备驱动程序和Windows

我正在尝试完成PC和操作系统如何相互作用的图片。我正处在这样一个时刻，当涉及到设备驱动程序时，我几乎没有什么不可猜测的

请不要写太复杂的东西，或者你不需要知道什么时候使用高级编程语言和winapi函数。我想知道，这是为了学习

所以，OS和PC（我指的是PC，当然是硬件）的基本结构是，除了直接的CPU命令，CPU可以自己执行的所有命令（算术运算、寄存器访问和内存访问）都必须通过OS。主要是因为从环级别3开始，您不能使用用于访问其他硬件的in和out指令。我知道有MMIO，但必须先由端口通信设置

并不是一直都是这样。即使我还记得MSDOS，我知道你可以直接访问硬件，因为它没有限制，没有环模式。所以你们可以用DOS函数写字符串来播放，或者直接访问显卡存储器，自己写

但随着操作系统的发展，这种可能性已经不存在了。但这很好，因为操作系统现在可以处理所有的硬件通信，坦率地说，它在多任务环境中更方便、更安全（我认为这是唯一的选择）。所以现在你不用int指令来使用BIOS映射函数或DOS函数，而是调用dll，它在内部处理你不需要知道的一切

我明白这一点。我还不理解设备驱动程序是在环级别0中运行的一段代码，因此它可以执行所有硬件交互。但我不明白的是操作系统和设备驱动程序之间的连接。让我们举一个例子——我想制作一个声卡来发出声音。所以我调用WindowsAPI来访问声卡，但接下来会发生什么呢？windows是否调用设备驱动程序来执行此操作

但若它确实调用了设备驱动程序，这是否意味着所有可以被winAPI函数调用的设备驱动程序都必须有以某种特定方式命名的例程？我的意思是，当我有新的声卡时，它的驱动程序必须具有与旧声卡相同的功能吗？那么Windows实际上可以从它的角度调用相同的函数？但是，如果Windows具有设备驱动程序所需的预定义功能集，它就不能使用上一版本操作系统出现之前存在的新驱动程序

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请帮我理解这一团糟。我真的很生气。谢谢。

Windows设备驱动程序有点像DLL：只是不是应用程序动态链接/加载它，而是由O/s动态链接/加载它

注册表项告诉O/S存在哪些设备驱动程序（以便O/S知道要动态链接/加载哪些设备驱动程序）

设备驱动程序在环0中运行。在ring zero中，他们（设备驱动程序）不能访问（不能链接或使用）Windows API：相反，他们可以访问各种NT内核API

但若它确实调用了设备驱动程序，这是否意味着所有可以被winAPI函数调用的设备驱动程序都必须有以某种特定方式命名的例程？我的意思是，当我有新的声卡时，它的驱动程序必须具有与旧声卡相同的功能吗？那么Windows实际上可以从它的角度调用相同的函数

基本上是的。给定类型或类中的所有设备驱动程序（例如，所有视频驱动程序或所有磁盘驱动程序）都具有类似的API，由O/S调用（和/或由更高级别的驱动程序调用，例如，文件系统驱动程序使用/调用磁盘驱动程序）

Windows设备驱动程序工具包定义了各种API，并包括各种类型设备的示例驱动程序

但是，如果Windows具有设备驱动程序所需的预定义功能集，它就不能使用上一版本操作系统出现之前存在的新驱动程序

O/S是与设备驱动程序功能的动态链接：因为设备驱动程序API是预定义的，所以就O/S而言，设备驱动程序是可互换的；可以编写新的设备驱动程序，只要它们支持（向后兼容）标准设备驱动程序API

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< >动态链接机制与COM对象或C++类实现任何预定义的纯抽象接口非常相似：DDK中的头文件声明纯抽象接口（如虚拟函数），设备驱动程序实现这些功能，操作系统加载驱动程序并调用这些函数。

基础： 请注意，此解释经过简化，有时仅适用于大多数情况，而不是所有情况。

您将遇到的大多数硬件设备都具有以下基本操作： 写入它们的内存（或寄存器）。 从它们的内存（或寄存器）中读取

这足以控制硬件，为其提供所需的数据，并从中获取所需的数据

这些内存区域由BIOS和/或操作系统映射到PC上的物理内存范围（驱动程序可能会依次访问该范围）

所以我们现在有两个读写操作，设备驱动程序知道怎么做

此外，驱动程序可以以不涉及cpu的方式进行读写。这称为直接内存访问（DMA），通常由硬件执行

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最后一种类型的操作称为中断，用于让硬件通知驱动程序刚刚发生的事情。这通常由硬件中断CPU并调用驱动程序以高优先级执行某些操作来完成。例如：硬件中的图像已准备就绪，可供驱动程序读取。

谢谢，回答不错。我能再要一个吗？如果我正确理解的话，对于操作系统“已知”的设备，有一组预定义的函数名，因此操作系统可以调用例如“get_sector（）”函数，而不管哪个控制器用于HDD访问（SCSI、SATA、ATA…）。但是，如果我有一个全新的设备，什么是操作系统无法操作的