サンプルコードから実稼働ドライバーへ - サンプルでの必要な変更

[アーティクル]
06/15/2023

このトピックでは、サンプルコードに基づいたデバイスドライバーをリリースする前に、WDK サンプルドライバーに加える必要がある重要な変更について説明します。

ここで説明する変更に加えて、すべてのドライバーで、「信頼性の高いカーネルモードドライバーの作成」と「Surface Team ドライバー開発ベストプラクティス」で説明されているベストプラクティスを利用する必要があります。また、すべてのドライバーが、「ドライバーのセキュリティガイダンス」に示されているガイドラインを遵守する必要があります。

WDK ドライバーのサンプル - 一意識別子

Windows Driver Kit (WDK) には、ドライバー開発に役立つ手法を示すさまざまなサンプルドライバーが含まれています。これらのサンプルは独自のドライバーの基礎として使用できますが、ドライバーをリリースする前に、独自のデバイスとドライバーに一意に適用するために (明らかなオペコード以外)、サンプルの特定のデバイス固有の側面を変更する必要があります。ドライバーの作成者は、これらの詳細を見落とす場合があります。

変更する必要がある正確な項目は、サンプルごとに異なりますが、一般に、特定のデバイス、インターフェイス、またはドライバーは識別されます。たとえば、サンプルドライバーに次の項目が含まれる場合は、ドライバーとデバイスに適用するには変更する必要があります。

グローバル一意識別子 (GUID)
シンボリックリンク名
デバイスオブジェクト名
プールタグ
I/O 制御コード (IOCTL) の定義
システムフォルダーにコピーされるファイルの名前
プラグアンドプレイデバイス ID、ハードウェア ID、および互換性 ID
ドライバーサービス名
デバイスの説明
リソースファイル

これらの変更をし忘れると、インストールが失敗したり、システム上の他のデバイスやドライバーとの競合が発生したり、デバッグが困難になったりなどのエラーが発生する可能性があります。

たとえば、...\toastDrv\kmdf\toastmon\wdftoastmon.inx(18-18): error 1284: Class "Sample" is reserved for use by Microsoft. のようなエラーが発生した場合、これは "サンプル" 名をサンプルドライバーの一意の名前に変更する必要があることを示しています。

GUID

ドライバーは GUID を使用して、デバイスセットアップクラス、デバイスインターフェイスクラス、カスタム PnP イベント、カスタム Windows Management Instrumentation (WMI) イベント、および Windows PreProcessor (WPP) トレースプロバイダーを識別します。 Microsoft によって定義される GUID もあれば、デバイスやドライバーのベンダーによって定義される GUID もあります。

一般的なデバイスと WMI データのデバイスセットアップクラス GUID、デバイスインターフェイスクラス GUID、および WMI GUID は、WDK 内、または任意のドライバーによって使用されるパブリックヘッダーファイル内で定義されます。これらの GUID は変更することはできません。

たとえば、マウスを実装する場合、デバイスインターフェイスクラスとして、WDK Ntddmou.h ヘッダーファイルで定義されている GUID_DEVINTERFACE_MOUSE を引き続き使用します。ただし、新しいデバイスセットアップクラスを定義する場合は、新しいデバイスセットアップクラス GUID、セットアップクラス名、および場合によっては新しいデバイスインターフェイスクラス GUID も生成する必要があります。セットアップクラス GUID とデバイスインターフェイスクラス GUID は一意の値である必要があります。1 つの GUID を共有することはできません。

ほとんどのサンプルベースのドライバーでは、サンプルのローカルヘッダーまたはソースファイルで定義されており、そのためサンプルに固有の GUID のみを変更する必要があります。そのような GUID には、以下のようなものがあります。

カスタム PnP イベント
カスタム WMI イベント
新しいデバイスまたはカスタムデバイスのデバイスインターフェイスクラス
WPP トレースプロバイダー

別のドライバーに対して定義されている GUID を使用すると、両方のドライバーが同じシステムで読み込まれると、競合が発生する可能性があります。たとえば、2 つの異なるドライバーが同じ GUID を使用してデバイスインターフェイスを登録している場合、クライアントがデバイスインターフェイスを開こうとするとき、間違ったデバイスを開く可能性があります。

次の抜粋は、すべてのトースタードライバーサンプルに含まれている Driver.h ファイルからのものです。これにより、トースターデバイスのデバイスインターフェイス GUID が定義されます。

DEFINE_GUID(GUID_TOASTER_INTERFACE_STANDARD, \
            0xe0b27630, 0x5434, 0x11d3, 0xb8, 0x90, 0x0, 0xc0, \
            0x4f, 0xad, 0x51, 0x71);
// {E0B27630-5434-11d3-B890-00C04FAD5171}

このファイルを独自のドライバーで使用する場合は、サンプル GUID (上の太字のテキストで示された) を、自身のデバイスのインターフェイス GUID に置き換えてください。 GUID を作成するには、Microsoft Visual Studio または Guidgen.exe で GUID の作成ツールを使用します。どちらも Microsoft Windows Software Development Kit (SDK) に含まれています。次に、例に示すように、GUID をドライバーヘッダーファイル内のシンボリック定数に関連付けできます。

ドライバーの WMI イベントの新しい GUID を作成する必要がある場合もあります。トースタードライバーのサンプルでは、トースターデバイスの到着を通知する次の GUID を定義しています。


DEFINE_GUID (TOASTER_NOTIFY_DEVICE_ARRIVAL_EVENT, \
             0x1cdaff1, 0xc901, 0x45b4, 0xb3, 0x59, 0xb5, 0x54, \
             0x27, 0x25, 0xe2, 0x9c);
// {01CDAFF1-C901-45b4-B359-B5542725E29C}

ドライバーの WMI イベントごとに新しい GUID を作成する必要があります。

サンプルドライバーで WPP ソフトウェアトレースが使用される場合は、サンプルをベースにしているすべてのドライバーの新しいトレースプロバイダー GUID を生成します。たとえば、%WinDDK%\Src\Kmdf\Osrusbfx2\Final の Osrusbfx2 サンプルの Trace.h ヘッダーファイルは、コントロール GUID を次のように定義します。

#define WPP_CONTROL_GUIDS \
    WPP_DEFINE_CONTROL_GUID( \
           OsrUsbFxTraceGuid,(d23a0c5a,d307,4f0e,ae8e,E2A355AD5DAB), \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_INIT)          /* bit  0 = 0x00000001 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_PNP)           /* bit  1 = 0x00000002 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_POWER)         /* bit  2 = 0x00000004 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_WMI)           /* bit  3 = 0x00000008 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_CREATE_CLOSE)  /* bit  4 = 0x00000010 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_IOCTL)         /* bit  5 = 0x00000020 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_WRITE)         /* bit  6 = 0x00000040 */ \
        WPP_DEFINE_BIT(DBG_READ)          /* bit  7 = 0x00000080 */ \
       )

独自のドライバーでは、太字のテキストを、作成したドライバー固有の名前と GUID に置き換えます。

シンボリックリンク名

サンプルでシンボリックリンク名が定義されている場合は、サンプル内の名前を、独自のドライバーに適用される名前に置き換えます。ただし、\DosDevices\COM1 などの既知のリンク名は変更しないでください。一般に、リンク名がサンプル名 (\DosDevices\CancelSamp など) に非常に似ている場合は、変更する必要があります。

デバイスインターフェイスは基本的にシンボリックリンクなので、別のドライバーと同じシンボリックリンクを使用すると、間違ったデバイスインターフェイス GUID を使用した場合と同じ影響が出ます。

%WinDDK\Src\Kmdf\Toaster\Filter の KMDF トースターフィルタードライバーは、Filter.h ヘッダーファイルで次のように定義された文字列を使用するシンボリックリンク名を作成します。

#define SYMBOLIC_NAME_STRING     L"\\DosDevices\\ToasterFilter"

太字の文字列を変更して、独自のドライバーをより正確に記述します。

デバイスオブジェクト名

サンプルでデバイスオブジェクトの名前を作成する場合は、サンプルコードを調整するときに名前を変更する必要があります。

KMDF トースターフィルタードライバーは、Filter.h ヘッダーファイルでデバイスオブジェクトに次のように名前を付けます。

#define NTDEVICE_NAME_STRING      L\\Device\\ToasterFilter

シンボリックリンク名と同様に、ドライバーを記述するために文字列を変更する必要があります。

名前付きデバイスオブジェクトはセキュリティリスクを表す可能性があることを覚えておいてください。物理デバイスオブジェクト (PDP) には名前が必要です。このような名前のほとんどは、ドライバーによって明示的に割り当てられるのではなく、システムによって生成されます。その他のデバイスオブジェクトには、アプリケーションとドライバー間のサイドバンド通信に使用されるコントロールデバイスオブジェクトを表す場合にのみ、名前を付ける必要があります。カーネルモードドライバーフレームワーク (KMDF) と Windows Driver Model (WDM) の両方で、Windows により名前を生成できます。この方法を使用すると、デバイスオブジェクトの名前は一意になり、特権のないユーザーはアクセスできなくなります。詳細については、「デバイスの名前空間アクセスの制御」と「KMDF ドライバーでのデバイスアクセスの制御」を参照してください。

プールタグ

プールタグは、特定のメモリ割り当てを識別し、デバッグに役立つ 1 から 4 文字のリテラルです。

サンプルドライバーの多くは、Toaster.h からの次の行のように、ドライバーヘッダーファイルにプールタグを定義します。

#define TOASTER_POOL_TAG (ULONG) 'saoT'

ドライバーはタグを後ろから定義します。これは、デバッガーにより逆順にそれが表示されるためです。したがって、このタグはデバッガー出力に Toas として表示されます。サンプルで定義されるタグを使用する代わりに、独自のコードを一意に識別するために文字列を変更します。

この Pooltag.txt ファイルには、Windows に付属する、カーネルモードのコンポーネントとドライバーで使用されるプールタグが一覧表示されます。 Pooltag.txt は %winddk%\Tools\Other<i>platform\Poolmon の WDK によってインストールされます。ここで、プラットフォームは amd64、i386、または ia64 です。この一覧に表示されるタグは使用しないでください。

IOCTL 定義

サンプル定義の I/O 制御コードを、デバイスとドライバーに適した名前、デバイスの種類、関数コード、転送の種類、およびアクセスの種類を使用するように変更します。

たとえば、Osrusbfx2 サンプルには、IOCTL_OSRUSBFX2_READ_SWITCHES の次の定義が含まれます。

#define IOCTL_OSRUSBFX2_READ_SWITCHES   
                    CTL_CODE(FILE_DEVICE_OSRUSBFX2, \
                             IOCTL_INDEX + 6, \
                             METHOD_BUFFERED, \
                             FILE_READ_ACCESS)

別のデバイスのサンプルベースのドライバーでは、この定義を変更する必要があります。

ファイル名

INF または INX で、ドライバーの名前、ベンダーが提供する共同インストーラー、およびインストール手順でシステムフォルダーにコピーされるその他のファイルがあれば変更します。これらのファイル名は、通常、INF の [SourceDisksFiles] セクションと [ClassInstall32] セクションや CopyFiles エントリに表示されます。

次の例は、KMDF おすすめトースターサンプルの INX ファイルからのものです (%WinDDK%\src\kmdf\Toaster\Func\Featured で入手可能)。変更する必要があるファイル名は、太字で示されています。

[ClassInstall32]
Addreg=ToasterClassReg
CopyFiles=ToasterClassInstallerCopyFileshighlight

[ToasterClassReg]
...
HKR,,Installer32,,"tostrcls.dll,ToasterClassInstaller"
...

[ToasterClassInstallerCopyFiles]
tostrcls.dll									    
...

ファイルのこの部分を別のドライバーに対応させるには、"tostrcls.dll" をクラスインストーラーのファイル名に変更し、"ToasterClassInstaller" 文字列を独自のインストーラーを説明するように変更します。これらの変更により、インストール手順で正しい共同インストーラーファイルがコピーされ、レジストリキーに正しいファイル名が記録されます。

WDK または Windows に付属の共同インストーラー (KMDF、UMDF、WinUSB 共同インストーラーなど) の名前を変更しないでください。

この例に示すように、追加の変更が、後でファイルのデバイスインストールのセクションで必要になります。

[Toaster_Device.NT]
CopyFiles=Toaster_Device.NT.Copy

[Toaster_Device.NT.Copy]
wdffeatured.sys

この例では、太字のファイル名を、生成されたドライバーファイルの名前に変更します。

セットアップによって INF ファイルとドライバーカタログファイルがコピーされるときに、それらは変更されます。そのため、ドライバーパッケージ内の名前を変更する必要は厳密にはありません。ただし、一般的に、INF ファイル名とカタログファイル名をドライバーファイル名と同様のものにすることをお勧めします。

PnP デバイス ID、ハードウェア ID、および互換性 ID

セットアップでは、ハードウェア ID や互換性 ID と共にデバイス ID を使用して、デバイスのインストールに使用する INF が選択されます。

デバイス ID は、特定のデバイスを一意に識別するベンダー定義の文字列です。すべてのデバイスには、正確に 1 つのデバイス ID があります。バスドライバーは列挙中にデバイス ID を報告し、セットアップはそれを使用してデバイスを正しい INF ファイルと一致させます。デバイス ID は、INF の [製造元] セクションで定義されています。

次の例は、Osrusbfx2.inx ファイルで指定されている、OSR USB Fx2 デバイスのデバイス ID を示しています。

[Manufacturer]
%MfgName%=Microsoft,NT$ARCH$

; For Win2K
[Microsoft]
%USB\VID_045E&PID_930A.DeviceDesc%=osrusbfx2.Dev, 
        USB\VID_0547&PID_1002
...

; For XP and later
[Microsoft.NT$ARCH$]
%USB\VID_045E&PID_930A.DeviceDesc%=osrusbfx2.Dev, 
        USB\VID_0547&PID_1002

独自のドライバー用にこの INF ディレクティブを調整するには、太字で示されているデバイス ID を、自分のデバイスのデバイス ID に置き換えます。製造元の名前を自社の名前に変更する必要もあります。

ハードウェア ID と互換性 ID は、デバイス ID を INF に一致させることができない場合、セットアップによって使用される特定性の低い ID になります。 INF が他のデバイスをサポートできる場合は、デバイス ID に加えて、これらの値も変更する必要があります。 KMDF のおすすめのトースタードライバーの次の例は、ハードウェア ID を示しています。


[Manufacturer]
%StdMfg%=Standard,NT$ARCH$

; For Win2K
[Standard]
; DisplayName                   Section           DeviceId
; -----------                   -------           --------
%ToasterDevice.DeviceDesc%=Toaster_Device, 
         {b85b7c50-6a01-11d2-b841-00c04fad5171}\MsToaster

; For XP and later
[Standard.NT$ARCH$]
%ToasterDevice.DeviceDesc%=Toaster_Device, 
         {b85b7c50-6a01-11d2-b841-00c04fad5171}\MsToaster

独自のドライバー用にこの INF ディレクティブを調整するには、ハードウェア ID をドライバーのデバイス ID に置き換え、"MsToaster" をよりわかりやすい文字列に変更します。

ドライバーサービス名

INF で Addservice ディレクティブのサービス名を、ドライバーに適した値に更新します。ドライバーサービス名がシステム上の別のドライバーの名前と競合する場合、ドライバーはインストールまたはロードされません。

KMDF のおすすめのトースタードライバーは、次のようにサービスに名前を付けます。


[Toaster_Device.NT.Services]
AddService = wdffeatured, %SPSVCINST_ASSOCSERVICE%,
     wdffeatured_Service_Inst

サービス名は、Addservice ディレクティブの最初のエントリです。おすすめのトースターの INF を調整するには、太字の文字列を、ドライバーにより適した文字列に変更します。この例では、wdffeatured_Service_Inst エントリは単に INF 定義のセクションを参照しているので、変更することは重要ではありません。

デバイスの説明

デバイスの説明は、INF の [Strings] セクションで通常定義され、INF 全体のさまざまな場所で使用されるいくつかの文字列で構成されます。たとえば、KMDF のおすすめトースターサンプルでは、WdfFeatured.inx ファイル内で次の文字列が定義されます。

[Strings]
SPSVCINST_ASSOCSERVICE   = 0x00000002
MSFT                     = "Microsoft"
StdMfg                   = "(Standard system devices)"
ClassName                = "Toaster"
DiskId1                  = "Toaster Device Installation Disk #1"
ToasterDevice.DeviceDesc = "Microsoft WDF Featured Toaster"
Toaster.SVCDESC          = "Microsoft WDF Toaster Featured Device Driver"

このファイルを変更して独自のドライバーをインストールするには、会社、デバイス、およびドライバーに関する情報を反映するように太字の文字列を変更する必要があります。

会社名が INF の [Manufacturer] セクションにも表示される場合は、その名前も変更する必要があります。

リソースファイル

ドライバーや、サンプル固有の共同インストーラーなどのコンポーネントには、リソース (.rc) ファイルも含まれています。これは、製品名、ファイルのバージョン、会社名など、ドライバー固有の文字列を定義します。これらの文字列を、ドライバーパッケージの適切な値に変更します。

概要 - 必要な変更

WDK サンプルに基づくドライバーをリリースする前に、ソースファイル、INF、および独自のドライバーの作成に使用したその他のリソースの、サンプル固有の情報を置き換えてください。必要な変更はサンプルによって異なりますが、通常は、サンプルドライバーまたはそのデバイスを一意に識別する情報を含みます。一般に、次のような変更が必要になります。

必要に応じて、お使いのドライバー固有の GUID を生成して使用します。
シンボリックリンク名を更新します。
デバイスオブジェクトの名前を更新するか、自動生成された名前を使用します。
ドライバーを識別し、既知のタグと競合しないプールタグを使用します。
ドライバーとデバイスに適した IOCTL コードを定義します。
システムフォルダーにコピーされるファイルの名前を更新します。
正しいプラグアンドプレイデバイス ID、ハードウェア ID、互換性 ID を INF に挿入します。
INF でドライバーのサービス名を更新します。
デバイスの説明を変更します。
リソースファイル内のドライバー固有の文字列を変更します。
セキュリティと信頼性に関するベストプラクティスに従います。

追加情報

書籍

『Windows Driver Foundation でのドライバーの開発』、著者: Penny Orwick および Guy Smith

WDK に関するトピック

新しい GUID の定義とエクスポート

KMDF ドライバーでのデバイスアクセスの制御

ドライバーの開発、テスト、および展開

信頼性の高いカーネルモードドライバーの作成

Surface Team ドライバー開発ベストプラクティス

ドライバーのセキュリティガイダンス

初めてのドライバーの作成

サンプルコードから実稼働ドライバーへ - サンプルでの必要な変更

WDK ドライバーのサンプル - 一意識別子

GUID

シンボリックリンク名

デバイスオブジェクト名

プールタグ

IOCTL 定義

ファイル名

PnP デバイス ID、ハードウェア ID、および互換性 ID

ドライバーサービス名

デバイスの説明

リソースファイル

概要 - 必要な変更

追加情報

書籍

WDK に関するトピック

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その他のリソース

サンプル コードから実稼働ドライバーへ - サンプルでの必要な変更

WDK ドライバーのサンプル - 一意識別子

GUID

シンボリック リンク名

デバイス オブジェクト名

プール タグ

IOCTL 定義

ファイル名

PnP デバイス ID、ハードウェア ID、および互換性 ID

ドライバー サービス名

デバイスの説明

リソース ファイル

概要 - 必要な変更

追加情報

書籍

WDK に関するトピック

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その他のリソース

サンプルコードから実稼働ドライバーへ - サンプルでの必要な変更

シンボリックリンク名

デバイスオブジェクト名

プールタグ

ドライバーサービス名

リソースファイル