Локальный драйвер что это

Обновлено: 07.07.2024

Сетевые драйверы можно разделить на 2 категории: TDI-драйверы (Transport Driver Interface) и NDIS-драйверы (Network Driver Interface Specification). TDI-драйверы — это высокоуровневые драйверы, например, SMB-клиент, SMB-сервер, обертки SMB (NFFS, MSFS) и т.п. Мы с Вами рассмотрим NDIS-драйвера. NDIS — это специальный драйвер (ему соответствует файл ndis.sys), который содержит функции, используемые низкоуровневыми сетевыми драйверами. NDIS как бы обволакивает низкоуровневые сетевые драйверы и является посредником в их общении между собой и с железом. По сути NDIS можно считать третьим ядром Windows. Чтобы более четко уяснить себе что из себя представляет NDIS можно посмтореть на следующую картинку:

Минипорт-драйверы (драйверы адаптера)
Промежуточные драйверы (например, psched.sys)
Драйверы протокола (например, tcpip.sys)

Минипорт-драйверы

производит инициализацию своего устройства (адаптера)
создание /включение/выключение/удаление сетевых подключений
выдача клиенту или изменение параметров адаптера
отправка пакетов
получение пакетов
оповещение ОС о состоянии адаптера
перезагрузка и остановка адаптера

Минипорт-драйверы бывают «Connectionless» (например, драйвер Ethernet-адаптера) и «Сonnection-oriented» (например, драйвер модема). У Сonnection-oriented драйверов система коллбэков чуть сложнее, в нее входят обработчики событий, связанных с подключением к каналу связи, отключением от канала, выбором канала (для беспроводных адаптеров) и т.п. Для некоторых операций Сonnection-oriented драйверы вызывают специальные функции NDIS, отличающиеся префиксом «Со» в имени (например, вместо NdisMIndicateReceivePacket Сonnection-oriented драйвер должен вызывать NdisMColndicateReceivePacket).

Каждый коллбэк выполняет свою задачу: выдача информации, отправка данных, прием данных и т.п. Подробнее можно посмотреть в хелпе к WDK (DDK). Там можно получить полную информацию о коллбэках.

Драйверы протоколов могут передоверять минипорт-драйверу (при условии, что минипорт-драйвер это умеет — либо сам, либо адаптер умеет это делать на аппаратном уровне) некоторые свои функции (например, разграничить контрольную сумму или цифровую подпись IP-пакета или принять решение, как фрагментировать большой ТСP-пакет). Это значительно повышает производитель сети.

LBFO (Load Balancing and Fail Over) — позволяет понимающим его адаптерам распределять между собой исходящий трафик и исправлять ошибки друг друга. Впрочем, что имеет смысл только на backbone routers (центральных маршрутизаторах больших сетей), на которые редко ставят Windows
FFP (Fast Forwarding Path) — позволяет понимающим его адаптерам маршрутизировать/фильтровать пакеты чисто аппаратно, вообще без участия ОС и не нагружая основные процессоры компьютера

Промежуточные драйверы

Промежуточный драйвер сверху виден как минипорт-драйвер (смотрим на картинку), т.е. как бы виртуальный адаптер, а снизу — как драйвер протокола (снова смотрим на картинку), как бы виртуальный протокол. Как частный случай, возможна ситуация, когда промежуточный драйвер виден только сверху.

организуют «справедливый» доступ разных клиентских программ к адаптерам дабы программы не мешали друг другу
фильтруют и перехватывают трафик
маршрутизируют пакеты из одной сети в другую, если эти сети различаются (например, Ethernet и WI-FI)

Драйверы протоколов

Драйверы протокола — это самый верхний уровень спецификации NDIS. Эти драйверы занимаются тем, что выделяют ресурсы для соответствующих пакетов, копируют данные приложений в пакеты и передают их драйверам нижнего уровня. Также драйверы протоколов обеспечивают интерфейс для получения пакетов от нижележащих драйверов.

К драйверам протоколов относятся и драйверы транспорта, реализующие стек сетевых протоколов, такой как например TCP/IP (tspip.sys).

Если пост будет интересен читателям, то в следующих постах можно конкретно на примере написать свой сниферо-подобный промежуточный драйвер или также описать как написать каждый из типов драйверов (минипорта, промежуточный или протокола).

Многие считают что самому создать драйвер для Windows это что-то на грани фантастики. Но на самом деле это не так. Конечно, разработка драйвера для какого-то навороченного девайса бывает не простой задачей. Но ведь тоже самое можно сказать про создание сложных программ или игр. В разработке простого драйвера нет ничего сложного и я попытаюсь на примерах это показать.

Сперва нам нужно определится в чем мы же будем создавать наш первый драйвер. Поскольку материал ориентирован на новичков, то язык программирования был выбран один из простых, и это не Си или ассемблер, а бейсик. Будем использовать один из диалектов бейсика — PureBasic. Из коробки он не обучен создавать драйверы, но у него удачный набор файлов, используемых для компиляции и небольшое шаманство позволяет добавить эту возможность. Процесс компиляции состоит из нескольких этапов. Если кратко, то он происходит следующим образом: Сначала транслятор «перегоняет» basic-код в ассемблер, который отдается FASM'у (компилятор ассемблера), который создает объектный файл. Далее в дело вступает линкер polink, создающий исполняемый файл. Как компилятор ассемблера, так и линкер могут создавать драйверы и если немного изменить опции компиляции, то получим не исполняемый файл, типа EXE или DLL, а драйвер режима ядра (SYS).

Окно IDE с загруженным кодом драйвера показано на скрине.

Компиляция драйвера выполняется через меню «Компилятор» (это если кто не понял).

Теперь определимся что будет делать наш первый драйвер. Обычно при изучении программирования начинают с простых вещей, скажем, выполнения математических операций и вывода результата. Вот пусть наш драйвер делает тоже самое, ведь банальная математика производимая в режиме ядра это очень круто!

Может показаться что это куча бессмысленного кода, но это не так.

У каждого драйвера должна быть точка входа, обычно у нее имя DriverEntry() и выполнена она в виде процедуры или функции. Как видите, в этом драйвере есть такая процедура. Если посмотрите на начало кода, то в первых строках увидите как ей передается управление. В этой процедуре происходит инициализация драйвера. Там же назначается процедура завершения работы драйвера, которая в нашем случае имеет имя UnloadDriver(). Процедуры CreateDispatch() и CloseDispatch() назначаются обработчиками соединения и отсоединения проги из юзермода.
Процедура DeviceIoControl() будет обрабатывать запросы WinAPI функции DeviceIoControl(), являющейся в данном драйвере связью с юзермодом. В конце кода расположена так называемая ДатаСекция (DataSection), в которой находятся имена драйвера, сохраненные в формате юникода (для этого использована одна из фишек ассемблера FASM).

Видите сколько понадобилось кода для выполнения простейшей математической операции — сложения двух чисел?

А теперь рассмотрим программу, работающую с этим драйвером. Она написана на том же PureBasic.

Процедура Plus() осуществляет связь с драйвером. Ей передаются хэндл, доступа к драйверу и слагаемые числа, которые помещаются в структуру и указатель на указатель которой, передается драйверу. Результат сложения чисел будет в переменной «Result».

Далее следует код простейшего GUI калькулятора, скопированного из википедии.

Когда закроют окно, то перед завершением работы программы, закрывается связь с драйвером и производится его деинсталляция из системы.

Результат сложения чисел 8 и 2 на скриншоте.

Исходные коды драйвера и программы, можно найти в папке «Examples», PureBasic на файлопомойке, ссылку на который давал в начале статьи. Там так же найдете примеры драйвера прямого доступа к порам компа и пример работы с памятью ядра.

PS.
Помните, работа в ядре чревата мелкими неожиданностями аля, BSOD (синий экран смерти), поэтому экспериментируйте осторожно и обязательно всё сохраняйте перед запуском драйвера.

«Слетели драйвера», «У меня нет драйверов на принтер», «Видеокарте нужны драйвера» — если вам непонятно, что это значит и на что влияют драйверы, то эта статья для вас.

Что такое драйвер

Драйвер — это программа, которая работает как инструкция для операционной системы. Драйвер объясняет операционке, как пользоваться каким-то устройством.

Устройство — это то, что физически подключается к компьютеру:

видеокарта,
мышь,
криптотокен,
монитор,
сканер,
джойстик для игр.

Драйвер рассказывает компьютеру, как этим железом пользоваться, что оно умеет, какие команды понимает и как это железо могут использовать другие программы.

👉 Технически драйвер — это программа, которая висит в памяти компьютера всё время, пока компьютеру нужно это устройство.

Известное и неизвестное железо

Операционная система в компьютере знает и умеет многое, в том числе и работать со стандартным оборудованием. Стандартным — это значит тем, которое предоставляет стандартные возможности.

Например, клавиатура, мышь или веб-камера — это стандартное оборудование, потому что независимо от производителя они делают примерно одно и то же.

Разработчики операционной системы знают про такое оборудование, поэтому могут написать стандартные драйверы, которые подойдут к большинству устройств. Именно поэтому мы можем купить в магазине новую мышь и просто подключить её к компьютеру без установки дополнительных программ — операционная система сама разберётся, что делать.

Но бывает так, что разработчики добавили в устройство нестандартные возможности: переназначение сочетаний клавиш, сделали мышь с несколькими колёсиками или встроенный лазерный дальномер в видеокамеру. В этом случае компьютер не разберётся, как этим всем пользоваться, потому что в стандартных драйверах про это ничего нет.

В таких случаях разработчики устройств пишут свой драйвер, который объяснит компьютеру, как пользоваться всеми возможностями устройства. Этот драйвер нужно будет установить.

Сложное оборудование

Ещё бывает так, что оборудование хоть и стандартное, но сложное, например, видеокарта или принтер. Каждый производитель добавляет свои функции и технологии, которые считает нужными, и чаще всего они не совпадают с другими. Если подключить такое устройство к компьютеру, то компьютер, скорее всего, разберётся, что именно в него воткнули, то как с этим работать — неизвестно.

Здесь тоже нужны драйверы — они идут или в комплекте с устройством на компакт-диске или их качают с официального сайта производителя. Чем сложнее устройство, тем больше вероятность, что без установки дополнительных драйверов оно работать не будет.

Например, если у вас навороченная видеокарта, вы вставляете её в компьютер и сначала видите странную огромную картинку с низким разрешением. Это значит, что компьютер пока не нашёл драйверов на эту карточку и запустил её в «режиме совместимости» — то есть в том режиме, в котором он точно сможет ей управлять. Но возможности видеокарты будут сильно порезаны, пока мы не установим нужные нам драйверы.

Что значит «слетели драйвера»?

Это значит, что компьютер не может найти файлы с инструкциями от какого-то устройства. Так бывает при обновлениях системы, заражении вирусом или просто кто-то случайно мог удалить нужные файлы или папку целиком.

Решение простое: берёте заново драйвер с официального сайта или тот, который шёл в комплекте с устройством, и запускаете программу-установщик заново. А она уже сама разберётся, каких файлов не хватает, и настроит всё заново.

Драйверы нужны только на Windows?

Драйверы нужны на всех компьютерах и для всех операционных систем. Но некоторые операционки идут с кучей драйверов в комплекте, а у других этот набор более скромный.

Общее правило для 2021 года такое: большая часть оборудования, которое нужно для обычной офисной работы, подключится к любому компьютеру без необходимости что-то устанавливать. Операционка сама поймёт, что это за устройство, и, скорее всего, у неё уже будут драйверы.

А вот какое-то более сложное оборудование (например, профессиональная аудиокарта или видеокамера) потребуют установки драйверов от производителя.

В чём проблема с драйверами

Проблема в том, что часто производители не делают новые драйверы для старого оборудования. Например:

Есть диджейский контроллер Numark NS7 — это профессиональное оборудование для диджеев и артистов, оно стоит дорого и нужно примерно 100 тысячам человек на всей планете.

Когда контроллер только вышел, компания Numark выпускала драйвера на все свежие операционные системы, проблем с совместимостью не было.

Потом аппарат сняли с производства, поддержку прекратили. Последняя версия драйверов, которую выпустил Numark, — для Windows 10 и MacOS 10.12 (Sierra). С тех пор у Windows вышло большое обновление до 11, а MacOS обновился раз пять. Причём последние две версии сделаны для процессоров Apple, и уже нет надежды, что Numark обновит драйверы для этой архитектуры.

Так что, если вам достался этот редкий профессиональный прибор, вы вынуждены сидеть на древней MacOS Sierra, которая стремительно перестаёт поддерживаться современным софтом.

Как устанавливать драйвер?

Что делать, если драйвер не устанавливается автоматически

Установка драйвера с диска

Вы хотите установить драйвер сейчас?
Я хочу установить драйвер в папку C:/Windows/Drivers. Можно установить драйвер туда, или вы предложите другое место?
Наверное, после установки придётся перезагрузить компьютер. Вы разрешаете сделать это сейчас, или займёмся перезагрузкой позже?

Диск с драйверами отсутствует. Где взять драйвер?

Если устройство попало к вам без диска или он затерялся, то самую свежую версию драйвера всегда можно найти на сайте производителя и скачать её оттуда. Посмотрите на марку нового оборудования и поищите официальный сайт этой модели. Просто вводим в поисковик (Google или Яндекс) название фирмы и модели устройства.

Итак, компьютер обнаружил новое устройство. И не смог установить для него драйвер. Диска под рукой у нас нет.

Так выглядит Диспетчер устройств в Windows 7. Чуть по-другому он смотрится в Windows XP и в других версиях операционной системы, но суть остаётся одна и та же. Обратите внимание, что в самой нижней строке Диспетчера устройств выделен некий прибор под названием Ethernet Controller. Неустановленные устройства всегда выделяются знаком вопроса или восклицания слева от названия прибора. Это означает, что Windows пока толком не может работать именно с этим прибором.

И выбираем нужную операционную систему. Это Windows 7, в случае нашего примера. Самая первая ссылка.

Осталось лишь запустить его, щёлкнув по файлу драйвера дважды. Левой кнопкой, разумеется.

Появится окно установки драйвера. Несколько простейших вопросов…

И всё готово! Устройство под названием Сетевой адаптер успешно установлено. Оно готово к работе. Драйвер поставлен.

Напоследок о драйверах

Читайте также: