Драйвер-паки и их индексы. Что такое драйверы, для каких устройств нужны и как их установить Как называются драйвера для

Как мы знаем, на аппаратном уровне современный компьютер состоит из функциональных узлов, представляющих собой те или иные электронные компоненты. Широкому кругу пользователей персональных компьютеров знакомы такие функциональные блоки как: процессор, память, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск, контроллер ввода-вывода (обеспечивающий работу клавиатуры, мыши, джойстика, USB-носителей (флешек)), принтер, сканер и некоторые другие. На физическом уровне данные устройства взаимодействуют между собой посредством специальных шин и протоколов, создавая совокупностью своего взаимодействия симбиоз операций, который, в общем случае, характеризует функционирование компьютера. Но разве компьютер представляет собой только лишь набор электронных компонентов? Конечно же нет, ведь один из основных аппаратных модулей, центральный процессор, спроектирован для выполнения машинных инструкций, из последовательностей которых, как мы знаем, состоят программы, в свете этого было бы уместно упомянуть еще об одном уровне - программном. Теперь давайте вернемся в не столько далекое прошлое; на заре компьютерной эры код программ (которые часто писались непосредственно в машинных кодах/на низкоуровневых языках) мог легко взаимодействовать с аппаратурой напрямую, поскольку аппаратная архитектура была относительно простой. Однако со временем технологии развивались, аппаратный и программный уровни эволюционировали взаимосвязано, и первый пришел к появлению большого многообразия устройств, а второй к появлению огромного разнообразия программных модулей, обусловивших, в дальнейшем, появление операционных систем. Операционная система явилась ключевой вехой в истории развития компьютерной индустрии, поскольку именно она, среди прочего, выполняла роль связующего звена, своеобразного координатора (диспетчера), обеспечившего взаимодействие между устройствами и программами: принимала запросы от программного слоя (например, пользовательских программ) на обмен данными с тем или иным устройством и наоборот, то есть фактически выполняла роль сопряжения между аппаратной и программной частями. Операционные системы тоже не стояли на месте, и если по началу взаимодействие операционной системы с аппаратурой компьютера было относительно простым, то по мере усложнения архитектуры и введения новых аппаратных возможностей, усложнялась и структура операционной системы. На протяжении всего времени развития операционных систем, разработчики пытались создать код, обеспечивающий полноценное взаимодействие с максимально возможным количеством имеющимся на рынке аппаратных устройств. Тем не менее, подобный подход, по мере усложнения архитектуры персональных компьютеров x86, привел к появлению концепции обособленного программного слоя, носящего название драйвер, ответственного за взаимодействие с тем или иным классом/типом устройств. Концепция драйвера оказалась настолько удачной, что помимо основного направления - поддержки физических устройств, была экстраполирована и на некоторые категории логических/виртуальных устройств. В данной статье мы будем рассказывать про то, что же из себя представляет драйвер Windows .

Теория

Давайте немного отойдем от концепции драйвера и рассмотрим общую теорию. Для того, чтобы понять что же представляет собой драйвер в системе, сначала необходимо пройти минимум теории по общей архитектуре x86-64. Почему x86, да потому что именно эта платформа: а) выбрана мной для экспериментов, б) является наиболее распространенной в клиентском сегменте операционных систем Windows. Озвученные в данном разделе особенности дадут нам понимание многих аспектов работы как непосредственно операционной системы, так и, соответственно, драйверов в её составе.

Режимы работы процессора

Внутренняя структура любой операционной системы базируется на аппаратных особенностях платформы, на которой она работает. Центральным звеном является процессор, у процессоров архитектуры x86-64 имеются несколько режимов работы:

• Реальный режим (Real mode);
• Виртуальный режим (Virtual mode);
• Защищенный режим (Protected mode);
• Длинный режим (Long mode).

На заре эры развития персональных компьютеров архитектуры x86, процессор работал в реальном режиме. Тем не менее, реальным режим постепенно ушел в прошлое, поскольку имел ряд особенностей, делающих невозможным дальнейшее развитие технологий: 16-битную шину данных и 20-битную шину адреса (ограничение по адресации), сегментную адресацию с размерами сегментов в 64 килобайта (неудобство использования адресного пространства), отсутствие разграничений доступа к адресному пространству. С целью снятия существовавших ограничений был разработан защищенный режим, который предоставлял ряд важных для развития операционных систем особенностей: "многозадачность", механизм защиты (доступ к привилегированным командам), обеспечивающий контроль доступа различных участков кода (программ) друг к другу, модель виртуальной памяти. В защищенном режиме процессоров Intel архитектуры x86 реализованы так называемые кольца защиты или уровни привилегий. Всего их четыре: 0 (наиболее привилегированный), 1, 2 и 3 (наименее привилегированный). Уровни привилегий призваны защитить код режима ядра от пользовательских программ и пользовательских программ друг от друга, поскольку это может привести к нарушению работоспособности. Однако операционная система Windows не использует все перечисленные уровни, в ней задействованы лишь два из них: 0-й и 3-й.
Для наглядности понимания этого приведем упрощенную схему взаимодействия компонентов Windows:

Как вы видите, внутренняя среда операционной системы Windows разделена на две части и поддерживает два режима выполнения:

• Пользовательский режим - непривилегированный режим, сопоставленный с аппаратным 3-им кольцом защиты процессора;
• Режим ядра - привилегированный режим, сопоставленный с аппаратным 0-м кольцом защиты процессора;

В этой особенности состоит самый, пожалуй, важный момент понимания внутреннего строения Windows: глобально операционная система как бы поделена на две основных части: пользовательский режим и режим ядра.

Это стоит понять, осознать и запомнить раз и навсегда, поскольку, собственно, это одна из базовых, основных концепций очень многих современных операционных систем.
Режимы пользователя и режим ядра обладают следующим различиями:

• Изолированными (не пересекающимися) виртуальными адресными пространствами: пространство пользовательского режима занимает нижнюю часть (адреса с по), пространство режима ядра занимает верхнюю (адреса с по);
• Разными привилегиями доступа кода к ресурсам (памяти, процессору, устройствам и прч).

В пользовательском режиме выполняются следующие процессы:

Подсистема	Описание
Процессы обеспечения работоспособности системы (System Support Processes)	Процесс входа в систему Winlogon (winlogon.exe ) Процесс локального сервера проверки подлинности lsass (lsass.exe ) Процесс диспетчера управления службами (services.exe ) Процесс диспетчера сессий (smss.exe ) Процесс консоли (conhost.exe ) Процесс диспетчера локальных сессий (lsm.exe ) . . .
Процессы служб/сервисов (Service Processes)	Хост-процесс для служб (svchost.exe ) Процесс диспетчера очереди печати (spoolsv.exe ) Процесс управления службой WMI (winmgmt.exe ) . . .
Приложения (Applications)	Пользовательские приложения (все приложения, не входящие в остальные категории). Диспетчер задач (taskmgr.exe ) Проводник (explorer.exe ) Консоль управления (mmc.exe ) . . .
Подсистемы окружения (Environment Subsystems)	Подсистема Win32 (csrss.exe , kernel32.dll , advapi32.dll , user32.dll , gdi32.dll , ...) Подсистема Linux (lxss.sys , lxcore.sys ) Подсистема POSIX (psxss.exe , psxrun.exe , posix.exe , psxdll.dll ) Подсистема OS/2 (os2.exe , os2ss.exe , os2srv.exe ) Подсистема WOW/WOW64 (wow64win.dll , wow64.dll , wow64cpu.dll ) . . .
Интерфейс к функциям ядра	Обеспечивает передачу управления в ядро для функций, которым это необходимо. Поддерживается библиотекой ntdll.dll

В режиме ядра выполняются:

Подсистема	Описание
Исполнительная система (Executive)	Диспетчер ввода-вывода Диспетчер процессов Диспетчер потоков Диспетчер виртуальной памяти Диспетчер объектов Диспетчер PnP Диспетчер питания Диспетчер окон . . .
Ядро (Kernel)	инициализация критических для системы драйверов этапа загрузки, межпроцессорная синхронизация, планирование и диспетчеризация процессов/потоков/прерываний, обработка/диспетчеризация исключений/ошибок и некоторые другие функции (ntoskrnl.exe , ntkrnlmp.exe , ntkrnlpa.exe , ntkrpamp.exe ).
Драйверы устройств (Device Drivers)	драйверы физических/логических/виртуальных устройств: драйверы файловых систем, сети, дисков и прч.
Оконная/графическая подсистема (Windowing And Graphics System)	Подсистема поддержки окон и графики, обеспечивающая поддержку функций графического пользовательского интерфейса (Graphic User Interface, GUI). (win32k.sys )
Уровень абстрагирования от оборудования (Hardware Abstraction Layer, HAL)	обеспечивает независимость от аппаратной части платформы, изолирует компоненты ядра от специфики аппаратного обеспечения. (hal.dll )

Поскольку любая операционная система попросту обязана уметь работать с аппаратными средствами, в дистрибутиве (комплекте установки/системных файлах) присутствуют драйверы ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система буквально лишится доступа к аппаратной части со всеми вытекающими из этого проблемами: не сможет функционировать или вовсе не пройдет процедуру собственной установки. Представлены эти "внутренние" драйверы в виде так называемой встроенной библиотеки драйверов, видоизменяющейся по составу от версии к версии, в зависимости от этапов эволюционирования аппаратного обеспечения и рыночных тенденций. Драйвера из состава данной библиотеки, при необходимости, устанавливаются на этапе инсталляции операционной системы в зависимости от обнаружения (идентификации) в компьютере тех или иных устройств. В общем случае, во время инсталляции, код модуля обнаружения оборудования выполняет определение установленных в компьютере устройств и проверяет в своей библиотеке наличие сопоставимых драйверов. Для тех устройств, для которых присутствуют системные драйвера, производится установка в автоматическом (фоновом) режиме. Тем самым "на выходе", после инсталляции операционной системы, мы можем получить минимально-необходимый для функционирования набор системных драйверов, который позволяет организовать работоспособную начальную рабочую среду. Но стоит помнить, что ограничиваться встроенными в дистрибутив драйверами не стоит, поскольку для полноценного функционирования большинства устройств могут потребоваться драйвера, предоставляемые производителем устройства.

Остается открытым вопрос: действительно все компоненты режима ядра взаимодействуют с оборудованием исключительно через уровень HAL? имеются ли исключения? В Сети во многих источниках приводятся схемы, на которых драйвера графического адаптера взаимодействуют с видеокартами как бы "напрямую", в обход HAL. Насколько я помню, графике в некоторых версиях Windows отводился наивысший приоритет, поэтому она была выделена в отдельную категорию устройств, работающую напрямую с графическим адаптером, и сделано это с целью ускорения графического интерфейса системы.

Уровни запросов прерываний (IRQL)

Среди ключевых внутренних механизмов, определяющих функционирование операционной системы Windows, имеется достаточно важная для понимания принципов работы драйверов тема, обойти которую стороной вряд ли получится. Механизм этот носит название уровня запросов прерываний (Interrupt Request Level, IRQ Level, IRQL) и достаточно сложен для понимания, поэтому углубленное его изучение выходит далеко за рамки излагаемого материала, однако в данной статье мы предпримем попытку краткого изложения (ну а в будущем выделим под него отдельную статью). Откровенно говоря, сам я до сих пор путаюсь в концепции IRQL, поэтому буду излагать собственное понимание планомерно, шаг за шагом, с опорой на знания, полученные на каждом из этапов.
Термин прерывание всегда ассоциировался у меня с реальным режимом работы процессора, перенося во времена операционной системы MSDOS, в которой все было достаточно просто: существовал набор из 256 прерываний, доступных через таблицу векторов прерываний. Часть этих прерываний были аппаратными, соответственно генерировались самостоятельно по каким-либо внешним аппаратурным событиям, другие же являлись программными, соответственно могли вызываться из кода приложений. Записи в таблице прерываний могли быть переопределены, то есть вектор обработчика прерывания был доступен для изменения по своему усмотрению на собственную процедуру обработки. Таких понятий как уровень запросов прерываний не существовало, все было просто и понятно. Однако, с эволюцией процессоров и операционных систем появился сначала защищенный режим, а затем уже и Windows, с этого момента все начало стремительно усложняться.
Буквально внезапно, в первых же версиях Windows 95/NT, появилась какая-то таблица (состоящая из 32 уровней запросов прерываний), уровни которой градируются от самого низкого 0 (passive) до самого высокого 31 (high):

Имя	Класс	Назначение	Уровень Intel x86-64
HIGH	Аппаратный	Наивысший уровень. Немаскируемое прерывание и другие типы.	31
POWER	Аппаратный	События сбоя питания	30
IPI	Аппаратный	Межпроцессорный сигнал. Сигналы межпроцессорного взаимодействия.	29
CLOCK	Аппаратный	Такт системного таймера	28
PROFILE	Аппаратный	Контроль производительности. Таймер профилирования ядра (механизм измерения производительности системы).	27
DEVICE	Аппаратный	DIRQL (Devices IRQL). Аппаратные прерывания устройств.	3-26
DISPATCH	Программный	Операции планировщика/отложенные вызовы процедур (DPC).	2
APC	Программный	Асинхронные вызовы процедур.	1
PASSIVE	Программный	Пассивный уровень. Нет прерываний. Обычный уровень выполнения кода режима пользователя	0

Как можно заметить, в приведенной таблице присутствует очень интересная особенностью: вместе сведены и программные и аппаратные уровни (0-2 это программные уровни, а с 3-31 это аппаратные).

IRQL - собственный программный атрибут, введенный разработчиками Microsoft. Никакой аппаратной поддержки со стороны процессора у этого механизма нет. Система самостоятельно управляет всеми типами возникающих прерываний через механизм отображения уровней прерывания аппаратного контроллера прерываний (PIC) и собственных программных уровней в единую аппаратно-независимую таблицу уровней прерываний.

Из этого утверждения следует, что модель собственная, программная, и уровни в ней не привязаны к какой-либо спецификации оборудования, это позволяет системе собрать в единую иерархию приоритетов аппаратные и не аппаратные типы прерываний. Низшие (не аппаратные/программные) уровни IRQL (PASSIVE, APC, DPC/DISPATCH) используются для синхронизации программных подсистем операционной системы: запуска операций планирования, таких как переключение потоков или обработка завершения ввода/вывода. Давайте рассмотрим их подробно:

• 0-й (низший) приоритет IRQL (PASSIVE): является типовым уровнем запроса прерываний, на котором производится работа в операционной системе, как в пользовательском режиме, так и в режиме ядра. Код (программа), выполняющийся на данном уровне, может быть элементарно прерван (вытеснен) всем чем угодно: например потоки, исполняющиеся с уровнем IRQ PASSIVE подвергаются вытеснению планировщиком по истечении кванта времени, выделенного для них.
• Уровни IRQL APC и DPC/DISPATCH - программные уровни прерываний, связанные с планировщиком.
• 1-й уровень IRQL (APC): На этом уровне выполняются так называемые APC-процедуры, то есть процедуры, выполняющиеся асинхронно в контексте конкретного потока, другими словами организующие асинхронный ввод-вывод, или обращающиеся/ждущие освобождения каких-либо (внешних, глобальных) системных объектов. Использование APC-функций (например WaitForSingleObjectEx) в коде не приводит к мгновенному выполнению функции, вместо этого поток (в контексте которого функция выполняется) переходит в специальный статус и генерируется программное прерывание APC, вызов функции ставится во внутреннюю очередь. В следующий раз, когда подошло время выполняться этому потоку, то запланированная APC-функция выполняется на уровне APC. Потоки, работающие на уровне APC, соответственно не получают запросы своего же уровня АРС, которые система использует для операций завершения ввода/вывода.
• 2-й уровень IRQL (DPC/DISPATCH):
  • используется для обработки отложенных вызовов процедур (Deferred procedure call, DPC): Отложенные вызовы процедур - это подпрограммы обратного вызова, которые отложены для выполнения до того момента, когда произойдет переключение на уровень IRQL DISPATCH; Обычно DPC запрашиваются с высоких уровней IRQL с целью осуществления дополнительной работы, для которой затрачиваемое процессорное время не критично. Это довольно важная для производительности стадия, и сейчас я объясню почему. Драйверы устройств стараются выполнять минимально-возможное количество операций внутри собственных подпрограмм обработки прерывания (ISR), чтобы не занимать продолжительное время на уровне DIRQL, тем самым не блокируя остальные прерывания и не тормозя, в итоге, всю систему.

    Чем выше уровень IRQL, тем меньше возможности процесса. Это побуждает разработчиков на высоком уровне IRQL выполнять только самые необходимые операции, а все остальные действия производить на низком.

    Если драйвер понимает, что требуется выполнение дополнительной работы, которая занимает существенное процессорное время, то он запрашивает DPC и перекладывает на него эту задачу. Когда уровень IRQL опускается до DISPATCH, происходит обратный вызов отложенной функции драйвера, которая и выполняет оставшуюся часть обработки. Реализуя подобный алгоритм на уровне IRQL DISPATCH, драйвер проводит на уровне DIRQL меньшее количество времени, и соответственно, уменьшает время задержки на обработку собственного прерывания, тем самым освобождая его для других устройств системы.

  • используется для выполнения задач планировщика: Как вы знаете, в операционных системах линейки Windows NT реализована вытесняющая многозадачность, которая означает, что каждому процессу, выполняющемуся в операционной системе, выделяется для выполнения определенное время. Поскольку IRQL планировщика потоков и DPC равен 2, то он выше приоритета пользовательских потоков (исполняемых на уровне 0). В свою очередь приоритет планировщика ниже чем приоритет аппаратных прерываний (прерываний от устройств), то есть он может быть прерван аппаратными прерываниями.

Хорошо, но я так и не понял, почему нельзя было отказаться от всех этих уровней и сделать "плоскую" модель очередей, либо выполнять все эти типы задач по мере поступления? Давайте смоделируем рабочую ситуацию:
представим какой-либо код, например небольшую программу, написанную "на коленке". Вот мы запустили её на выполнение, соответственно в системе сформировался процесс для нашей программы, в контексте которого начал выполняться основной поток. Типовой поток (режима пользователя или режима ядра) исполняется на самом низшем уровне IRQL PASSIVE. На протяжении всего времени выполнения потока, часы (микросхема таймера) периодически генерирует собственные прерывания для отсчета временных интервалов, которые используются для указания операционной системе о прохождении заданного промежутка времени. Процедура обработки прерывания часов выполняется на уровне IRQL CLOCK, который (если посмотреть в таблицу) выше по приоритету большинства уровней: и уровня DISPATCH, на котором выполняется планировщик, и уровня PASSIVE, на котором выполняется наша программа. Таким образом таймер постоянно вытесняет работу и планировщика и нашей программы. С каждым переданным тиком таймера, процедура обработки прерывания таймера уменьшает остающийся у выполняющегося в данный момент нашего пользовательского потока квант времени. В момент, когда квант времени выполняющегося потока уменьшается до нуля, программа обработки прерывания часов генерирует прерывание уровня DISPATCH, тем самым вызывая запуск планировщика для выбора им следующего потока для выполнения. По факту генерирования прерывания уровня DISPATCH, процедура обработки прерывания таймера заканчивает исполнение своего кода и управление возвращается ядру системы. Ядро находит в очереди запросов следующее прерывание с наиболее приоритетным уровнем, находящееся в режиме ожидания. Каждое прерывание обслуживается по очереди. Когда все прерывания выше уровня DISPATCH обслужены, то выполняется процедура обработки прерывания уровня DISPATCH. Эта программа обработки прерывания обрабатывает список DPC и затем вызывает планировщик. Планировщик обнаруживает, что квант времени текущего потока исчерпан, то есть уменьшен до нуля, после чего Планировщик выполняет алгоритм планирования для выбора следующего потока на выполнение. Код поставленного на выполнение потока будет выполнен когда система опустится на уровень IRQL PASSIVE.
Таким вот образом реализуется приоритеты, и, соответственно, вытесняющая многозадачность. Теперь представьте, что вы уберете из системы иерархию уровней запросов прерываний, как в этом случае будет вести себя система? В этой ситуации было бы непонятно что и когда выполнять, система выполняла бы все поступающие задачи в порядке очереди, что привело бы к тому, что потоки запросто могли бы вытеснить планировщик и тем самым вообще разрушить или полностью вывести из стоя вытесняющую многозадачность, что повлекло бы за собой непредсказуемую работу ОС. Таким образом:

IRQL - уровень аппаратно-программной приоритизации, применяемый для синхронизации в операционных системах семейства Windows, то есть уровни IRQL являются основным методом, используемым для выстраивания по приоритетам всех действий, выполняемых в операционной системе Windows на протяжении цикла работы.

соответственно:

IRQL указывает приоритет кода, исполняющегося на процессоре по отношению к прерываниям и другим асинхронным (внезапным) событиям.

Назначение уровней IRQL в системе следующие:

1. Маскировка: повышение уровня прерывания позволяет отрезать (замасировать) низлежащие уровни аппаратных прерываний на контроллере PIC. Это позволяет на время проигнорировать прерывания, возникающие на более низких уровнях, тем самым выигрывая время на выполнение процедуры обработки аппаратного прерывания на данном уровне.
2. Аппаратная синхронизация: синхронизация данных между потоками, выполняющимися на разных процессорах/ядрах в многопроцессорной системе.
3. Программная синхронизация: для определения когда различные APC/DPC-процедуры могут быть обслужены, для определения когда могут быть обслужены приложения пользовательского режима.

Тем самым, на глобальном уровне механизм IRQL позволяет подпрограмме операционной системы:

• Управлять повторной входимостью (реентерабельность)
• Гарантировать, что она может продолжать работу без приоритетного прерывания (вытеснения) некоторыми другими действиями.

Синхронизация процессов - это механизм, позволяющий обеспечить целостность какого-либо ресурса (файл, данные в памяти), когда он используется несколькими процессами или потоками в случайном порядке.

Ну хорошо, а как это воздействует на драйвера? Мы знаем, что драйвера могут быть пользовательского режима и режима ядра, соответственно, выполняются пользовательском режиме и в режиме ядра. Отсюда следует, что:

Код драйвера может выполняться на разных уровнях IRQL.

И отсюда следует два достаточно важных вывода:

1. Код драйвера является вытесняемым и прерываемым. Как и любой другой код в системе, он может быть прерван в любой момент по окончании выделенного кванта времени;
2. Код драйвера должен использовать те или иные наборы системных функций в зависимости от уровня IRQL, на котором он выполняется.

Представьте ситуацию, когда код драйвера выполняется на низком уровне IRQL, модифицирует какой-либо объект (например, файл file.txt ), затем другой код на более высоком уровне IRQL внезапно прерывает его выполнение и модифицирует тот же файл file.txt другими данными. Когда управление вернется к нашему драйверу, он продолжит модификацию файла своими данным, тем самым затерев данные, поступившие от другого источника. Таким образом файл войдет в рассогласованное состояние. Для решения подобных проблем были введены различные системные объекты синхронизации. Для того, что бы код уровня ядра мог модифицировать определенные типы данных, объекты взаимного исключения, он должен сперва получить владение блокировками.

Концепция драйвера

Ядро операционной системы Windows не проектировалось для самостоятельного взаимодействия с устройствами.

Соответственно выводы, следующие из этого утверждения, очевидны: для взаимодействия системы с устройствами требуются отдельные интерфейсы, возможно даже сложная совокупность нескольких интерфейсов. Концепция драйвера была разработана для решения задачи сопряжения и используется в моделях большинства современных систем, она основана на работе в адресном пространстве ядра специального кода, который обеспечивает взаимодействие ядра системы с любым типом логических/физических устройств.
Учитывая общую ориентированность ресурса, в статье мы будем освещать специфику исключительно драйверов операционной системы Windows. Итак, для драйвера Windows , как, в общем то, драйверов других операционных систем, верны следующие утверждения:

Драйвер (Driver) - программное обеспечение, при помощи которого операционная система (пользовательские программы, ядро и прочие компоненты) получают доступ к функционалу некоего физического или логического устройства.

то же, но другими словами:

Драйвер - интерфейс между кодом пользовательского режима, режима ядра и функциями физического/логического/виртуального устройства.

Одно из приведенных определений отмечает немаловажную особенность драйвера: ошибочно представлять драйвер исключительно во взаимодействии с физическим устройством, поскольку драйвер не обязательно должен предоставлять доступ к функциям какого-либо оборудования, он может обеспечивать и исключительно программные функциональные особенности. Примерами подобных решений являются драйвера, устанавливаемые в систему антивирусами, системами шифрования данных, системами мониторинга. Общий алгоритм работы любого драйвера следующий: приложения посредством функций специального пользовательского интерфейса (в Windows это API Win32) или запросов ввода-вывода опосредовано/напрямую обращаются к функциям драйвера некоего устройства. Драйвер, в свою очередь, предоставляет доступ к функциональным особенностям интересующего устройства, а так же контролирует процесс взаимодействия между запросами приложений и непосредственно устройством. Естественно, что в драйвере должны быть определены (описаны) все принципы взаимодействия с обслуживаемым (подчиненным, собственным) устройством, должен присутствовать набор данных об управляемом объекте, инструкции (набор команд), с помощью которых системный/пользовательский код может корректно инициализировать устройство и начать с ним взаимодействие.

Загрузка драйверов при запуске операционной системы

Очень интересно было бы увидеть, на какой именно стадии загрузки операционной системы начинает загружается и начинает выполняться первый драйвер Windows? Однако в детальном изложении процесс этот достаточно нетривиален и для глубокого понимания требует реверсинга кода многих компонентов загрузки, в дополнение ко всему необходимо учитывать множество сопутствующих моментов, как то: последовательность загрузки, обусловленную зависимостью между драйверами, по причине которой драйвера могут группироваться в так называемые "группы загрузки", сама загрузка драйверов может разделяться на несколько этапов и прочее. При этом, следует учесть, что в Сети имеется большое количество материалов относительно устаревших уже операционных систем, поэтому мы попытаемся актуализировать процесс загрузки драйверов Windows на примере (наиболее близкой мне по духу) операционной системы Windows 7. И для начала не мешало бы рассказать об основных компонентах ядра Windows, активно участвующих в процессе загрузки драйверов:

• Диспетчер (менеджер) ввода/вывода (I/O Manager) - модуль режима ядра, входящий в состав исполнительной подсистемы, управляющий процессами ввода/вывода, обеспечивающий абстракцию физических и логических устройств для пользовательских приложений и системных компонентов, связывающий приложения пользовательского режима с драйверами. Контролирует стадии процесса взаимодействия с драйверами. Весь обмен данными менеджера ввода-вывода с драйверами осуществляется через обращение к процедурам обратного вызова драйвера (callback) и передачи им стандартизованной структуры данных IRP, в которой описана вся суть обращения к драйверу;
• Диспетчер (менеджер) Plug-and-Play (PnP Manager) - модуль режима ядра и пользовательского режима, входящий в состав исполнительной подсистемы, отвечающий за добавление, распознавание, удаление устройств в операционной системе. Часть режима ядра взаимодействует с остальными компонентами системы и драйверами в процессе установки (загрузки) программного обеспечения, необходимого для обслуживания имеющихся в системе устройств. Часть пользовательского режима отвечает за взаимодействие с программами режим пользователя (для интерактивного взаимодействия с пользователем) в ситуациях, требующих установки новых драйверов или настройки рабочих параметров в существующих. Управляет распределением аппаратных ресурсов в системе, так же умеет распознавать устройства, реагировать на их подключение/отключение, загружать соответствующие драйвера при обнаружении новых устройств;
• Диспетчер (менеджер) управления службами (Service Control Manager, SCM) - системный процесс, ответственный за создание, удаление, запуск и остановку служб и драйверов операционной системы. Так же обеспечивает: функционирование журнала событий, поддержку технологии удалённого вызова процедур (remote procedure call, RPC);

Эти два менеджера, то есть менеджер ввода-вывода и PnP менеджер, активно взаимодействуют между собой.
Теперь мы опишем процесс загрузки операционной системы, однако сделаем это не в привычной нам форме, а кратко отметим ключевые моменты, касающиеся работы описанных компонентов операционной системы с драйверами:

1. Bootmgr(.efi) загружает модуль winload(.efi) и передает ему управление.
2. Winload(.efi) сканирует куст реестра HKEY_LOCAL_MACHINE\System\services и получает список всех установленных в системе драйверов. В этом кусте реестра присутствуют разделы, сопоставляемые с конечными драйверами, в них присутствуют разнообразные относящиеся к драйверам параметры, такие как Group , Start , Type , LoadOrderGroup , DependOnGroup , DependOnServices , определяющие те или иные критерии загрузки драйвера.
3. Winload(.efi) загружает драйвера, критичные для начальной стадии загрузки/функционирования операционной системы, такие как драйвера контроллеров накопителей, драйвера файловых систем. Очевидно, что подобные драйвера имеют наивысший приоритет, поскольку создают базис для загрузки остальных драйверов, поэтому в следствии этих а так же иных причин должны находиться в памяти в момент передачи управления ядру. Соответственно, маркируются они специальным типом SERVICE_BOOT_START . Драйвера на данном этапе начинают загружаться в зависимости от групп, к которым они принадлежат.
4. Winload(.efi) загружает непосредственно ядро из файла ntoskrnl.exe и передает ему управление.
5. Ядро загружает Менеджер ввода-вывода и PnP-менеджер.
6. Менеджер ввода-вывода создает глобальный каталог. Этот каталог, в дальнейшем, используется для регистрации объектов устройств.
7. PnP-менеджер стартует драйвера, уже загруженные в память на предыдущем этапе (имеющие тип SERVICE_BOOT_START), вызывая процедуру DriverEntry каждого драйвера. На данном этапе загружаются и зависимые драйвера.
8. PnP-менеджер строит дерево устройств системы, обходит его начиная с корня и загружает драйвера устройств, которые еще не были загружены.
9. PnP-менеджер загружает оставшиеся незагруженными драйвера устройств, вне зависимости от значения параметра Start . Многие из подобных драйверов имеют тип SERVICE_DEMAND_START .
10. PnP менеджер загружает драйвера расширенного функционала. К таким драйверам относятся драйвер видеоадаптера, драйвера внешних устройств, драйвера стека TCP/IP. Такие драйвера имеют тип SERVICE_SYSTEM_START .
11. Ядро загружает Менеджер (диспетчер) управления сеансами/сессиями (Session Manager Subsystem Service, SMSS), который, в свою очередь, загружает Менеджер (диспетчер) управления службами (SCM). SCM сканирует куст реестра (HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services ) и на основе полученной информации монтирует внутреннюю базу данных служб/драйверов, формирует программный интерфейс для обслуживания установленных служб/драйверов. SCM загружает "автозапускаемые" не-PnP драйвера (имеющие тип SERVICE_AUTO_START), а также все драйвера, от которых они зависят.

Из всего этого алгоритма загрузки драйверов нам необходимо уяснить следующие основные правила: драйвер может быть загружен (в зависимости от стадии/класса драйвера) при помощи PnP-менеджера, либо с помощью SCM, а вот в процессе функционирования драйвера активно принимает участие Менеджер ввода-вывода.

Структура драйвера Windows

На что может быть похож драйвер по структуре? Неужели это какой-то особый класс программ, устроенных сугубо специфически? Я тоже так когда-то по наивности полагал, но если подумать, то с какой стати разработчикам операционной системы усложнять себе жизнь и изобретать новый специализированный формат образа исполняемого файла для каких-то ядерных компонентов? Намного проще адаптировать старый, давно уже отлаженный и сто раз проверенный.

Драйвер - это своего рода "библиотека режима ядра", обычный файл DLL, у которого в PE-заголовке (структура IMAGE_NT_HEADERS , подструктура OptionalHeader) значение поля Subsystem = 1 (IMAGE_SUBSYSTEM_NATIVE).

Тип подсистемы может быть задан при сборке исполняемого модуля. Сама по себе нативная подсистема характерна для приложений, которые функционируют по иным, отличным от классических, правилам: на стадии подготовки образа к исполнению им не требуется инициализация подсистемы Win32. В числе прочих подсистема native используется для кода режима ядра, коим и являются практически все драйвера.

По аналогии с DLL, упрощенно можно рассматривать драйвер в качестве набора процедур (вызываемых внешними приложениями), каждая из которых предназначается для обработки определенного типа обращений к драйверу.

Сделаем небольшое отступление и поговорим о таком понятии как объект. Дело в том, что весь процесс функционирования драйвера Windows, как и любых других модулей операционной системы, зависит от разнообразных системных структур данных. Эти структуры управляются ядром и могут содержать в себе потоки, события, запросы ввода-вывода, устройства и прочие сущности.

• Объекты. Блоки данных, содержащие записи свойств той или иной сущности операционной системы. Управляются диспетчером (менеджером) объектов. Многие объекты имеют дескрипторы (описатели), при помощи которых объект становится доступным для приложений.
• Структуры данных. Блоки данных, содержащие записи свойств той или иной сущности операционной системы. Управляются ядром. Отличаются от объектов, однако (по инерции) так же называются объектами

Поэтому (с большим натягом) все внутренние структуры операционной системы Windows называют объектами.
Теперь вернемся к процедурам драйвера, на деле так называемые "процедуры" драйвера являются COM-объектами обратного вызова, которые обрабатывают поступающие от соответствующих объектов инфраструктуры операционной системы события, говорится что драйвер предоставляет ядру операционной системы COM-интерфейс, заданный серией процедур, реализуемых драйвером. Экспорт, то есть публикация (объявление) процедур драйвера для дальнейшего обращения к ним извне, выполняется путем регистрации в основной процедуре драйвера (стандартной для всех драйверов), носящей название DriverEntry .

Основное назначение функции DriverEntry состоит в том, чтобы разработчик драйвера реализовал в ней заполнение объекта (записей структуры) драйвера указателями на различные внутренние процедуры драйвера, обеспечивающие тот или иной функционал. В процедуре DriverEntry можно задавать (менять) имя объекта устройства, которое впоследствии используется приложениями для открытия дескриптора устройства и отправки пакетов запросов ввода-вывода (IRP).

Функция DriverEntry фактически является функцией глобальной инициализации и выполняется единожды на этапе загрузки драйвера. Эта функция может быть как предельно простой, так и содержать расширенный функционал (дополнительные подпрограммы), такой, например, как создание дополнительных объектов устройств, опрос устройства, дополнительные фазы конфигурации и инициализации устройств(а).
После публикации собственных функций драйвер становится "видимым" ядром операционной системы. Дабы не усложнять и без того достаточно непростую теорию, будем считать, что с точки зрения ядра Windows любое устройство является неким абстрактным "виртуальным устройством", оперирующим стандартизированным набором команд, и доступным через внутренние интерфейсы. Как было уже сказано выше, в ядре операционной системы Windows присутствует специальный модуль исполнительной системы, называемый диспетчером (менеджером) ввода-вывода , обеспечивающий единый интерфейс взаимодействия для всех драйверов режима ядра, включая драйверы физических устройств, драйверы логических устройств и драйверы файловых систем. Соответственно, система ввода-вывода ядра управляет драйверами, или можно сказать, что драйверы используют интерфейс диспетчера ввода-вывода для обеспечения функционирования в операционной системе. С дургой стороны, драйвер обеспечивает преобразование (конвертацию) "стандартных команд", поступающих от операционной системы, в команды, которые "понимает" подконтрольное ему устройство (если оно имеется), и наоборот. Менеджер ввода-вывода определяет набор (множество) стандартных процедур, которые могут быть реализованы в драйвере, поскольку:

Драйвер содержит набор процедур обратного вызова, которые обеспечивают различные стадии процесса ввода-вывода.

Для более глубокого понимания того, какие функциональные особенности должен обеспечивать драйвер, давайте приведем общую схему ключевых процедур драйвера:

Собственно, глядя на приведенную схему, становится понятно, какие именно виды взаимодействия, а именно группы процедур должен реализовывать абстрактный драйвер Windows. Давайте теперь перечислим некоторые из этих процедур:

• Инициализация - Менеджер ввода-вывода запускает процедуру инициализации (носит название DriverEntry), которая предназначается для проведения действий по начальной настройке объекта драйвера, регистрации всех иных процедур драйвера, конфигурированию подчиненного устройства и выполнении иных действия в интересах разработчика.
• Добавление устройства - добавление (дополнительного) объекта "устройство". В данной процедуре драйвер обычно создает объекты "устройство" для каждого устройства, обслуживаемого драйвером. Обычно используется для Plug-and-Play драйверов.
• Обработка - набор процедур диспетчеризации (обработки различных состояний). Открытие, закрытие, чтение, запись в устройство, обработка состояний питания, событий PnP и состояний системы, а так же некоторые иные виды взаимодействия описываются в процедурах диспетчеризации. Фактически это основные процедуры, поскольку через процедуры диспетчеризации обрабатываются типовые операции ввода-вывода.
• Запуск (начало) ввода-вывода - вторая стадия обработки запроса ввода-вывода к устройству, непосредственно стартующая ввод-вывод устройства. Эта процедура может использоваться для начала передачи данных в/из устройства.
• Процедура обслуживания прерывания - когда устройство генерирует прерывание, диспетчер прерываний передает управление на данную процедуру.
• Обработка отложенных вызовов процедур - Процедура DPC берет на себя основную работу по обработке прерывания после выполнения ISR. Отложенные вызовы процедур выполняются на низких уровнях IRQL (DPC/DISPATCH) чем сама процедура ISR. Реализуется подобный алгоритм для исключения блокировки других прерываний.
• Процедура завершения ввода-вывода - многоуровневый драйвер может иметь процедуры завершения ввода-вывод, которые уведомляют о завершении обработки IRP низкоуровневым драйвером.
• Процедуры отмены ввода-вывода - если операции ввода-вывода могут быть прерваны, драйвер может определить одну или несколько подобных процедур. Когда драйвер получает IRP-пакет для запроса ввода-вывода, который может быть отменен, он назначает процедуру отмены IRP, и пакет IRP проходит через различные стадии обработки, которые эта процедура может изменить или убрать, если текущая операция не отменяема.
• Процедура быстрой отправки - Драйвера, которые активно используют Менеджер кеша, такие как драйвера файловых систем, обычно предоставляют подобные процедуры для обеспечения возможности обхода ядром типовых алгоритмов обработки ввода-вывода.
• Процедура выгрузки - должны быть реализованы в каждом драйвере, который работает (освобождают/занимают) с системными ресурсами, для того, чтобы Диспетчер ввода-вывода выгрузить драйвер из памяти.
• Процедура предупреждения о завершении - позволяет драйверу освободить все занимаемые ресурсы при завершении работы системы.

Становится очевидным, что в процессе разработки драйвера Windows не стоит задачи реализовать весь набор описанных выше процедур, каждый драйвер уникален и разработчик волен обеспечивать собственный набор реализаций, поддерживаемых драйвером. Когда драйвер при помощи PnP-менеджера или SCM загружается в систему, диспетчер ввода-вывода создает в пространстве имен объект "драйвер" (driver object) и вызывает процедуру инициализации драйвера (обычно это DriverEntry), которая выполняет дальнейшие действия по инициализации.

Объект драйвера представляет образ загруженного драйвера в памяти ядра и через данный объект система управляет драйвером.

Объект драйвера представляет код и данные драйвера в ядре: помимо прочего, через этот объект драйвер экспортирует точки входа своих процедур. Процедура инициализации драйвера записывает в атрибуты данного объекта точки входа всех экспортируемых процедур драйвера. После загрузки драйвер может создавать объекты "устройство" для представления устройств или даже для формирования интерфейса драйвера. Большинство драйверов создают объекты "устройство" следующим образом:

• PnP-драйверы создают объекты "устройство" с помощью своих процедур добавления устройств, когда PnP-менеджер информирует их о присутствии управляемого ими устройства.
• не-PnP-драйверы создают объекты "устройство" при вызове менеджером ввода-вывода их процедур инициализации.

При создании объекта типа "устройство" (device), драйверу требуется присвоить данному объекту имя. Затем этот вновь созданный объект помещается в пространство имен диспетчера объектов (Object Manager), который, как и диспетчер (менеджер) ввода-вывода, является частью исполнительной подсистемы ядра. Менеджер объектов предназначается для ведения базы всех ресурсов операционной системы, представленных в качестве объектов. Имя объекта может определяться самим драйвером в явном виде, либо генерироваться автоматически менеджером ввода-вывода. По соглашению, объекты "устройство" должны размещаться в каталоге \Device пространства имен менеджера объектов, недоступном приложениям через Win32 API. А для того, чтобы объект "устройство" стал доступным для приложений, драйвер должен создать в каталоге \GLOBAL?? символьную ссылку на имя этого объекта в каталоге \Device . Драйверы, не поддерживающие технологию Plug-and-Play, и драйверы файловой системы обычно создают символьную ссылку с общеизвестным именем (скажем, \Device\VMwareKbdFilter). Только после всех перечисленных действий драйвер становится "виден" в системе и доступен для вызова пользовательскими приложениями.

Взаимодействие с драйвером

Каким же образом пользовательская программа может взаимодействовать с драйвером в системе? На этот случай имеется два способа:

1. Неявный -- вызов типовой функции Win32 API;
2. Явный -- прямой запрос ввода-вывода к драйверу;

Ну с первым случаем все достаточно просто, в прикладной программе вызывается какая-либо ординарная функция Win32 API (например, CreateFile), которая, затем, в зависимости от целевого объекта (файла, каталога) может вызвать в цепочке своих вызовов функцию обмена с драйвером. Фактически, в этом случае код приложения не ставит своей задачей взаимодействовать с каким-либо драйвером, просто по цепочке вызовов процедур, на определенном этапе выполнение уходит в режим ядра и там происходит вызов функции драйвера. Все это остается сокрытым от разработчика, однако возможно отследить взаимодействие при помощи отладочных средств.
Второй случай более интересен, он возникает когда под вызовом драйвера подразумевается не косвенный вызов (посредством вызова типовой функции), а передача при помощи специальной функции (например, DeviceIoControl) так называемого запроса ввода/вывода (I/O control request), который, в дальнейшем, инициирует формирование блока данных под названием пакета запроса ввода-вывода.

Пакет запроса ввода-вывода (IRP, I/O Request Packet) - структура данных ядра Windows, содержащая информацию, описывающую запрос ввода-вывода.

Формально IRP это пакет, но фактически это объект ядра, то есть структура (блок) данных с набором процедур для менеджера ввода-вывода, обеспечивающая обмен данными между программой и драйвером, либо между драйвером и драйвером. Как мы уже упоминали, архитектура Windows построена таким образом, что в ней запрещено прямое взаимодействие программы режима пользователя и драйвера, поэтому подобный обмен сводится к посылке программой кода IOCTL, который уже приводит к формированию менеджером ввода-вывода IRP пакета запроса. Именно менеджер ввода-вывода, как ответственный за взаимодействие с драйверами, оперирует пакетами IRP. Менеджер ввода-вывода получается запрос на ввод-вывод от пользовательской программы, затем формирует IRP и передает его соответствующему драйверу.
Пакет IRP состоит из двух частей:

• постоянной части;
• стека размещения ввода-вывода.

В постоянной части IRP содержит старший и (не всегда) младший код функции. Старшие коды: IRP_MJ_CREATE , IRP_MJ_CLOSE , IRP_MJ_READ , IRP_MJ_WRITE , IRP_MJ_CLEANUP , IRP_MJ_DEVICE_CONTROL , IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL , IRP_MJ_SCSI , IRP_MJ_SYSTEM_CONTROL , IRP_MJ_POWER , IRP_MJ_PNP , IRP_MJ_SHUTDOWN . Пакет так же содержит стек размещения ввода-вывода - специальную структуру IO_STACK_LOCATION , содержащую определенные параметры: это набор устройств, которые обработают данный IRP пакет. Причем по стеку этот пакет передается последовательно от устройства к устройству. Более чем одно размещение стека говорит о том, что IRP может быть обработан несколькими драйверами. "Ячейки стека" IRP и предназначены для хранения "переменной" информации при хождении пакета IRP по стеку драйверов. Пакет IRP проходит по опубликованным процедурам каждого драйвера, каждая из которых извлекает из "своей" ячейки стека размещения ввода-вывода необходимую ей информацию. Процедуры драйвера традиционно называются "процедуры обратного вызова" (callback). Как мы уже упоминали, функция инициализации драйвера DriverEtnry сообщает ядру (публикует) имена этих процедур и позже ядро само вызывает ту или иную процедуру при определенных обстоятельствах.
В отличие от штатной программы, драйвер не является классическим процессом со своим адресным пространством и не имеет потока исполнения. Вместо этого, функция драйвера выполняется в контексте того потока и процесса, в котором она была вызвана. Контекст (пространство выполнения кода) драйвера зависит от того, кто производит обращение (вызывает) к драйверу. Обращение может быть инициировано:

1. Прикладной программой (программой пользовательского режима). В этом случае контекст исполнения драйвера точно известен, и он совпадает контекстом прикладной программы;
2. Другим (сторонним) драйвером. В этом случае контекст исполнения определить сложнее, он может быть как известным, так и случайным, это зависит от контекста исполнения функции вызывающего драйвера.
3. Аппаратным/программным прерыванием. В этом случае контекст исполнения случайный, поскольку прерывание (и, соответственно, переключение на код драйвера) может произойти при выполнении абсолютно любого кода в операционной системе.

Опять же, в отличии от штатной программы, драйвер не может вызывать стандартные функции Win32 API, может лишь оперировать доступными в ядре функциями, которые начинаются с префиксов Ex.. , Hal.. , Io.. , Ke.. , Ks.. , Mm.. , Ob.. , Po.. , Ps.. , Rtl.. , Se.. , Zw.. и некоторых других.

Виды (типы) драйверов Windows

В процессе эволюционирования и, соответственно, усложнения драйверной концепции, драйверы начали подразделяться на категории (или типы) в зависимости от назначения. Вот основные из них:

• Драйверы классов (Class driver) - драйверы, разработанные Microsoft для определенного класса устройств.
• Драйверы файловых систем (File System Drivers) - драйверы, реализовывающие файловые системы на различного рода носителях информации.
• Унаследованные драйвера (Legacy drivers) - "устаревшие" (совместимые по структуре со старыми версиями ОС) драйверы режима ядра, самостоятельно напрямую контролирующие подчиненное устройство без каких-либо дополнительных драйверов устройства. Почему они носят такое название? Потому, что это тип драйверов, сохранившийся от первых версий ОС линейки Windows NT.
• Драйвер шины (Bus driver) - Драйверы, обеспечивающие функционал какой-либо шины компьютера (ISA,PCI,USB,IEEE1394 и прочих);
• Фильтрующие драйверы (Filter driver) - драйверы, использующиеся для мониторинга/изменения логики другого драйвера путем работы с данными, проходящими через него.
• Верхние фильтрующие драйверы (Upper-filter drivers) - подтип фильтрующих драйверов, находящийся выше функционального драйвера по стеку. Через верхние фильтрующие драйверы проходят все запросы, а это значит, что они могут изменять и/или фильтровать информацию, идущую к функциональному драйверу, ну и далее, возможно, к устройству. Примерами могут являться фильтр-драйвер, который отслеживает/фильтрует трафик, шифрует/перехватывает запросы чтения/записи. Такие драйверы используются в брандмауэрах.
• Нижние фильтрующие драйверы (Lower-filter drivers) - подтип фильтрующих драйверов, находящийся ниже функционального драйвера по стеку. Через подобные нижние фильтрующие драйверы проходит, как правило, меньше запросов по сравнению с остальными фильтрующими драйверами, потому как большинство запросов выполняет и завершает сам функциональный драйвер.
• Функциональные драйверы (Function driver) - драйверы, функционирующие самостоятельно и определяющие все аспекты, связанные с устройством.
• PnP драйвер (PnP Driver) - драйвер, поддерживающий технологию Plug-and-Play;
• Минидрайвер (минипорт, миникласс) (Miniport driver, Minidriver, Miniclass driver) - драйверы, которые обрабатывают задачи, связанные с конечным устройством и используют драйвера класса для управления устройством. Действуют как одна из частей пары драйверов, в которой данная категория действует как драйвера конечных устройств, выполняющая специфичные задачи устройства.

По уровню компонетизации драйверы бывают:

• Одноуровневые - обработка ввода/вывода реализуется в рамках одного исполняемого модуля (драйвера).
• Многоуровневые - обработчка ввода/вывода распределяется между несколькими драйверами.

PnP драйвера под Windows подразделяются на:

• Функциональный Драйвер
• Драйвер шины (шинный драйвер)
• Драйвер-фильтр (фильтр-драйвер)

По режиму выполнения драйверы Windows градируются:

• Драйвер пользовательского режима.
• Драйвер режима ядра.

Модели драйверов

На протяжении всего времени существования операционной системы, разработчики пытались стандартизировать и упростить разработку драйверов. В следствии чего появились модели.

Модель WDM

Когда-то очень давно существовало две основных направления развития драйверной концепции Windows:

1. в Windows 95/98 применялась модель VxD (Virtual Device Driver);
2. в Windows NT3.51 параллельно развивалась модель NT-драйвер (драйвер в стиле NT, NT Driver).

Однако, начиная с версии Windows 98/NT4.0 разработчики предприняли попытку унифицировать (универсализировать) разработку драйверов, в следствии чего на смену упомянутым моделям пришла новая модель WDM.

WDM (Модель драйвера Windows, Windows Driver Model) - единая среда разработки (фреймворк) для драйверов устройств операционной системы Windows. Была создана для уменьшения кода стандартизации требований к драйверам.

Модель WDM являлся этапом переопределения классического стека драйвера Windows с целью обеспечения поддержки являющихся в то время революционными технологий Plug-and-Play и ACPI. Модель дает возможность загружать/выгружать драйверы "на лету", без необходимости в перезагрузке операционной системы, разрабатывать драйвера в виде расширений (фильтров) к стандартным системным драйверам, более гибко управлять энергосбережением и конфигурацией устройств и прочее.
В рамках модели WDM любое аппаратного устройство поддерживается, как минимум, двумя драйверами:

• Функциональный драйвер (Function driver) - ответственен почти за все функциональные особенности обслуживаемого устройства: операции ввода-вывода, обработка прерывания и управление устройством;
• Драйвер шины (Bus driver) - ответственен за обслуживание соединения между устройством и компьютером, фактически поддержкой связующей шины (например, PCI, USB и прочие).

Модель WDF

На протяжении всего времени развития, модель WDM претерпевала множество изменений, существенно разрастаясь. Начиная с Windows Vista была предпринята очередная попытка развития концепции драйвера Windows, в сущности уже существовавшей на тот момент модели WDM, результатом чего явилось новой модели (надстройки над WDM) под названием WDF.

WDF (Основа драйверов Windows, Windows Driver Foundation) - среда разработки (набор инструментальных средств), облегчающих разработку драйверов устройств для операционных систем Windows (Windows 2000 и более поздних).

Связано это было с тем неоспоримым фактом, что разработчикам не удалось достичь достаточного уровня абстракции модели WDM, а именно недостаточной интеграцией подсистемы ввода-вывода с технологией Plug-and-Play и управлением питанием. Это приводило к тому, что на разработчике драйвера лежала громадная нагрузка по синхронизации этих самых запросов ввода-вывода с событиями Plug-and-Play и запросами энергопотребления. Очевидно, требовалось дальнейшее упрощение драйверной модели. WDF пришла на смену WDM и считается наиболее современной моделью.
WDF реализует следующие возможности:

1. "Вынесение" некоторых некритичных к режиму исполнения классов драйверов в пользовательский режим, что дало сокращение общего количества сбоев в ядре.
2. Большая часть обработки взаимодействия подсистемы ввода-вывода с Plug-and-Play и управлением электропитанием выполняется теперь встроенными механизмами модели WDF.
3. Предоставление новых внутренних интерфейсов модели WDF, которые позволяют абстрагироваться от более сложных для понимания системных интерфейсов; В модели WDM/legacy довольно сложно реализовать логику некоторых частей взаимодействия с драйвером, не изучив все азы сложной архитектуры ядра, WDF же позволяет автоматизировать многие виды взаимодействия; Большое количество кода при разработке WDM-драйвера теперь может быть заменено вызовами процедур WDF.
4. Возможность создания "канонического" драйвера. Присутствие шаблонов, которые предоставляют стороннему разработчику возможность переопределения уникальных для его драйвера критериев, тем самым сокращая время на разработку.

Модель WDF подразделяется на два направления:

• UMDF (Kernel-Mode Driver Framework) - среда разработки драйвера режима ядра.
• KMDF (User-Mode Driver Framework) - среда разработки драйвера режима пользователя.

Подразделение сред по режимам пользователя и ядра в модели WDF достаточно условное, поскольку основное предназначение данного разграничения заключается в классификации разработки драйверов для тех или иных классов устройств.

Если вы самостоятельно собирали свой компьютер, покупая для него комплектующие по отдельности, то в таком случае все драйвера для компьютера уже не найти на одном единственном сайте производителя, как это легко было бы сделать при покупке готового компьютера (об этом рассказано в статье «Как найти драйвера, если был куплен ноутбук или готовый стационарный компьютер! »). Ведь вы покупали не готовый компьютер, который принадлежал бы какому-то производителю, имел бы свою модель и драйвера для которого можно было все разом скачать с одного сайта. Раз компьютер собран из самостоятельно выбранных вами запчастей, значит он уже не будет соответствовать какой-то модели и принадлежать какому-то производителю, потому что это уже ваше творение:) Поэтому драйвера придётся искать отдельно для всех устройств, из которых был собран компьютер. Сюда же можно отнести тот случай, когда после покупки готового (уже собранного) компьютера вы через какое-то время решили заменить какие-то «железяки».

Сейчас я покажу, как найти все нужные драйвера для самостоятельно сконфигурированного компьютера вручную, через интернет.

О том, что такое драйвера рассказано в статье:

Итак, вы сами подобрали все комплектующие, собрали компьютер, установили Windows и видите, что драйвера установлены не для всех устройств, а может быть даже не установлены практически ни для каких. О том, установлены ли все драйвера можно узнать из стандартной утилиты «Диспетчер устройств». Как это сделать я рассказывал в отдельной статье .

И чтобы установить драйвера в этом случае есть несколько вариантов.

Обратите внимание!
Если у вас не установились автоматически даже драйвера на сетевые карты, что не даёт вам возможности выйти с этого компьютера в интернет, то все ниже рассматриваемые действия придётся производить с какого-либо другого компьютера, где есть выход в интернет. А после того как драйвера все скачаете, нужно будет перенести их на нужный компьютер, например, через флешку или диск.

Вариант №1. Поиск драйверов вручную по коду устройств через сайт devid.drp.su

Этот вариант я считаю наиболее оптимальным. Способ представляет собой определение кода устройства и поиск драйверов в интернете по этому коду на различных сайтах.

Предположим, что в диспетчере устройств мы видим примерно вот такую картину:

Т.е. на компьютер не установлены драйвера для нескольких устройств. Однако определить через диспетчер устройств, для каких именно устройств нет драйверов проблематично, потому что в названиях как-то всё размыто. Можно лишь примерно понять. Например, «Ethernet-контролер» – это скорее всего сетевая карта для подключения проводного интернета. «Сетевой контроллер» — это, вероятно Wi-Fi адаптер, т.е. сетевая карта для доступа к интернету через Wi-Fi.

Но у каждого устройства есть свой уникальный номер, который диспетчер устройств как раз-таки может нам показать. А узнав номер, мы сможем найти драйвер для устройства через интернет.

Рассмотрим пару примеров, как найти драйвера вручную по коду устройств:

В начале я найду драйвер для непонятного устройства «PCI-контроллер Simple Communications».

Определяем код устройства, для которого хотим найти драйвер .

Чтобы определить код устройства, кликаем по нему в диспетчере устройств правой кнопкой мыши и из появившегося меню выбираем «Свойства»:

В открывшемся окне выберите вкладку «Сведения», а затем ниже, под надписью «Свойства», выберите «ИД оборудования»:

В первую очередь пробуем искать по коду из самой нижней (4-й) строчки. Кликните правой кнопкой ниже по 4-й строке с кодом и выберите «Копировать».

Пробуем найти драйвер по коду на сайте devid.drp.su .

После того как скопировали код, открываем сайт:

Devid.drp.su

Попробуем найти драйвер на нём. Этот сайт относится к программе DriverPack Solution, которая собирает в себя практически все возможные драйвера. Здесь с большой долей вероятности можно найти драйвер для любого устройства.

Открыв сайт, первое, что вам нужно сделать – вставить в самую верхнюю длинную строчку скопированный на предыдущем шаге код устройства и удалить в этом коде всё что идёт от символа «&» и до конца.

Например, вы копировали код:
PCI\VEN_8086&DEV_0166&CC_0300

Значит после удаления символов от «&» у вас должен остаться код:
PCI\VEN_8086&DEV_0166

Если вы не знаете, какая у вас система, то откройте поиск Windows и введите там «Сведения о системе», после чего выберите появившуюся программу из списка:

В открывшейся программе, в окне слева, выберите «Сведения о системе» и справа в строке «Имя ОС» отобразится версия вашей Windows (в моём примере на изображении ниже «Windows 10»), а в строке «Тип» — разрядность: x64 или x86:

На основе этих данных и указываем тип и разрядность системы на сайте devid.drp.su.

После того как код устройства указан и версия Windows выбрана, нажимаем кнопку «Search Drivers».

В результате на странице появится список драйверов, подходящих по указанному вами коду оборудования и для вашей версии Windows. При помощи кнопки «Скачать» загружаем один из драйверов на компьютер.

Обратите внимание!
Если отображается несколько одинаковых драйверов (как на изображении выше), то скачивайте тот драйвер, у которого самая свежая дата выпуска в колонке «Версия драйвера».

Кликнув по кнопке «Скачать», драйвер загрузится на ваш компьютер и останется его только установить. В установке драйверов нет вообще ничего сложного и этот момент я затронул в отдельной статье, .

Обратите внимание!

Бывает, что в списке драйверов будут отображаться разные драйвера, например:

Это значит, что код оборудования может быть схожим для нескольких устройств. В таком случае вы можете просто скачивать и пробовать устанавливать все предлагаемые варианты до тех пор, пока не установится нужный драйвер.

Как видим, драйвер было найти не сложно. Сейчас рассмотрю ещё один пример чтобы стало более понятно:) Найду для примера драйвер для устройства, которое в диспетчере устройств обозначается как «Ethernet-контроллер».

Кликаю по устройству правой кнопкой мыши, открываю свойства:

В окне выбираю вкладку «Сведения», из списка выбираю пункт «ИД оборудования» и копирую код из 4-й строки:

Открываю сайт devid.drp.su, указываю там скопированный номер, удаляю в нём всё, начиная от символа «&». Далее выбираю версию Windows и выполняю поиск:

Для моего устройства и выбранной мной версии Windows отобразилась только одна версия драйвера, которую я могу скачать и установить:

Вот и всё!

Однако, всё же изредка бывает такое, что на сайте devid.drp.su не найдётся драйверов по указанному вами коду оборудования. В таком случае есть и альтернативный вариант, который рассмотрим ниже.

Альтернативный вариант поиска драйверов по коду устройства

Если драйверов на известном сайте devid.drp.su для нужного вам устройства не нашлось, то можно применить вот такой простой способ:

Определяем код устройства . Точно также копируем код оборудования (4-ю) строчку:

Ищем драйвер на различных сайтах .

Теперь идём на сайт Google.com и прямо в поисковую строку вставляем скопированный код, после чего удаляем из кода символ «&» и всё что следует после него, например:

PCI\VEN_8086&DEV_1C3A&СС_0780 = PCI\VEN_8086&DEV_1C3A

Нажимаем кнопку поиска и перед нами отображается список сайтов, подходящих под наш запрос:

Теперь нужно открывать сайты по очереди, начиная с самого первого (верхнего) и смотреть, можно ли на сайте загрузить драйвера.

Сразу стоит отметить, что не на всех сайтах вы найдёте нужный драйвер, поскольку на некоторых из них не будет драйвера для вашей версии Windows, а на некоторых вообще всякая лабуда вместо драйверов.

На примере изображении выше я обвёл те сайты, на которых драйвера действительно чаще всего можно найти и безо всяких проблем скачать. Вот эти сайты:

Если порыться в поиске более глубоко, то можно найти и другие сайты, где сможете скачать нужный драйвер. Но не стоит искать драйвера на форумах, поскольку это самый долгий путь. Вам придётся читать все сообщения подряд, чтобы понять, где дана ссылка на нужный вам драйвер.

А теперь рассмотрим парочку примеров скачивания драйверов с разных сайтов.

Пример скачивания драйвера с сайта driver.ru:

Когда вы попадёте на сайт из результатов поиска, на странице уже будут отображаться драйвера, большая часть из которых совместима с вашим устройством.

Здесь вы можете просто скачивать по очереди все драйвера, которые отобразил сайт и пробовать устанавливать до тех пор, пока нужный драйвер не установится. Все несовместимые драйвера либо не установятся, либо просто не будут работать, поэтому установить что-то не то можно не бояться.

Не забудьте обращать внимание на версию Windows, для которой предназначен драйвер.

Имейте ввиду!
Драйвера для Windows 8, Windows 8.1 и Windows 10 очень часто совместимы и, если вы, например, не смогли найти драйвера конкретно для Windows 8.1, то попробуйте установить драйвера для Windows 8. Или если не смогли найти драйвера для Windows 10, попробуйте установить от Windows 8.1 или Windows 8. Бывает также, что драйвера для Windows 7 будут совместимы с Windows 8, 8.1 и Windows 10. Т.е. можно пробовать устанавливать драйвера от разных систем.

Рассмотрим пример процесса скачивания с этого сайта. Найдя нужный драйвер, кликаем по кнопке скачивания внизу:

В следующем окне вам нужно подтвердить, что вы не робот, поставив галочку в указанном месте (см. изображение ниже). Затем нажмите внизу кнопку «Скачать»:

И наконец, на очередной странице увидим в самом верху ссылку на скачивание в виде названия файла с расширением:

Кликаем по ней и скачиваем файл.

Пример скачивания драйвера с сайта members.driverguide.com:

Перейдя на сайт из поисковой системы, на странице отобразится список вероятно совместимых драйверов с вашим устройством:

Кликнув по кнопке скачивания откроется новая страница, где в глаза бросается большое количество рекламы.

Внимание!
Не кликайте куда попало в случае если на сайте много рекламы, будьте внимательны, иначе можно подцепить вирусы и прочую заразу на компьютер!

В следующем окне в центре появится окошко, для подтверждения того, что вы реальный человек, а не программа:) Вам нужно дождаться загрузки содержимого окна и нажать кнопку «Показать»:

Откроется новое окно, где снова несколько секунд ожидаем загрузки содержимого. В окне появится код рядом с надписью: «Введите». Этот код нужно переписать в точности как есть в строку ниже («Your Answer») и нажать «Return to Page»:

Вас вернёт на первоначальную страницу где теперь появится кнопка «Continue». Нажав её начнётся загрузка драйвера на компьютер:

Вот таким альтернативным способом можно попытаться вручную найти драйвера по коду устройств. Конечно для этого варианта я показал на примерах скачивание драйвера только с 2-х сайтов, а их огромное количество. Но принцип скачивания на всех сайтах одинаков. Отличается лишь по большей части интерфейс и иногда порядок скачивания.

Но я больше склоняюсь, что вы сможете легко найти драйвера и по основному методу, предложенному в варианте №1.

Вариант №2. Поиск драйверов на официальных сайтах производителей устройств

Если у вас не получилось найти драйвера для ваших устройств по 1-му варианту, то это можно сделать ещё вот таким способом.

Вам нужно будет посмотреть производителя и модель каждого устройства в компьютере через документацию к ними или специальные программы (например, Aida64 или Sysinfo Detector), после чего по отдельности искать драйвера для каждого устройства через официальный сайт производителя или же (если на официальном сайте драйвером нет) в интернете по модели устройства.

Возьмём такой пример. В диспетчере устройств у меня видно, что не установлен в системе драйвер на видеокарту и ещё на какое-то непонятное устройство:

Как определил, что на видеокарту? А потому что если в списке устройств в разделе «Видеоадаптеры» есть устройство «Стандартный VGA графический адаптер», значит нет драйвера на видеокарту, иначе устройство имело бы название вашей видеокарты, например «NVIDIA GeForce GTX980».

Давайте рассмотрим последовательность ваших действий:

Узнаём производителя и модель устройства .

Обратите внимание!
Если в диспетчере устройств у вас имеется «Неизвестное устройство», то вероятно не установлен драйвер для какого-то устройства материнской платы или же специальная программа для материнской платы. Следовательно, нужно сначала установить все драйвера для вашей материнской платы и программы для неё.

Если вы собирали компьютер из отдельных комплектующих, то у вас могли остаться документы по каждому приобретённому устройству, где указано то что нам нужно – производитель и модель. Если документации никакой не осталось, то узнать модель поможет одна из программ, определяющих железо вашего компьютера. Я рекомендую Aida64, либо Sysinfo Detector. Первая – платная, но есть вы можете воспользоваться ей бесплатно в течение 30 дней. А у второй есть полностью бесплатная редакция. Если думаете, что выбрать, то выбирайте временно – Aida64, поскольку качество у этой программы всё-таки повыше будет.

Как устанавливать и пользоваться программой Aida64 рассказано в статье:

Как устанавливать и пользоваться Sysinfo Detector рассказано в статье:

Если вы определяете устройства через программу Aida64 то определить что за устройства без драйверов можно, выбрав слева раздел «Устройства > Устройства Windows» и затем справа открыть категорию «Unknown» (неизвестные). Внизу появится информация о выбранном устройстве:

Итак, в моём примере неизвестное устройство имеет название «Asus ATK-110 ACPI Utility».

Выше я упоминал, что неизвестное устройство – это скорее всего что-то на материнской плате, поэтому определим сразу, какая материнская плата в устройстве. Для этого открываем раздел «Системная плата» и переходим в такой же подраздел. Справа в окне увидим производителя и модель системной платы: Asus P5KPL-AM EPU.

Теперь разберёмся с видеокартой. Видеокарта, как правило, правильно определяется в Aida64 через раздел «Отображение» > «Видео PCI / AGP». Как видим, программа определила видеокарту: «nVIDIA GeForce GT 430»:

Если вы смотрите устройства через Sysinfo Detector , то увидеть устройства с неустановленными драйверами можно 2-мя способами. Первый — в разделе «Отклонения»:

Как видим, обнаружено то же устройство, что и через программу Aida64: ACPI/ATK0110

И второй способ – в разделе «PCI-устройства» выбрать подраздел «Неизвестные устройства». Здесь программа увидела сразу 3 «проблемных» устройства и одно из них, как раз материнская плата: Asus P5KPL-AM EPU.

Производителя и модель видеокарты лучше посмотреть в разделе «PCI-усройства». В списке найдите подраздел «Display controller»:

Из примера видно, что производитель карты NVIDIA, а модель – GeForce GT 430.

Итак, нужные данные узнали и теперь будем искать драйвер.

Ищем драйвер на сайтах-производителях устройств .

Выяснили, что не хватает драйвера скорее всего для какого-то устройства на материнской плате, а может быть какой-то программы специально для материнской платы. Производитель платы – Asus, а модель в моём примере P5KPL-AM EPU. Раз производитель Asus, то искать будем на сайте официальном сайте Asus.

О том как искать официальный сайт производителя устройства и скачивать с него драйвера подробно описано . Если коротко, вам нужно открыть поисковую систему Google, набрать там название производителя и открыть первый сайт в результатах поиска. Далее следует перейти в раздел «Сервис» или «Поддержка» и указать модель устройства, например:

Помимо драйверов, обращайте внимание и на раздел «Утилиты» (его видно в списке на изображении выше), потому что иногда «Неопознанное устройство» — это какая-то не установленная специальная программа для материнской платы. Лучше установить весь комплект для материнской платы, представленный на сайте, чтобы проверить, в этом ли была проблема.

В этом примере продемонстрирован поиск драйверов для материнской платы. Если установить все драйвера и утилиты для неё, то «Неизвестное устройство» из диспетчера устройств должно пропасть.

Теперь найдём драйвер для видеокарты. Судя по данным, взятым из программ Aida64 и Sysinfo Detector, производитель видеокарты – NVIDIA, а модель GeForce GT 430. Раз производитель NVIDIA, значит ищем официальный сайт этот компании точно также через Google:

На сайте сразу видим раздел «Драйверы» и в нём пункт «Загрузить драйверы». Открываем:

Откроется окно, где нужно указать данные о видеокарте. Тип продукта в моём примере «GeForce», если модель GeForce GT 430, то серия продуктов подходит «GeForce 400 Series». Тут не сложно сориентироваться. Далее в списке «Семейство продуктов» выбираем уже конкретно модель – «GeForce GT 430». И осталось выбрать только версию Windows, установленную на вашем компьютере и язык драйвера. Затем нажимаем «Поиск»:

Откроется страница для загрузки нужного драйвера. Нажимаем кнопку «Загрузить сейчас»:

На следующей странице принимаем условия соглашения и нажимаем кнопку «Принять и скачать»:

Таким же образом вы можете скачать драйвер, в принципе, для любого устройства, зная его производителя и модель. Нужно будет лишь найти официальный сайт производителя и указать там модель.

В крайнем случае, если, к примеру, не удаётся найти драйвера на официальном сайте, вы можете поискать их и на других сайтах, указав в поиске Google примерной такой запрос: «драйвер для Asus P5KPL-AM EPU». Вместо Asus P5KPL-AM EPU вам, соответственно, нужно указать производителя и модель именно вашего устройства, для которого ищите драйвера.

Ну и в заключении отмечу, что если вы пользуетесь Windows 8 и старше, то проблем с драйверами скорее всего у вас не будет. Эти системы устанавливают в большинстве случаев все драйвера автоматически сразу после установки Windows. Пробовал на нескольких ноутбуках переустановить Windows 8.1 и Windows 10 и на каждый были установлены автоматически все драйвера, вследствие чего отпала необходимость искать их самому.

На этом статью считаю завершённой. Теперь вы сможете отыскать нужный драйвер по коду устройства или по его производителю и модели. Напомню, что такие варианты поиска драйверов могут понадобиться вам, если вы самостоятельно подбирали комплектующие для своего компьютера или же меняли в готовом купленном компьютере какие-то детали.

Также имеется возможность автоматически установить драйвера на компьютер при помощи специальных программ. О такой возможности рассказано в отдельной статье:

Всего Вам доброго! До встречи в других статьях:)

Сегодня мы рассмотрим:

Существуют различные причины, по которым необходимо на персональный компьютер. Не всегда это делается с использованием программ с автоматической подборкой драйверов.

Кроме этого, какой звуковой драйвер необходим для своего ПК, нужно знать и по причинам ухудшения работы устройств звука на компьютере.

Звуковая карта не определяется ОС

Рассмотрим случаи, когда операционная система не в состоянии самостоятельно выбрать драйвер для звуковой карты персонального компьютера. В процессе переустановки системы и дальнейшей ее перезагрузки, это определяется отсутствием звуковых сигналов.

Причиной в создании такой ситуации может быть установленное звуковое оборудование на персональном компьютере, которое: редко встречается; дата выпуска старше, чем устанавливаемая ОС.
В таком случае надо в ручном режиме выполнить установку звукового драйвера. Есть несколько способов определения необходимого звукового драйвера для ПК.

Помощь Microsoft в определении звукового драйвера

Операционная система компьютера предлагает свою помощь в определении нужного звукового драйвера. Необходимо направить курсор на папку «Мой компьютер» нажимаем правую кнопку мыши (ПКМ), далее «Свойства», затем «Оборудование». Можно сделать проще: папка «Мой компьютер» нажимаем ПКМ, переходим в раздел диспетчер устройств.

Откроется список в диспетчере устройств, выбираем звуковую карту (нет драйвера, рядом с ней стоит восклицательный знак). Выделяем строку, вверху есть опция «Обновить драйвер», затем пункт «Поиск драйверов», когда все происходит с положительным результатом, будет предложено окно «Установить».

Ручной вариант поиска звукового драйвера

Когда автоматический выбор звукового драйвера не получился, надо пробовать найти его вручную, для этого переходим в любую поисковую систему (Google, Яндекс). Затем в поисковой строке вводим название своего звукового устройства на ПК и добавляем «+ драйвер», в открывшемся окне выбираем нужный для нас .

Какой необходим драйвер для персонального компьютера? Это легко увидеть на вкладке «Диспетчер устройств». Рекомендуется скачивать драйвер на официальном сайте производителя установленной материнской платы (когда звуковая карта встроена в нее). Предлагается также скачать драйвер с сайта, специализирующегося на обновлении этого оборудования для ПК.

После произведенного скачивания драйвера переходим снова на вкладку «Диспетчер устройств», открываем «Поиск драйверов на ПК», указываем место, куда его сохранили, «Установить».

Установка звукового драйвера программой

Бывают случаи, когда пользователю компьютера сложно найти звуковой драйвер вручную и при помощи ОС, тогда предлагается его поиск специальной программе. В настоящее время для этих целей есть несколько программ: Driver Checker, Sam Drivers, Device Doctor, другие программы.

Работать с интерфейсом программ этого вида, понятно, на интуитивном уровне.

Бывают разные случаи, в которых необходимо определить звуковой драйвер для своего ПК, специалисты советуют:

• Определить модель установленного звукового устройства на ПК (читаем на компьютере). Может быть, отсутствие звука в причине не установленного оборудования, запрета его использования в BIOS.
• Когда звук, на ПК интегрированный, рекомендуется скачивать звуковой драйвер только с сайта производителя «материнской платы», или же в случае отдельной установки звуковой карты списать с нее маркировку чипа. Через систему поиска по маркировке найти необходимый драйвер.
• Рекомендуется пользоваться программой AIDA 64, она не только покажет необходимый звуковой драйвер, но и все установленное оборудование, можно определить и маркировку чипа.

Узнайте как искать нужные драйвера для работы любых устройств, подключённых к Вашему компьютеру, без особых усилий.

Несмотря на то, что на дворе уже ХХI век и компьютеры есть почти у всех, многие относятся к ним, как к какому-то неприкосновенному чуду техники. Причём, свято веря в то, что у них самый лучший ПК (ибо так сказал продавец:)), такие пользователи не устанавливают на него никаких программ и не удосуживаются проверить, а правда ли компьютер работает нормально...

К чему я? К тому, что недавно пришлось столкнуться со случаем, когда у одних товарищей почти полтора года после покупки компьютера не стояло нормального драйвера видеокарты!!! Жалоба была обычная - " " :) А почему бы ему не тормозить, если драйвера нет?!!

В общем, сегодня будем проверять свои ПК на наличие в них всех нужных драйверов...

Что такое драйвер и как его установить?

Драйвер - это набор программных компонентов, которые обеспечивают нормальное взаимодействие компьютера с подключённым к нему оборудованием и картами расширений. Иными словами, это специальная служебная программа, которая может передавать команды от периферии к процессору и обратно.

Без драйвера подключённое оборудование либо вообще не будет работать (принтеры, сканеры и иная оргтехника), либо будет работать, но не в самом оптимальном режиме (видеокарты, чипсеты и т.п.). Именно поэтому для нормальной работы ПК мало просто переустановить систему, важно ещё и найти драйверы для всех её компонентов!

Поставляться драйвер может в трёх вариантах:

1. установочный файл EXE (или MSI);
2. графическая оболочка с возможностью массового выбора и установки;
3. набор библиотек и служебных файлов, дополненный INF-файлом.

Первый вариант поставки драйверов наиболее часто встречается в Интернете и на установочных дисках, которые идут в комплекте с купленным Вами оборудованием. Достаточно скачать (или открыть на диске) и запустить EXE-файл, и перед нами появится Мастер установки, который позволит настроить всё в пошаговом режиме. В этом случае установка драйвера не сложнее, чем установка любой программы.

Второй вариант поставки можно обнаружить, на дисках с различными сборками, содержащими несколько различных драйверов (например, драйвера для материнской платы или так называемые драйвер паки). Такие сборки обычно позволяют выборочно устанавливать отдельные (или все сразу) драйверы в и не сложнее привычных инсталляторов, но имеют большой размер.

Установка драйвера третьим способом наиболее неочевидна. Такие драйвера часто попадаются для старой техники и не содержат графического инсталлятора, зато включают файл (иногда и не один) с расширением INF, в котором прописаны все пути установки пакета библиотек для работы подключаемого оборудования:

Чтобы установить драйвер таким способом нужно в "Диспетчере устройств" (значок "Компьютер" - ПКМ - "Свойства" (на старых системах вкладка "Оборудование")) вызвать контекстное меню неизвестного устройства и там выбрать пункт "Обновить драйверы".

Откроется окно, из которого нам предстоит пройти такой путь (нажимая на соответствующие кнопки): "Выполнить поиск драйверов на этом компьютере" - "Выбрать драйвер из списка уже установленных" - "Установить с диска", а затем нажать кнопку "Обзор" и указать местонахождение нужного Вам INF-файла:

После подтверждения выбора INF-файла появится сообщение либо об успешной установке, либо о том, что выбранный Вами файл не подходит и нужно выбрать другой (если он есть). Если ни один из INF-файлов не даёт установить нужный драйвер, значит, Вам придётся искать альтернативное ПО или вообще менять оборудование или систему,чтобы добиться совместимости устройства с Вашим ПК.

Ну, а теперь, когда Вы знаете что такое драйвер, зачем он нужен и как его установить, настало время разобраться со способами поиска драйверов.

Поиск по названию устройства

Любое устройство (если это не какая-то безымянная китайская поделка) имеет своё название. Зная это название и версию своей системы, Вы, в большинстве случаев, можете сформулировать правильный поисковый запрос для ввода в поисковой системе. Например: "драйвер принтера Canon IP1500 для Windows 7 64-bit" или "Radeon HD 8700M Windows 8 драйвер".

Результаты поисковой выдачи будут содержать сайты, с которых Вы можете скачать нужный Вам драйвер. Однако, не на всех сайтах можно качать бесплатно! Чтобы избежать ненужных переживаний из-за финансов или установки некачественного софта, рекомендую Вам пользоваться проверенным русскоязычным порталом :

На этом сайте собрана одна из полнейших коллекций драйверов со всего Интернета суммарным объёмом более 300 ТБ! Здесь можно искать драйвер как по типу устройства (основной список "Категории оборудования"), так и по названию производителя (алфавитный покажчик в верхней части страницы).

На странице с нужным компонентом будет ряд вариантов загрузок. Обращайте внимание на поля "Тип программы" (там должно присутствовать слово "driver" иначе можете скачать просто сервисную утилиту или плагин), "Описание" (там тоже сказано, для чего нужен тот или иной файл), а также "Система". Скачать же сам драйвер Вы можете по ссылке после описания, подтвердив, что Вы не робот:)

Помимо поиска драйверов на специализированных репозиториях, иногда имеет смысл искать на сайтах разработчиков! Например, драйвера под популярные видеокарты довольно часто обновляются и скачать последнюю версию Вы можете, зачастую, только на официальном сайте. Поэтому приведу небольшой список ссылок на страницы скачивания драйверов от самых распространённых бредов.

Видеокарты:

Звуковые карты:

Оргтехника:

Качая драйверы из проверенных источников, Вы можете не беспокоиться о том, что они не подойдут или будут содержать вирусы. Также преимуществом скачивания с официальных сайтов является гарантия того, что Вы скачаете самые актуальные и свежие драйвера, чего, увы, нельзя гарантировать при загрузке со сторонних ресурсов.

Поиск по ID устройства

Поиск драйвера по названию Вашего устройства - довольно простая задача. Однако, если само устройство от неизвестного производителя, то и названия мы его знать никак не можем! Если Вы столкнулись с такой ситуацией, то Вам поможет альтернативный метод поиска - по идентификатору оборудования.

Каждое устройство, хоть внутри системного блока, хоть подключённое внешним кабелем, имеет в системе собственный идентификатор или ID. Узнать его мы можем в уже знакомом нам "Диспетчере устройств", вызвав "Свойства" нужного компонента, перейдя на вкладку "Сведения" и выбрав в выпадающем списке "Свойство" пункт "ИД оборудования" или "ID":

Начиная с Windows Vista, Вы можете скопировать значение строки идентификатора в буфер обмена при помощи контекстного меню. В более же ранних версиях функции копирования нет, поэтому ID придётся переписывать вручную.

Теперь, зная идентификатор нужного нам устройства, мы можем найти подходящие к нему драйвера при помощи специализированных сервисов. Здесь нам опять может помочь уже упомянутый выше Driver.ru:

Для этого нажмите кнопку "Поиск" в правом верхнем углу и в поле на открывшейся странице вставьте скопированный идентификатор устройства, после чего обязательно отметьте пункт "Поиск по ID" и нажмите кнопку "Поиск" под полем ввода. Среди открывшихся результатов Вы без труда найдёте драйвер, подходящий для Вашей системы и сможете его скачать.

Аналогично работает ещё несколько крупных порталов для поиска драйверов. Лучшими из них являются DevID.info и DevID.drp.su . Кстати, оба сервиса имеют собственные клиенты, позволяющие автоматически определять нужные Вам драйверы и устанавливать их. О подобном специализированном софте и поговорим далее.

Программы для поиска драйверов

Выше мы рассмотрели случаи, когда искать драйверы приходится вручную. Однако, для этого также существуют специальные программы, позволяющие находить и качать всё в автоматическом режиме. Все их можно разделить на два типа.

Программы первого типа представляют собой обычно небольшие (до дестятка мегабайт) клиентские модули, которые позволяют просканировать компьютер на наличие устаревших или неустановленных драйверов, а затем скачать их из Интернета и установить в несколько кликов. У нас на сайте ярким представителем программ подобного рода является :

Однако, у большинства подобных решений есть один большой минус: бесплатно можно скачать только пару-тройку драйверов в сутки. По превышению лимита Вам либо вовсе запретят качать, либо снизят скорость загрузки до минимума, чтобы Вы в конечном итоге всё равно купили премиум-аккаунт.

По этой причине программы данного вида бесплатно можно использовать только для единичного обновления драйверов, но не для пакетной их установки на свежеустановленную Windows. Если же Вы хотите всё и сразу, Ваш выбор - драйвер паки!

Драйвер пак (от англ. "driver pack" - "набор драйверов") представляет собой, чаще всего, комплект из оффлайн базы с отобранными драйверами и программы-оболочки. Программа сканирует Ваш ПК, после чего предлагает установить или обновить ряд драйверов. Вам достаточно только отметить нужные и подтвердить свой выбор. Установка произойдёт в автоматическом режиме!

На просторах Рунета самым полным и популярным драйвер паком является :

На сегодняшний день размер максимального пакета поставки этого пакета драйверов составляет больше 10 гигабайт. Это не так внушает, как 30-терабайтная база Driver.ru, но, тем не менее, такого количества драйверов вполне достаточно, чтобы после переустановки системы не искать установочные диски, которые шли в комплекте с материнской платой, видеокартой и другими компонентами Вашего ПК или ноутбука.

Если качать 10 гигабайт драйверов Вам не хочется, то есть возможность скачать Lite-версию DriverPack Online. Она являет собой только программу-сканер, которая определяет нужные Вам драйверы, подключается к онлайн базе данных и позволяет скачать только то, что нужно.

Выводы

Сегодня найти драйверы для компьютера и ноутбука не составляет особого труда. Однако, как и любые программы, они время от времени нуждаются в обновлениях, о которых многие забывают. А, между прочим, обновления могут здорово помочь!

Так, например, у меня с весны время от времени стал появляться " " с жалобами на какую-то DLL-библиотеку. Некоторое время я мирился с таким положением вещей, но потом надоело и я решил поискать решение проблемы. Оказалось, что виной всему была ошибка в работе драйвера видеокарты. После обновления драйвера всё наладилось и вот уже несколько месяцев "полёт" нормальный:)

Мораль всего вышеизложенного такова: если у Вас вдруг начались "глюки" в работе ПК или они наблюдались уже с момента покупки компьютера / переустановки Windows, проверьте, нет ли обновлений драйверов для критически важных компонентов Вашего ПК. Если таковые имеются, попробуйте их установить и, возможно, Ваша система снова заработает как надо!

P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.

Наверно у каждого, кто хоть раз самостоятельно переустанавливал операционную систему, возникал популярный вопрос: как узнать, какие драйвера необходимо установить на компьютер для его стабильной работы? Именно на этот вопрос мы и попытаемся ответить в данной статье. Давайте разбираться подробнее.

В теории, на компьютер или ноутбук нужно устанавливать софт для всех устройств, которые этого требуют. Со временем разработчики операционных систем постоянно расширяют базу драйверов Microsoft. И если во времена Windows XP приходилось устанавливать вручную чуть ли не все драйвера, то в случае с более новыми ОС множество драйверов устанавливаются уже автоматически. Тем не менее, остаются устройства, софт для которых приходится устанавливать вручную. Предлагаем вашему вниманию ряд способов, которые помогут вам в решении этого вопроса.

Способ 1: Официальные сайты производителей

Для того, чтобы установить все необходимые драйвера, вам нужно поставить ПО для всех плат в вашем компьютере. Имеется в виду материнская плата, видеокарта и внешние платы (сетевые адаптеры, звуковые карты и так далее). При этом в «Диспетчере устройств» может быть не указано, что для оборудования нужны драйвера. При установке операционной системы просто использовалось стандартное ПО для устройства. Тем не менее, софт для таких девайсов необходимо устанавливать оригинальный. Большая часть всего устанавливаемого софта приходится на материнскую плату и интегрированные в нее чипы. Поэтому, сперва мы будем искать все драйвера для материнской платы, а потом уже для видеокарты.

1. Узнаем производителя и модель материнской платы. Для этого нажимаем клавиши «Win+R» на клавиатуре и в открывшемся окне вводим команду «cmd» для открытия командной строки.



2. В командной строке необходимо ввести поочередно команды:
   wmic baseboard get Manufacturer
   wmic baseboard get product
   Не забываем нажимать «Enter» после ввода каждой команды. В результате вы увидите на экране производителя и модель вашей материнской платы.



3. Теперь ищем в интернете сайт производителя и заходим на него. В нашем случае это .
4. На сайте отыскиваем поле для поиска или соответствующую кнопку в виде лупы. Как правило, нажав на эту кнопку вы и увидите поисковое поле. В такое поле необходимо ввести модель материнской платы и нажать «Enter» .



5. На следующей странице вы увидите результат поиска. Необходимо выбрать из списка свою материнскую плату. Обычно под названием модели платы есть несколько подразделов. Если есть раздел «Драйвера» или «Загрузки» , нажимаем на название такого раздела и переходим в него.



6. В некоторых случаях следующая страница может быть разделена на подразделы с ПО. Если это так, то ищем и выбираем подраздел «Драйверы» .



7. Следующим шагом будет выбор операционной системы и разрядности из выпадающего списка. Обратите внимание, что в некоторых случаях в списках драйверов могут быть отличия при выборе разных ОС. Поэтому просмотрите не только ту систему, которая установлена у вас, но и версии ниже.



8. После выбора ОС вы увидите список всего ПО, которое необходимо вашей материнской плате для взаимодействия с другими компонентами компьютера. Необходимо скачать их все и установить. Скачивание происходит автоматически после нажатия на кнопку , «Download» или соответствующую иконку. Если вы загрузили архив с драйверами, то перед установкой обязательно извлеките все его содержимое в одну отдельную папку. После этого уже устанавливайте ПО.



9. После того как вы установите весь софт для вашей материнской платы, переходим к видеокарте.
10. Нажимаем снова комбинацию клавиш «Win+R» и в появившемся окне вводим команду «dxdiag» . Для продолжения жмем «Enter» или кнопку «ОК» в этом же окне.



11. В открывшемся окне средства диагностики переходим на вкладку «Экран» . Тут вы сможете узнать производителя и модель вашего графического адаптера.



12. Если у вас ноутбук, то необходимо также перейти на вкладку «Преобразователь» . Тут вы сможете увидеть информацию о второй дискретной видеокарте.



13. После того, как вы узнали производителя и модель вашей видеокарты, необходимо перейти на официальный сайт компании. Вот список страниц загрузок крупнейших производителей графических адаптеров.
14. Вам необходимо на этих страницах указать модель вашей видеокарты и операционную систему с разрядностью. После этого вы сможете скачать софт и установить его. Обратите внимание, что предпочтительно устанавливать ПО для графического адаптера именно с официального сайта. Только в этом случае будут установлены специальные компоненты, которые увеличат производительность видеокарты и позволят произвести ее детальную настройку.
15. Когда вы установите ПО для графического адаптера и материнской платы, необходимо проверить результат. Для этого открываем «Диспетчер устройств» . Нажимаем сочетание кнопок «Win» и «R» на клавиатуре, и в открывшемся окне пишем команду devmgmt.msc . После этого нажимаем «Enter» .
16. В результате вы увидите окно «Диспетчера устройств» . В нем не должно быть неопознанных устройств и оборудования, рядом с названием которого находятся вопросительные или восклицательные знаки. Если все именно так, то все необходимые драйвера вы установили. А если такие компоненты присутствуют, рекомендуем использовать один из следующих способов.

Способ 2: Утилиты для автоматического обновления ПО

Если вам лень искать и устанавливать весь софт вручную, то стоит присмотреться к программам, которые предназначены для облегчения этой задачи. Обзор на популярнейшие программы для автоматического поиска и обновления софта мы проводили в отдельной статье.

Вы можете использовать любую из описанных утилит. Но рекомендуем все же воспользоваться DriverPack Solution либо Driver Genius . Это программы с наибольшей базой драйверов и поддерживаемого оборудования. Мы уже рассказывали вам о том, как пользоваться DriverPack Solution.

Поэтому давайте мы расскажем вам о том, как найти и установить все драйвера с помощью программы Driver Genius. И так, начнем.

1. Запускаем программу.
2. Вы сразу же окажетесь на ее главной странице. Тут посередине находится зеленая кнопка «Начать проверку» . Нажимаем смело на нее.



3. Запустится процесс сканирования вашего компьютера или ноутбука. Спустя несколько минут вы увидите список всех устройств, для которых необходимо скачать и установить ПО. Так как мы не ищем конкретный драйвер, то отмечаем галочками все имеющиеся пункты. После этого жмем кнопку «Далее» в нижней области окна программы.



4. В следующем окне вы увидите список устройств для которых уже были обновлены драйвера с помощью данной утилиты, и те устройства, для которых ПО еще требуется закачать и установить. Последний тип устройств отмечен серым кругом рядом с названием. Для надежности нажимаем просто кнопку «Загрузить все» .



5. После этого программа попытается подключиться к серверам для загрузки необходимых файлов. Если все пройдет удачно, вы вернетесь в предыдущее окно, где сможете отследить прогресс загрузки ПО в соответствующей строке.



6. Когда будут загружены все компоненты, значок рядом с названием устройства станет зеленого цвета с направленной вниз стрелкой. К сожалению, установить все ПО одной кнопкой не получится. Поэтому выделяем строку с необходимым устройством и жмем кнопку «Установить» .



7. По желанию создаем точку восстановления. Это вам предложат в следующем диалоговом окне. Выбираете ответ, соответствующий вашему решению.



8. После этого начнется процесс установки драйвера для выбранного устройства, в ходе которого могут возникать стандартные диалоговые окна. В них необходимо просто читать лицензионные соглашения и нажимать кнопки «Далее» . Проблем на этом этапе у вас возникнуть не должно. После установки того или иного ПО вам могут предложить перезагрузить систему. Если такое сообщение будет, рекомендуем сделать это. Когда драйвер будет успешно установлен, в программе Driver Genius напротив строки с оборудованием будет зеленая галочка.



9. Таким образом необходимо установить софт для всего оборудования из списка.
10. В конце можете для убедительности провести сканирование компьютера еще раз. Если вы установили все драйвера, то увидите подобное сообщение.



11. Кроме того, вы можете проверить, установлено ли все ПО, с помощью «Диспетчера устройств» как описано в конце первого способа.
12. Если же остались еще неопознанные устройства, попробуйте следующий способ.

Способ 3: Онлайн-сервисы

Если предыдущие способы вам не помогли, остается надеяться на этот вариант. Смысл его заключается в том, что искать ПО мы будем в ручную по уникальному идентификатору устройства. Дабы не дублировать информацию, рекомендуем ознакомиться вам с нашим уроком.

В нем вы найдете детальную информацию о том, как найти ID и что с ним делать далее. А также руководство по использованию двух наиболее крупных онлайн-сервисов по поиску драйверов.

Способ 4: Ручное обновление драйвера

Этот способ является самым малоэффективным из всех приведенных выше. Однако, в очень редких случаях помочь установить софт сможет именно он. Вот что для этого необходимо.

Это самые действенные способы определить устройства, для которых необходимо установить софт. Надеемся, один из предложенных вариантов поможет вам в решении этого вопроса. Не забывайте вовремя обновлять ПО для ваших устройств. Если у вас возникнут трудности с поиском или установкой драйверов, пишите в комментарии. Вместе мы все исправим.