Для чего нужны драйвера
Многие считают что самому создать драйвер для Windows это что-то на грани фантастики. Но на самом деле это не так. Конечно, разработка драйвера для какого-то навороченного девайса бывает не простой задачей. Но ведь тоже самое можно сказать про создание сложных программ или игр. В разработке простого драйвера нет ничего сложного и я попытаюсь на примерах это показать.
Сперва нам нужно определится в чем мы же будем создавать наш первый драйвер. Поскольку материал ориентирован на новичков, то язык программирования был выбран один из простых, и это не Си или ассемблер, а бейсик. Будем использовать один из диалектов бейсика — PureBasic. Из коробки он не обучен создавать драйверы, но у него удачный набор файлов, используемых для компиляции и небольшое шаманство позволяет добавить эту возможность. Процесс компиляции состоит из нескольких этапов. Если кратко, то он происходит следующим образом: Сначала транслятор «перегоняет» basic-код в ассемблер, который отдается FASM'у (компилятор ассемблера), который создает объектный файл. Далее в дело вступает линкер polink, создающий исполняемый файл. Как компилятор ассемблера, так и линкер могут создавать драйверы и если немного изменить опции компиляции, то получим не исполняемый файл, типа EXE или DLL, а драйвер режима ядра (SYS).
Окно IDE с загруженным кодом драйвера показано на скрине.
Компиляция драйвера выполняется через меню «Компилятор» (это если кто не понял).
Теперь определимся что будет делать наш первый драйвер. Обычно при изучении программирования начинают с простых вещей, скажем, выполнения математических операций и вывода результата. Вот пусть наш драйвер делает тоже самое, ведь банальная математика производимая в режиме ядра это очень круто!
Может показаться что это куча бессмысленного кода, но это не так.
У каждого драйвера должна быть точка входа, обычно у нее имя DriverEntry() и выполнена она в виде процедуры или функции. Как видите, в этом драйвере есть такая процедура. Если посмотрите на начало кода, то в первых строках увидите как ей передается управление. В этой процедуре происходит инициализация драйвера. Там же назначается процедура завершения работы драйвера, которая в нашем случае имеет имя UnloadDriver(). Процедуры CreateDispatch() и CloseDispatch() назначаются обработчиками соединения и отсоединения проги из юзермода.
Процедура DeviceIoControl() будет обрабатывать запросы WinAPI функции DeviceIoControl(), являющейся в данном драйвере связью с юзермодом. В конце кода расположена так называемая ДатаСекция (DataSection), в которой находятся имена драйвера, сохраненные в формате юникода (для этого использована одна из фишек ассемблера FASM).
Видите сколько понадобилось кода для выполнения простейшей математической операции — сложения двух чисел?
А теперь рассмотрим программу, работающую с этим драйвером. Она написана на том же PureBasic.
Процедура Plus() осуществляет связь с драйвером. Ей передаются хэндл, доступа к драйверу и слагаемые числа, которые помещаются в структуру и указатель на указатель которой, передается драйверу. Результат сложения чисел будет в переменной «Result».
Далее следует код простейшего GUI калькулятора, скопированного из википедии.
Когда закроют окно, то перед завершением работы программы, закрывается связь с драйвером и производится его деинсталляция из системы.
Результат сложения чисел 8 и 2 на скриншоте.
Исходные коды драйвера и программы, можно найти в папке «Examples», PureBasic на файлопомойке, ссылку на который давал в начале статьи. Там так же найдете примеры драйвера прямого доступа к порам компа и пример работы с памятью ядра.
PS.
Помните, работа в ядре чревата мелкими неожиданностями аля, BSOD (синий экран смерти), поэтому экспериментируйте осторожно и обязательно всё сохраняйте перед запуском драйвера.
«Слетели драйвера», «У меня нет драйверов на принтер», «Видеокарте нужны драйвера» — если вам непонятно, что это значит и на что влияют драйверы, то эта статья для вас.
Что такое драйвер
Драйвер — это программа, которая работает как инструкция для операционной системы. Драйвер объясняет операционке, как пользоваться каким-то устройством.
Устройство — это то, что физически подключается к компьютеру:
- видеокарта,
- мышь,
- криптотокен,
- монитор,
- сканер,
- джойстик для игр.
Драйвер рассказывает компьютеру, как этим железом пользоваться, что оно умеет, какие команды понимает и как это железо могут использовать другие программы.
👉 Технически драйвер — это программа, которая висит в памяти компьютера всё время, пока компьютеру нужно это устройство.
Известное и неизвестное железо
Операционная система в компьютере знает и умеет многое, в том числе и работать со стандартным оборудованием. Стандартным — это значит тем, которое предоставляет стандартные возможности.
Например, клавиатура, мышь или веб-камера — это стандартное оборудование, потому что независимо от производителя они делают примерно одно и то же.
Разработчики операционной системы знают про такое оборудование, поэтому могут написать стандартные драйверы, которые подойдут к большинству устройств. Именно поэтому мы можем купить в магазине новую мышь и просто подключить её к компьютеру без установки дополнительных программ — операционная система сама разберётся, что делать.
Но бывает так, что разработчики добавили в устройство нестандартные возможности: переназначение сочетаний клавиш, сделали мышь с несколькими колёсиками или встроенный лазерный дальномер в видеокамеру. В этом случае компьютер не разберётся, как этим всем пользоваться, потому что в стандартных драйверах про это ничего нет.
В таких случаях разработчики устройств пишут свой драйвер, который объяснит компьютеру, как пользоваться всеми возможностями устройства. Этот драйвер нужно будет установить.
Сложное оборудование
Ещё бывает так, что оборудование хоть и стандартное, но сложное, например, видеокарта или принтер. Каждый производитель добавляет свои функции и технологии, которые считает нужными, и чаще всего они не совпадают с другими. Если подключить такое устройство к компьютеру, то компьютер, скорее всего, разберётся, что именно в него воткнули, то как с этим работать — неизвестно.
Здесь тоже нужны драйверы — они идут или в комплекте с устройством на компакт-диске или их качают с официального сайта производителя. Чем сложнее устройство, тем больше вероятность, что без установки дополнительных драйверов оно работать не будет.
Например, если у вас навороченная видеокарта, вы вставляете её в компьютер и сначала видите странную огромную картинку с низким разрешением. Это значит, что компьютер пока не нашёл драйверов на эту карточку и запустил её в «режиме совместимости» — то есть в том режиме, в котором он точно сможет ей управлять. Но возможности видеокарты будут сильно порезаны, пока мы не установим нужные нам драйверы.
Что значит «слетели драйвера»?
Это значит, что компьютер не может найти файлы с инструкциями от какого-то устройства. Так бывает при обновлениях системы, заражении вирусом или просто кто-то случайно мог удалить нужные файлы или папку целиком.
Решение простое: берёте заново драйвер с официального сайта или тот, который шёл в комплекте с устройством, и запускаете программу-установщик заново. А она уже сама разберётся, каких файлов не хватает, и настроит всё заново.
Драйверы нужны только на Windows?
Драйверы нужны на всех компьютерах и для всех операционных систем. Но некоторые операционки идут с кучей драйверов в комплекте, а у других этот набор более скромный.
Общее правило для 2021 года такое: большая часть оборудования, которое нужно для обычной офисной работы, подключится к любому компьютеру без необходимости что-то устанавливать. Операционка сама поймёт, что это за устройство, и, скорее всего, у неё уже будут драйверы.
А вот какое-то более сложное оборудование (например, профессиональная аудиокарта или видеокамера) потребуют установки драйверов от производителя.
В чём проблема с драйверами
Проблема в том, что часто производители не делают новые драйверы для старого оборудования. Например:
Есть диджейский контроллер Numark NS7 — это профессиональное оборудование для диджеев и артистов, оно стоит дорого и нужно примерно 100 тысячам человек на всей планете.
Когда контроллер только вышел, компания Numark выпускала драйвера на все свежие операционные системы, проблем с совместимостью не было.
Потом аппарат сняли с производства, поддержку прекратили. Последняя версия драйверов, которую выпустил Numark, — для Windows 10 и MacOS 10.12 (Sierra). С тех пор у Windows вышло большое обновление до 11, а MacOS обновился раз пять. Причём последние две версии сделаны для процессоров Apple, и уже нет надежды, что Numark обновит драйверы для этой архитектуры.
Так что, если вам достался этот редкий профессиональный прибор, вы вынуждены сидеть на древней MacOS Sierra, которая стремительно перестаёт поддерживаться современным софтом.
Как уважаемый хабрапользователь наверняка знает, «драйвер устройства» — это компьютерная программа управляющая строго определенным типом устройства, подключенным к или входящим в состав любого настольного или переносного компьютера.
Основная задача любого драйвера – это предоставление софтового интерфейса для управления устройством, с помощью которого операционная система и другие компьютерные программы получают доступ к функциям данного устройства, «не зная» как конкретно оно используется и работает.
Обычно драйвер общается с устройством через шину или коммуникационную подсистему, к которой подключено непосредственное устройство. Когда программа вызывает процедуру (очередность операций) драйвера – он направляет команды на само устройство. Как только устройство выполнило процедуру («рутину»), данные посылаются обратно в драйвер и уже оттуда в ОС.
Любой драйвер является зависимым от самого устройства и специфичен для каждой операционной системы. Обычно драйверы предоставляют схему прерывания для обработки асинхронных процедур в интерфейсе, зависимом от времени ее исполнения.
Любая операционная система обладает «картой устройств» (которую мы видим в диспетчере устройств), для каждого из которых необходим специфический драйвер. Исключения составляют лишь центральный процессор и оперативная память, которой управляет непосредственно ОС. Для всего остального нужен драйвер, который переводит команды операционной системы в последовательность прерываний – пресловутый «двоичный код».
Как работает драйвер и для чего он нужен?
Основное назначение драйвера – это упрощение процесса программирования работы с устройством.
Он служит «переводчиком» между хардовым (железным) интерфейсом и приложениями или операционными системами, которые их используют. Разработчики могут писать, с помощью драйверов, высокоуровневые приложения и программы не вдаваясь в подробности низкоуровневого функционала каждого из необходимых устройств в отдельности.
Как уже упоминалось, драйвер специфичен для каждого устройства. Он «понимает» все операции, которые устройство может выполнять, а также протокол, с помощью которого происходит взаимодействие между софтовой и железной частью. И, естественно, управляется операционной системой, в которой выполняет конкретной приложение либо отдельная функция самой ОС («печать с помощью принтера»).
Если вы хотите отформатировать жесткий диск, то, упрощенно, этот процесс выглядит следующим образом и имеет определенную последовательность: (1) сначала ОС отправляет команду в драйвер устройства используя команду, которую понимает и драйвер, и операционная система. (2) После этого драйвер конкретного устройства переводит команду в формат, который понимает уже только устройство. (3) Жесткий диск форматирует себя, возвращает результат драйверу, который уже впоследствии переводит эту команду на «язык» операционной системы и выдает результат её пользователю (4).
Как создается драйвер устройства
Для каждого устройства существует свой строгий порядок выполнения команд, называемой «инструкцией». Не зная инструкцию к устройству, невозможно написать для него драйвер, так как низкоуровневые машинные команды являются двоичным кодом (прерываниями) которые на выходе отправляют в драйвер результат, полученный в ходе выполнения этой самой инструкции.
При создании драйвера для Линукса, вам необходимо знать не только тип шины и ее адрес, но и схематику самого устройства, а также весь набор электрических прерываний, в ходе исполнения которых устройство отдает результат драйверу.
Написание любого драйвера начинается с его «скелета» — то есть самых основных команд вроде «включения/выключения» и заканчивая специфическими для данного устройства параметрами.
И чем драйвер не является
Часто драйвер устройства сравнивается с другими программами, выполняющими роль «посредника» между софтом и/или железом. Для того, чтобы расставить точки над «i», уточняем:
- Драйвер не является интерпретатором, так как не исполняется напрямую в софтовом слое приложения или операционной системы.
- Драйвер не является компилятором, так как не переводит команды из одного софтового слоя в другой, такой же.
Ну и на правах рекламы – вы всегда знаете, где скачать новейшие драйвера для любых устройств под ОС Windows.
Практически каждый пользователь компьютера и ноутбука при первой установке/переустановке Windows или подключении к системе нового устройства/железа — сталкивается с термином драйвер.
Прочитав прошлую публикацию, вы могли узнать про дефрагментацию диска, эта же статья будет посвящен определению, что такое драйверы в информатике и какую функцию они выполняют для операционной системы.
Что такое драйвер
Драйвер (driver) — это программное обеспечение для операционной системы, чтобы она могла взаимодействовать с подключенным к компьютеру/ноутбуку аппаратным обеспечением. Это может быть принтер, видеокарта, звуковая карта и т.д. С английского языка переводится, как «проводник».
Другими словами — это проводник, который позволяет общаться между собой устройству и операционной системе.
Также, такое ПО может быть только имитацией подключенного устройства. Например, если вы захотите распечатать какой-либо документ, но самого принтера у вас нет, то его можно будет «распечатать» через имитируемый программой-драйвером принтер в файл pdf.
Для чего нужен драйвер
Драйверы являются неотъемлемой частью операционной системы. Без них она попросту не будет работать, ведь именно они обеспечивают взаимодействие между всем аппаратным обеспечением компьютера и ОС. Но, вы можете этого даже не заметить, т.к. при первом запуске Windows все уже исправно функционирует.
А происходит это, потому что такое программное обеспечение для ключевых компонентов системы — процессор, клавиатура, монитор и т.д. уже по умолчанию есть в самой Windows и автоматически устанавливается вместе с самой ОС. Но, для некоторых устройств (принтер, сканер, видеокарта и других) нужно устанавливать свое ПО, которое обычно выпускает сам производитель.
Простыми словами, без установленной для устройства программы-драйвера, например, для сканера — он попросту не будет работать.
Интересно! При подключении к ПК/ноутбуку какого-либо нового оборудования Windows автоматически начинает поиск подходящего для него ПО.
Как посмотреть установленные драйверы на компьютере с Windows
В ОС Windows 10, 8, 8.1 и 7 их список можно посмотреть в диспетчере устройств. Чтобы открыть его разом нажмите клавиши «WIN + R» на клавиатуре и вбейте команду devmgmt.msc.
Откроется окно со списком аппаратных средств системы, разделенных по категориям. Так раскрыв определенную категорию и открыв какой-либо компонент, можно перейти по вкладке «Драйвер» и посмотреть сведения о нем.
Если вы увидите, устройство с восклицательным знаком — значит программное обеспечение к нему работает неправильно или вообще отсутствует. Его будет необходимо переустановить/установить.
Важно! Подробнее прочитать про установку драйверов можно в соответствующей статье. Там же вы найдете подробную инструкцию по их поиску и автоматической установке с помощью специальных программ.
В заключение
Надеюсь, прочитав данный материал, вы подчерпнули для себя, что-то новое и главное, нужное. Постарался все объяснить, как можно более простыми словами. Заходите почаще, будет еще много полезных и интересных статей.
Каждый раз, при подключении к компьютеру/ноутбуку нового устройства или железа — необходимо устанавливать для них драйверы, чтобы они начали работать. Также, это нужно делать при первой установке Windows.
Хотя большинство из них устанавливается автоматически самой системой, некоторые нужно ставить самому. Но не все знают, как это делать и у них возникают проблемы. Именно об этом и будет подробно написано в данной статье.
Из прошлого материала вы могли узнать, что такое драйвер. В данной публикации будет подробно описан процесс их установки для операционных систем Windows 10, 8, 8.1 и 7.
Интересно! Более подробно о программах для установки драйверов на windows и их автоматического поиска читайте в соответствующей статье.
Как установить драйвер на компьютер и ноутбук с Windows
Как вы уже знаете, чтобы новое устройство/железо, подключенное к вашему компьютеру/ноутбуку начало исправно работать на нем, необходимо установить для них специальные программы-драйверы. Сделать это можно несколькими способами — вручную или с помощью специальных программ.
Устанавливать драйверы вручную удобно тем, что вы сами можете выбрать нужную версию ПО для установки. Например, если новая версия ПО для видеокарты работает с проблемами, вы можете вручную установить ту версию, которая будет работать стабильно. Софт для таких целей, за некоторыми исключениями, редко предоставляет такие возможности.
Плюс, даже если новая версия Windows не поддерживает ваше устройство, у вас будет возможность поставить для него ту версию программного обеспечения, которое работало с ним на предыдущей версии данной ОС, и все будет прекрасно работать.
Поиск драйверов
В первую очередь необходимо узнать для какого аппаратного обеспечения необходимо установить/обновить драйвер, конечно, если вы этого не знаете. Для этого нам нужна техническая информация.
1. Зайдите в диспетчер устройств, для этого разом нажмите клавиши «WIN + R», вбейте команду devmgmt.msc и нажмите «ОК».
2. Разверните раздел, в котором находится устройство и откройте его. В появившемся окне перейдите по вкладке «Сведения» и в списке «Свойства» выберите «ИД оборудования». Скопируйте первое значение, кликнув по нему правой кнопкой мыши и указав соответствующий пункт.
3. Далее необходимо узнать версию используемой Windows и ее разрядность, для этого — одновременно нажмите клавиши «Win + Pause/Break» после чего откроется окно с нужной информацией (смотрите картинку).
4. С полученной информацией уже можно начинать поиск нужного ПО в Google или Yandex. Достаточно вбить версию вашей ОС с ее разрядностью и скопированный ИД из диспетчера устройств. Как только вы найдете необходимое ПО — скачайте его.
Установить драйвер на Windows 10, 8 и 7 вручную
Процесс инсталляции может быть разниться, все зависит от того, как разработчик распространяет свое ПО. Это может быть устанавливаемое программное обеспечение в виде файла «.EXE» или архив с набором необходимых библиотек внутри.
В первом случае достаточно запустить исполняемый файл и следовать инструкциям установщика — все довольно просто. А вот в случае с архивом процесс уже будет другой.
В первую очередь разархивируйте файл, например, в папку на рабочем столе. Далее, также, как описано в предыдущей главе, откройте необходимое устройство в диспетчере устройств, перейдите на вкладку «Драйвер» и кликните по кнопке «Обновить драйвер». Или, можно просто кликнуть по нему правой кнопкой мыши и выбрать соответствующим пункт.
В открывшемся окошке кликните по нижнему пункту «Выполнить поиск драйверов на этом компьютере», выберите директорию, в которую был распакован архив, после чего щелкните по кнопке «Далее».
Начнется процесс установки по завершению которого сделайте перезагрузку системы.
Также, можно выполнить и автоматический поиск, но он редко что-то находит, а если и находит, то чаще устанавливает драйверы, которые не всегда корректно работают. Например, если вы установите на видеокарту программу-драйвер, который предлагает сама система — то вряд ли он обеспечит нужную производительность в играх.
Установить драйвера с помощью DriverHub
Одно из лучших решений для поиска, инсталяции и обновления драйверов ОС Windows. Программа распространяется полностью бесплатно и с русским интерфейсом. Загрузите данный софт по ссылке ниже, установите и запустите его.
1. В главном окне программы кликните по кнопке «Найти сейчас». Запустится процесс сканирования системы, по окончании которого будет выведен список устройств вашего компьютера/ноутбука для которых можно установить или обновить ПО.
2. Переключитесь на «Режим эксперта», выберите необходимые устройства, для которых нужно установить/обновить ПО и кликните по кнопке «Установить». Можно и сразу обновить все драйверы для устройств, но я бы не рекомендовал делать это, бывает, что новые версии могут функционировать хуже — если все работает стабильно, лучше не трогайте и не обновляйте ничего.
3. Программа сама скачает и установит необходимое программное обеспечение, после чего нужно будет лишь перезагрузить компьютер.
С помощью DriverHub поиск и установка программ-драйверов занимает куда меньше времени и намного упрощает процесс их поиска.
В заключение
Как видите, произвести установку такого ПО можно самому, как вручную, так и с помощью программ, не прибегая к помощи дорогостоящих специалистов. В следующем материале мы рассмотрим и другие вопросы по данной теме, так что заходите еще.
Читайте также: