Windowsデバイスドライバ開発のためのヒント

Tech Fielders コラム Windows 7 時代のデバイスドライバ開発

CQ出版 連載（終了）Windows Vista時代のデバイスドライバ開発 各回の概要

旧版WDK (6001.18002) 情報

BCDedit 簡単操作法

デバイスドライバ開発情報

Windows Vistaにおける64bit版ドライバのインストールとテスト

従来までのDDKとWDKの利用方法

インターフェース 2007年5月号 Windows Vista時代のデバイス・ドライバ開発：正誤表

Windows 7 時代のデバイスドライバ開発情報

WDK 7.1.0 (7600.16385.1) の入手

先日、WDK 7.0.0の後継となる、WDK 7.1.0が公開されました。Windows 7の新機能を利用するドライバ開発は勿論、Windwos XP以降のドライバ開発をするためには、WDKの最新版 (7.1.0) を入手してインストールする必要があります。

Microsoft Download Center から、誰でも自由にダウンロード可能です。

WDK 7.1.0 での修正点は、次の通りです。

• Windows XP x64 is now supported as an installation platform
• Debugger Changes
• Redistributable Change: Update to offreg.dll
• Build Environment Changes
• Sample Changes and Issues
• Update to Sensor Adapter Test Suite

というように、細かな修正（バグフィックスと機能向上）が中心の様です。詳細はRelease Noteを参照して下さい。
このRelease Noteを参照する際の注意としては、「WDK Version 7.1.0 Changes and Issues」の項だけが、7.1.0 での追加修正事項だということです。残りの部分は、7.0.0のリリース時のものです。今回の公開に伴い、7.0.0 はMicrosoft Download Centerからは入手できなくなりました。

ワンポイント・アドバイス

WDK 7.0.0や7.1.0の公開により、WDMのサンプルが極度に無くなり、Windows 2000が完璧にサポート対象から外れたため、戸惑っているドライバ開発者も多いと思います。そんな方へのワンポイント・アドバイスは、WDK 7.1.0とともに、WDK 6001.18002をインストールして利用することです。

WDK 6001.18002は現在でも、Microsoft ConnectのWDKプログラムや、MSDNで入手可能です。それで1台の開発マシンには、複数バージョンのWDKを C:\WINDDK\ 以下に同時インストールが可能なので、目的に応じて使い分けることが可能です。例えば、WDK 6001.18002にしかない、WDMのサンプル・ドライバは、少し変更するだけでWDK 7.1.0上でもビルドすることができます。また逆に、WDK 7.1.0のWDFやDIFxを使用してデバッグしたドライバやインストーラを、少し修正してWDK 6001.18002のredist以下の再配布DLL等と組み合わせることで、Windows 2000に対応させることができます。

古いドライバのメンテナンスの際には、やはりお手本となるWDKのサンプルのWDMドライバがどう書いてあり、どう動くのかは知りたいものです。この際、全面的にWDFに書き換える手も有ります。それでも動作比較のためにも当分の間はまだ、開発マシンに、WDK 6001.18002に入れておく必要がありそうです。

CQ出版 インターフェース誌 2010年2月号のデバッグ（本文訂正）とダウンロード、リンク集

WDK for Windows 7 RTM (7600)の入手

Windows 7の新機能を利用するドライバの開発検証には、WDK for Windows 7　(RTM版 7600)の利用が必須条件です。
（ベータ版での製品開発は認められません）Windows XP以降をターゲットとしたドライバ開発にも利用できます。
誰でも自由にダウンロード可能です。
MSDNや、Microsft Connectの Windows Driver Kit プログラムでも入手可能です。

Windows 2000用のデバイスドライバ開発には、一世代古いWDK for Windows Server SP1 (6001.18002) を使用します。

デバイス・ステージ (Device Stage)

デバイスステージ(Device Stage)とはWindows 7で新しく導入された、デバイスを操作するためのよりわかり易いGUIです。Windows 7 のスタート・メニューからは、あらかじめプロパティで設定しておくことにより「デバイスとプリンター」としてアクセスが可能になります。Microsoft の文献では、Device Center, Device Experience という呼び方でも紹介されています。

Device StageのGUIは、XML文書ベースに作成します。英語版のMSDNライブラリ中の、Device Experience for Printers, Scanners, and Multifunction Printers の項にカスタマイズの方法や、Device Stage Metadata Packageの作成方法が載っています。

WDK 7600 サポート情報

ホスト側サポート環境とターゲット環境は、「Tech Fielders コラム Windows 7 時代のデバイスドライバ開発 第1回」 にまとめました。

WDK (Windows Server 2008 RTM WDK) - 6001.18002 旧情報

はじめに

Windows 7 用の正式版のWDKがリリースされた現在、たとえWindows XPやWindows Vista専用のデバイスドライバの開発であっても、旧版のWDKの利用は推奨されません。Windows 2000用と同一のバイナリを提供したいといった、特別な事情が無い限りは、上記のWindows 7 用WDKを利用して開発しましょう。

入手方法

MSDNか、またはMicrosoft ConnectのWDK/WLKプログラムに登録して入手可能です。以前の6000(Windows Vista WDK)や6001.18001はいくつかの問題があるために、製品開発には使用しないことをお勧めします。

• WDK for Windows Server 2008 - Build 6001_18002
  リリース日 2008/10/23
  サイズ 577.71 MB
  バージョン 6001.18002

ターゲット・オペレーティング・システムのサポート

WDKの文書やリリースノートの記述はわかり難いので、以下にまとめました。

凡例

• SV03SP1DDK → Windows Server 2003 SP1 DDK
• WDK (6000) → Windows Vista RTM WDK
• WDK (6001.18002) → Windows Server 2008 RTM WDK
• wlh → Windows Vista SP1 と Windows Server 2008 (x86, x64, ia64)
• vista → Windows Vista (x86, x64 SP無)
• wnet → Windows 2003 Server SP無 (x86, x64, ia64)
• wnet+ → Windows 2003 Server SP1 以降とR2 (x86, x64, ia64)
• wxp Windows XP SP1 (x86)
• wxp+ → Windows XP SP2以降 (x86)と Windows XP (x64)
• w2k Windows 2000 SP4 (x86)
• ○ サポート
• ― 未サポート
• ×動作せず

*WDK 6000でのUMDFドライバの開発では、ビルド時常に「Windows Vista and Longhorn Server Environment」を使用する必要があります。

デバイスドライバ開発情報

• WHDC (us)

  Windowsドライバとデバイスの開発に関する情報はWHDC(Windows Hardware Developer Center)にまとめられています。

• WDK (us)

  最新のWDK(7600)を使用することで、Windows XP からWindows 7, Windows Server 2008 R2 用までのデバイスドライバが開発可能です。

  Windows 2000用のデバイスドライバ開発 →
  一世代前のWDK(6001.18002)を使用することで、Windows 2000からWindows Server 2008用までのデバイスドライバが開発可能です。
  Windows 7移行の新機能を利用しない場合は、このWDKを利用することで、同じバイナリでWindows 2000からWindows 7 / Server 2008 R2でも動作可能なドライバを開発することも可能です。

  Windows NT 4.0のデバイスドライバ開発 → Windows NT 4.0 DDKをMSDNで入手して開発します。

  Windows Me, 98用のデバイスドライバ開発 →Windows Server 2003 SP1 DDKをMSDNで入手して開発します。（VxDや16bitドライバを開発する場合は、そのほかにWindows 98 DDKと16bit開発ツールが必要です）

• WLK (Windows Logo Kit) → Logo取得のためのテスト (us)

  DTM(Driver Test Manager)によるテストは、安定したデバイス・ドライバの開発と検証には欠かせません。

  DTM環境の構築とテスト実施にはそれなりの手間と時間がかかります。テストを成功させるため、あるいはテスト結果を正しく検証するためにはまず、「正しくテストを行うことができる、最新の環境」を構築する必要があります。

  ひとつのドライバのテスト実施のためには、最低条件としても以下のようなリソースを確保することをお勧めします。

  • 最新の安定動作するデスクトップPCを3〜5台 （テスト対象OSの種類に依存）
  • 専任の担当者を1人〜2人 （テスト対象OSの種類に依存）
  • 1週間〜3週間程度のテスト期間 （ドライバのテスト内容、テスト対象OSの種類に依存）

  ※ DTMの正しい利用には手間がかかりますので、安易に使用するとエラーが発生したり等トラブルの元となります。

• GUIDgen

  デバイスドライバやCOMプログラム開発に欠かせないGUIDgenツールですが、現在はWDKにもSDKにも含まれていません。Visual Studio (Express Editionを含む）には含まれます。

  Visual StudioをインストールせずにGUIDgenを使うためには、Server 2003 SP1 DDKをインストールするか、英語版Microsoft.comのトップページから検索してダウンロードしてインストールする必要があります。

• Debugging tools for Windows (us)

  WDK(7600)にかなり新しい版のWindowsデバッガ（WinDBG）が含まれています。インストール時に指定すれば、KitSetupが自動的にインストールしますが、KitSetUpのバグのため、以前の版を勝手にアンインストールしたり、インストール先の場所がわかり難いのが難点です。
  個別ダウンロード版にもありあます。どちらが最新かは、その時点によって状況が異なるので注意が必要です。

  デバッガ(WinDBG)の使い分け方法について

  64bit (x64)ドライバのデバッグには、どのデバッガを使用すべきなのでしょうか？

  WinDBGのページでは32bit用の説明も、64bit用の説明も、とってもわかり難いので簡単に解説しす。（これだと64bit OSで動作するドライバのデバッグには64bit版が必要なように見えます）

  WinDBG(32bit)版はx64ターゲットのクロスデバッグとWoW64ターゲットのデバッグをサポートしていて、なおかつ64bitデバッグホスト環境でも動作可能です。

  すなわちWinDBG32bit版だけを使用して、通常のデバッグ作業は十分行うことが可能です。WinDBGのオブジェクトの種類(32bit or 64bit)はデバッグを行うホスト環境に従って選択します。従ってWinDBG(x64版)は、x64のホスト環境でデバッガを動作させるときだけにだけ使用します。

  デバッガ(WinDBG)の使い方のヘルプと問題を発見したときのフィードバックについて

  msdn2でWinDBGのページが公開されています。最新の情報・ヘルプとフィードバックが可能です。

• Windows Logo

  Windows Logo Program は従来Microsoft 本社内でWindows ロゴ検証を行っていたラボである WHQL(Windows Hardware Quality Labs) が解消したために、WHQLから本来の意味を示す通り、名前を新たにしました。対象のデバイスとともにテストをパスした、ドライバとINFファイルは与えられた「ドライバ署名」を付与することが出来、HCL(Hardware Compatibility List)への掲載と、ロゴの表示が認められます。

• Microsoft Connect

  デバイスドライバ開発をする場合には、まずここのWDK/WLK/WDFプログラムに登録しましょう。

64bit版ドライバのインストールとテスト

64ビット ドライバに関するガイドラインのページに情報が集約されています。

Windows Vista 64bit版では、カーネル・モードで動作するモジュールの起動時にデジタル署名が必要になりました。これは基本的に常時強制されます。Microsoftの文書では、x64 バージョンの Windows Vista では、カーネル モード ソフトウェアの読み込みに Kernel Mode Code Signing (KMCS) が必要と、説明されています。

そのため開発中のドライバをテストする場合には、この「デジタル署名の強制」機能を無効にする必要があります。具体的には以下のような操作を行うことで、無効にすることが可能です。

Windows 7を含む、Window Vista以降の64ビット環境で、KMCS(Kernel-Mode Code-Signing) によるカーネルモードで動作するドライバへの署名の強制を無効にする方法

• 起動時にF8キーを押して、メニューから選択して
  
  「ドライバ署名の強制を無効にする」モードで立ち上げる
  

補足： KMCS (Kernel-Mode Code-Signing) 動作の確認

KMCSを無視するモードで実行中は、イベント ビューアによる、ドライバ署名検証動作の確認が推奨されています。
これらのログで確認することで、GUIに表示されない署名が無いモジュールのKMCSによるカーネルモードでの起動の失敗を確認することが可能です。

• セキュリティログの確認

  Windowsログ → セキュリティ を参照

• Integrityチェック動作の確認

  アプリケーションとサービスログ → Microsoft → Windows →CodeIntegrity → Operational

SPC署名

頻繁なテストでの利用、特定範囲への64bitドライバの配布には、KMCSをクリアできるSPC(Sofware Publisher Certificate)署名の取得をお勧めします。

関連情報

• 64 ビット ドライバに関するガイドライン

• 64 ビット Microsoft Windows ドライバ用のチェックリスト

• 64 ビット システムのための INF ファイルの要件

• Windows のドライバ署名の要件

Windowsデバイスドライバ開発者向けセミナー

誤りや不明な点はご指摘ください。
文責：日高亜友
Microsoft MVP for Driver & Kernel Development