Un driver, o controlador, es un programa de software que permite a un sistema operativo interactuar con un hardware específico. En Windows, los drivers son esenciales para que los dispositivos funcionen correctamente. En este artículo, te guiaremos a través del proceso de creación de un driver para Windows.

Prerrequisitos

1. Conocimientos Básicos de Programación: Es fundamental tener una comprensión básica de programación en C o C++.
2. Entorno de Desarrollo: Utilizaremos Visual Studio y el Windows Driver Kit (WDK).

Configuración del Entorno de Desarrollo

1. Instalación de Visual Studio:
   • Descarga e instala la versión más reciente de Visual Studio desde el sitio oficial.
   • Durante la instalación, asegúrate de seleccionar el componente “Desarrollo para Escritorio con C++”.
2. Instalación del Windows Driver Kit (WDK):
   • Descarga el WDK correspondiente a tu versión de Windows desde el sitio oficial de Microsoft.
   • Instala el WDK siguiendo las instrucciones proporcionadas.

Creación de un Proyecto de Driver

1. Crear un Nuevo Proyecto:
   • Abre Visual Studio.
   • Ve a  Archivo > Nuevo > Proyecto.
   • Selecciona “Driver, General” y luego “Driver KMDF (Kernel-Mode Driver Framework)”.
2. Configuración del Proyecto:
   • Asigna un nombre a tu proyecto y elige una ubicación adecuada.
   • Haz clic en “Crear”.

Escribir el Código del Driver

1- Archivo de Código Principal (Driver.c):

• Este archivo contiene la función de entrada del driver y otras funciones esenciales.

#include <ntddk.h>

VOID DriverUnload(PDRIVER_OBJECT DriverObject) {
DbgPrint("Driver unloaded!\n");
}

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath) {
DbgPrint("Driver loaded!\n");
DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
return STATUS_SUCCESS;
}

2. Definir las Funciones de Manejo de IRP:

• Las IRP (I/O Request Packets) son estructuras utilizadas para la comunicación entre el sistema operativo y el driver.

NTSTATUS DriverDispatch(PDEVICE_OBJECT DeviceObject, PIRP Irp) {
PIO_STACK_LOCATION stack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp);
switch (stack->MajorFunction) {
case IRP_MJ_CREATE:
DbgPrint(“Handle create request\n”);
break;
case IRP_MJ_CLOSE:
DbgPrint(“Handle close request\n”);
break;
// Otros casos para IRP_MJ_READ, IRP_MJ_WRITE, etc.
default:
break;
}
Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
Irp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);
return STATUS_SUCCESS;
}

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath) {
DbgPrint(“Driver loaded!\n”);
DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
for (int i = 0; i < IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++) {
DriverObject->MajorFunction[i] = DriverDispatch;
}
return STATUS_SUCCESS;
}

Compilación del Driver

1. Compilar el Proyecto:
   • Ve a Compilar > Compilar Solución o presiona Ctrl+Shift+B.
   • Asegúrate de que no haya errores en la compilación.

Prueba e Instalación del Driver

1. Crear un Archivo INF:
   • Un archivo INF es un archivo de texto utilizado para instalar drivers en Windows.
   • [Version]
     Signature = “$WINDOWS NT$”
     Class = Sample
     ClassGuid = {YOUR-GUID-HERE}
     Provider = %ProviderName%
     DriverVer = 07/01/2024,1.0.0.0[DestinationDirs]
     DefaultDestDir = 12

     [Manufacturer]
     %ManufacturerName% = Standard,NTx86,NTamd64

     [Standard.NTx86]
     %DeviceName% = Install, Root\SampleDevice

     [Standard.NTamd64]
     %DeviceName% = Install, Root\SampleDevice

     [Install]
     CopyFiles = @SampleDriver.sys
     AddReg = AddRegSection

     [AddRegSection]
     HKR,,DevLoader,,*ntkern
     HKR,,NTMPDriver,,SampleDriver.sys

     [SourceDisksFiles]
     SampleDriver.sys = 1

     [SourceDisksNames]
     1 = %DiskName%,,,

     [Strings]
     ProviderName = “YourName”
     ManufacturerName = “YourCompany”
     DeviceName = “Sample Device”
     DiskName = “Sample Driver Installation Disk”

2. Instalar el Driver:
   • Utiliza el Administrador de Dispositivos para instalar el driver manualmente.
   • Reinicia el sistema si es necesario.

Depuración del Driver

1. Utilizar WinDbg:
   • Configura WinDbg para depurar tu driver.
   • Conecta tu máquina de desarrollo a la máquina de prueba mediante un cable de depuración o red.
2. Iniciar Depuración:
   • Abre WinDbg y carga tu driver.
   • Usa comandos como !analyze -v para analizar errores y bp para establecer puntos de interrupción.

Crear un driver para Windows es una tarea desafiante pero gratificante. Siguiendo estos pasos, podrás desarrollar y probar tu propio driver, permitiendo que tus dispositivos funcionen correctamente en el sistema operativo Windows. Recuerda siempre consultar la documentación oficial de Microsoft y utilizar las herramientas proporcionadas para asegurarte de que tu driver sea seguro y eficiente.

Aspectos Interesantes a Tener en Cuenta al Crear un Driver para Windows

1. Seguridad del Driver

• Privilegios y Acceso: Un driver en modo kernel tiene acceso a todas las partes del sistema operativo. Un error en el código puede llevar a problemas de seguridad graves. Asegúrate de manejar adecuadamente los permisos y validar todas las entradas.
• Protección de Memoria: Utiliza técnicas para proteger la memoria, como la verificación de límites y la limpieza adecuada de la memoria utilizada.

2. Estabilidad del Sistema

• Pruebas Exhaustivas: Los drivers deben ser sometidos a pruebas rigurosas para evitar fallos que puedan llevar a pantallas azules de la muerte (BSOD). Utiliza herramientas como Driver Verifier para someter tu driver a pruebas de estrés.
• Manejo de Errores: Implementa una gestión de errores robusta para manejar situaciones inesperadas sin afectar la estabilidad del sistema.

3. Compatibilidad y Actualización

• Compatibilidad con Versiones: Asegúrate de que tu driver sea compatible con múltiples versiones de Windows, desde versiones anteriores hasta las más recientes.
• Actualizaciones y Parcheos: Mantén tu driver actualizado para adaptarse a cambios en el sistema operativo y corregir posibles vulnerabilidades.

4. Rendimiento

• Optimización del Código: Un driver eficiente debe ser rápido y utilizar la menor cantidad de recursos posible. Optimiza tu código para reducir la latencia y el uso de CPU.
• Medición de Desempeño: Utiliza herramientas de análisis de rendimiento para identificar y corregir cuellos de botella en tu driver.

5. Documentación

• Comentarios y Documentación Interna: Documenta tu código de manera clara para facilitar el mantenimiento y la comprensión por parte de otros desarrolladores.
• Manual de Usuario: Proporciona un manual detallado que explique cómo instalar, configurar y usar el driver.

6. Firma Digital

• Firma de Drivers: En versiones modernas de Windows, los drivers deben estar firmados digitalmente para ser instalados. Obtén un certificado de firma de una autoridad certificadora confiable y firma tu driver antes de distribuirlo.

7. Depuración y Herramientas

• Uso de WinDbg: Familiarízate con WinDbg y otras herramientas de depuración para identificar y solucionar problemas en tu driver.
• Registro y Monitoreo: Implementa un sistema de registro (logging) para monitorear la actividad del driver y facilitar la resolución de problemas.

8. Desarrollo Modular

• Separación de Funcionalidades: Divide tu driver en módulos independientes para facilitar el desarrollo, la prueba y el mantenimiento.
• Reutilización de Código: Diseña componentes reutilizables para reducir el tiempo de desarrollo y mejorar la coherencia del código.

9. Interfaz de Usuario

• Herramientas de Configuración: Proporciona herramientas amigables para el usuario que permitan configurar y administrar el driver de manera sencilla.
• Feedback al Usuario: Asegúrate de que el driver proporcione mensajes claros y útiles al usuario en caso de errores o eventos importantes.

10. Cumplimiento de Normas

• Normativas y Estándares: Asegúrate de que tu driver cumpla con las normativas y estándares de la industria, como las especificaciones de Microsoft para drivers de Windows.
• Pruebas de Certificación: Considera someter tu driver a pruebas de certificación para obtener el sello de aprobación de Microsoft, lo que puede aumentar la confianza del usuario en tu producto.

Conclusión

Desarrollar un driver para Windows es una tarea compleja que requiere atención meticulosa a la seguridad, estabilidad, compatibilidad, rendimiento y documentación. Al tener en cuenta estos aspectos, puedes crear un driver robusto y eficiente que mejore la interacción entre el hardware y el sistema operativo. Recuerda que la atención al detalle y el uso de buenas prácticas de programación son claves para el éxito en el desarrollo de drivers.