Gerätetreiber
Ein Gerätetreiber ist ein spezielles Softwareprogramm, das ein Hardwaregerät steuert, das an einen Computer angeschlossen ist. Gerätetreiber sind für das ordnungsgemäße Funktionieren eines Computers unerlässlich.
Diese Programme sind kompakt und klein, aber sie ermöglichen dem Computer die Interaktion mit der Hardware, von der Maus, der Tastatur und der Anzeige – also der Eingabe- und Ausgabegeräte – bis hin zur Arbeit mit Netzwerken, Speichern und Grafiken.
Wie funktionieren Gerätetreiber?
Gerätetreiber werden in der Regel mit hohen Berechtigungen innerhalb der Laufzeitumgebung des Betriebssystems (OS) ausgeführt. Einige Gerätetreiber können sogar direkt mit dem Betriebssystem-Kernel verknüpft sein, einem Teil eines Betriebssystems wie Windows, Linux oder macOS, der speicherresident bleibt und das Ausführen aller anderen Codes, einschließlich der Gerätetreiber, übernimmt. Gerätetreiber leiten Anforderungen für den Gerätezugriff und Aktionen des Betriebssystems und seiner aktiven Anwendungen an ihre jeweiligen Hardwaregeräte weiter. Sie liefern auch Ausgaben oder Status/Meldungen von den Hardwaregeräten an das Betriebssystem und damit an Anwendungen.
Nutzen von Gerätetreibern
Gerätetreiber sind notwendig, damit ein Computer mit Geräten interagieren kann. Sie definieren die Nachrichten und Mechanismen, mit denen der Computer – das Betriebssystem und die Anwendungen – auf das Gerät zugreifen oder Anfragen an das Gerät schicken kann. Sie verarbeiten auch die Antworten und Nachrichten des Geräts, die an den Computer weitergeleitet werden.
Arten von Gerätetreibern
Hardware-Geräte gehören in der Regel zu einer bestimmten Klasse, wie zum Beispiel Bluetooth oder 802.11xx Wireless Networking. Das Erstellen eines Gerätetreibers beginnt mit der Arbeit innerhalb seines Klassenrahmens. Innerhalb dieser Klasse wiederum fällt jeder Gerätetyp, zum Beispiel Bluetooth-Audio, Tastaturen oder Mäuse, ebenfalls unter einen entsprechenden Treiberrahmen.
Schließlich interagiert die eigentliche Treibersoftware für ein bestimmtes Gerät innerhalb seines Klassen- und Typrahmens mit diesem Gerät unter Verwendung seines nativen Befehlssatzes und seiner Datenverarbeitungsfunktionen, wie sie vom Hersteller definiert und veröffentlicht wurden. Darüber hinaus können Gerätetreiber auf physische Geräte – tatsächliche Hardware – oder auf virtuelle Geräte zugreifen, die Emulationen von Hardware in einem Softwareprogramm sind. Erstere werden als physische Treiber, letztere als virtuelle Treiber bezeichnet.
Beispiele für Gerätetreiber
Wenn ein Administrator den Befehl driverquery in Windows in PowerShell oder in der Befehlszeile ausführt, wird eine Liste aller auf dem Hostcomputer installierten Gerätetreiber erstellt. Bei Linux und macOS gibt der Befehl lsmod ebenfalls eine Liste der Gerätetreibermodule aus. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein typischer Laptop oder Desktop-PC als Hunderte von Gerätetreibern auflistet. Die Untersuchung dieser Ausgabe liefert nützliche Laufwerksinformationen, einschließlich des Modulnamens, des Treibertyps und des Anzeigenamens, der zum Identifizieren eines Treibers verwendet wird.
Gerätetreiber-Software
In den Anfängen der Programmierung wurden Gerätetreiber oft in Assemblersprache geschrieben, einer Low-Level-Sprache, die sofort und direkt auf Hardware und CPU-Befehle zugreifen kann. Heutzutage arbeiten die meisten Programmierer, die Gerätetreiber schreiben, entweder in der Programmiersprache C oder C++, da diese einen hervorragenden Zugang zu Low-Level-Befehlen sowie zu komplexeren Programm- und Datenstrukturen bietet.
Beim Testen von Gerätetreibern müssen sowohl Sicherheits- als auch Betriebsaspekte berücksichtigt werden. Da solche Software mit hohen Privilegien ausgeführt wird, kann sie zu Systemkompromittierungen oder Schwachstellen bis hin zum völligem Versagen durch Absturz oder Einfrieren und Leistungsproblemen auf der Betriebsseite führen.
