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文档简介
1、驱动 驱动NTSTATUSNTSTATUS是被定义为32位的无符号长整型。在驱动程序开发中,人们习惯用NTSTATUS 返回状态。其中0-0X7FFFFFFF,被认为是正确的状态,而0X80000000-0XFFFFFFFF被认 为是错误的状态。有一个非常有用的宏NT_SUCCESS,用来检测状态是否正确。ININ,OUT,INOUT是一个空的宏,只是用来说明这个参数是用于输入参数,还是输出的参 数。DriverEntry操作系统在初始化驱动程序的时候会调用DriverEntry,通常会用这个函数来填充dispatch例 程的指针,这就象注册回调函数一样。有的设备要创建设备的对象,或者还要创建
2、一个设备 名字,以及其他的初始化操作。它的原型:NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,IN PUNICODE_STRING RegistryPath)(IN,OUT,INOUT是一个空的宏,只是用来说明这个参数是用于输入参数,还是输出的参 数。NTSTATUS实际是个长整型可以在DDK头文件NTSTATUS.H中找到NTSTATUS的代 码列表。函数的第一个参数DriverObject是刚被初始化的驱动对象,就是操作系统为这个驱 动分配的空间的指针。函数的第二个参数RegistryPath是驱动在注册表中的键值。如果驱动 程序需
3、要访问设备的服务键需要保存这个键值以备后用。UNICODE_STRINGUNICODE_STRING结构是通过使用各种本地安全认证(LSA)的功能来指定一个Unicode 字符串。2结构体原型:typedef struct _LSA_UNICODE_STRING USHORT Length;USHORT MaximumLength;PWSTR Buffer; LSA_UNICODE_STRING *PLSA_UNICODE_STRING, UNICODE_STRING *PUNICODE_STRING;3结构成员:Length指定字符串的长度,以字节为单位指出的Buffer字符串的长度。如果是
4、以NULL字符结尾 (即0),则不包括NULL字符的长度。MaximumLengthBuffer字符串的总长度。MaximumLength和Length的关系可以参照:char c10 = 123;sizeof(c);和 strlen(c);得出的结果。Buffer一个宽字符的字符串的指针。注意,通过各种LSA函数返回的字符串可能不是以NULL结 尾。4使用范例:编辑UNICODE_STRING str = RTL_CONSTANT_STRING(LHello);KdPrint(Buffer:%wsnMaxinumLength:%dnLength:%d, str.Buffer, str.Max
5、imumLength, str.Length);AddDeviceAddDevice例程是WDM特有的,在DriverEntry中需要设置AddDevice例程的函数地址。 设置的方式是在驱动对象的DriverExtension子域的AddDevice子域保存AddDevice实际例 程的函数地址。AddDevice例程的名字可以随意命名。“ *“*NTSTAUS MyAddDevice(IN PDRIVER_OBJECT pDriverObject, IN PDEVICE_OBJECT PhysicalDeviceObject)/设置AddDevice实际例程的地址pDriverObject
6、-DriverExtension- AddDevice = MyAddDevice;#pragma code_set(INIT)/将此函数放到INIT段中当驱动加载结束后,此函数就可以从内存中卸载掉#pragma code_seg(PAGE)/此例程分派在分页中保存IRP_MJ_PNP即插即用例程的一个基本操作,其完成操作系统即插即用管理器发出的即插即用信息,主要 包括启动设备、停止设备、删除设备这三个功能,个别驱动还需要几个即插即用操作。RtlInitUnicodeString初始化字串代码1:UNICODE_STRING US1;RtlInitUnicodeString(&US1,LDDD
7、D);会动态分配一块指向“ DDDD ”的内存指针,赋值给US1.Buffer;代码2:wchar_t tmpstr260=0;UNICODE_STRING US1;RtlInitUnicodeString(&US1,tmpstr);这时US1.Buffer直接指向tmpstr,如果修改了 US1,也会同时修改tmpstr。另外此时 US1.MaximumLength=2;要重新设定MaximumLength=260*2,才能正常使用。IoCreateDevice()IoCreateDevice函数用于创建常规的设备对象.NTSTATUS IoCreateDevice(IN PDRIVER_O
8、BJECT DriverObject,IN ULONG DeviceExtensionSize,IN PUNICODE_STRING DeviceNameOPTIONAL,IN DEVICE_TYPE DeviceType,IN ULONG DeviceCharacteristics,IN BOOLEAN Exclusive,OUT PDEVICE_OBJECT *DeviceObject);DriverObject一个指向调用该函数的驱动程序对象.每一个驱动程序在它的DriverEntry过程里接收一个指 向它的驱动程序对象.WDM功能和过滤驱动程序也在他们的AddDevice过程接受一个驱
9、动程序对象的指针.DeviceExtensionSize指定驱动程序为设备扩展对象而定义的结构体的大小.DeviceName(可选的参数)指向一个以零结尾的包含Unicode字符串的缓冲区,那是这个设备的名称,该字 符串必须是一个完整的设备路径名.WDM功能驱动程序和过滤驱动程序它们的设备对象没有名字.注意:如果设备名未提供(即这个参数是NULL),IoCreateDevice创建的设备对象将不会有一 个DACL与之相关联.DeviceType指定一个由一个系统定义的FILE_DEVICE_XXX常量,表明了这个设备的类型(如FILE_DEVICE_DISK,FILE_DEVICE_KEYBO
10、ARD等),或供应商定义的一种新型设备的 类型.DeviceCharacteristics指定一个或多个系统定义的常量,连接在一起,提供有关驱动程序的设备其他信息.对于可能 的设备特征信息,见 DEVICE_OBJECT 结构体.Exclusive如果指定设备是独占的,大部分驱动程序设置这个值为 FALSE,如果是独占的话设置为 TRUE,非独占设置为FALSE.DeviceObject一个指向DEVICE_OBJECT结构体指针的指针,这是一个指针的指针,指向的指针用来接收 DEVICE_OBJECT结构体的指针.IoCreateDevice函数成功时返回STATUS_SUCCESS,失败时
11、返回适当的NTSTATUS错误代码. 这时这个函返回值 STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCESSTATUS_OBJECT_NAME_EXISTSSTATUS_OBJECT_NAME_COLLISIONDEVICE_EXTENSION设备扩展(DEVICE_EXTENSION )是与设备对象相关的另一种重要的数据结构。可以用它来 保存与特定设备关联的信息。设备扩展其实只是一个未分页的池,由驱动开发者来定义它的 大小和内容。并由I/O管理器自动把它分配给设备对象,即设备对象的PVOID DeviceExtension字段。由于此结构是驱动开发者自定义的,所以必须要让系统知道需要
12、给 此结构预留多少空间,因此要把设备扩展结构的大小作为参数传递给IoCreateDevice函数。I/O管理器的loCreateDevice函数将为设备对象和设备扩展对象在非分页内存池内申请内存。 般要包括设备对象的反向指针、设备状态或驱动程序环境信息等,它的布局类似设备扩展于如下结构:typedef struct tagDEVICE_EXTENSION PDEVICE_OBJECT DeviceObject;PDEVICE_OBJECT LowerDeviceObject;PDEVICE_OBJECT Pdo;IO_REMOVE_LOCK RemoveLock;UNICODE_STRING
13、devname;/ device object this extension belongs to/ next lower driver in same stack/ the PDO/ removal control locking structure DEVICE_EXTENSION, *PDEVICE_EXTENSION;设备扩展的内容依赖特定的驱动程序,应该根据驱动程序的需要来定义。设备扩展主要用来维护设备状态信息、存储驱动程序使用的内核对象或系统资源(如自旋 锁)、保存驱动程序需要的数据等。由于大多数的总线驱动、功能驱动和过滤器驱动都要工 作在任意线程上下文,即任意线程都可能成为当前线
14、程,所以,设备扩展是保存设备状态信 息和数据的主要空间。每一个实现了 ISR的驱动程序都要存储中断对象(一种内核对象)指针,大部分的驱动程 序把它们存储在设备扩展里。每一个标准的驱动程序函数在接收一个IRP时,同时接收到 的还有一个指向申请该IO操作的设备对象的指针,此函数能够通过此指针访问到相应的设 备扩展。另外,上一层的设备扩展都保存一个指向下一层设备对象的指针(如上述结构中的 PDEVICE_OBJECT LowerDeviceObject字段)作为调用 IoCallDriver 函数的参数。FILE_DEVICE_UNKNOWN未知设备IoCreateSymbolicLink创建一个设
15、备链接。驱动程序虽然有了设备名称,但是这种设备名称只能在内核态可见, 而对于应用程序是不可见的,因此,驱动需要要暴露一个符号链接,该链接指向真正的设备 名称NTSTATUS IoCreateSymbolicLink(IN PUNICODE_STRING SymbolicLinkName,IN PUNICODE_STRING DeviceName );参数:SymbolicLinkNameUnicode字符串指针,是一个用户态可见的名称。DeviceNameUnicode字符串指针,是驱动程序创建的设备对象名称。Return Value如果符号链接创建成功返回STATUS_SUCCESSDRIV
16、ER_OBJECT每个驱动程序对象代表了一个加载了的内核模式驱动程序映像.这个驱动对象就是以 DRIVER_OBJECT结构体的形式存在的.这个驱动对象的指针从驱动程序的DriverEntry函数 或AddDevice函数的参数传入的.typedef structPDEVICE_OBJECT DeviceObject;PUNICODE_STRING HardwareDatabase;PFAST_IO_DISPATCH FastIoDispatch;PDRIVER_INITIALIZE DriverInit;PDRIVER_STARTIO DriverStartIo;PDRIVER_UNLOAD
17、 DriverUnload;PDRIVER_DISPATCH MajorFunctionIRP_MJ_NUM+1;DRIVER_OBJECT,*PDRIVER_OBJECT;DeviceObject指向驱动程序创建的设备对象。这个驱动程序调用IoCreateDevice的时候会自动赋予正确的 设备对象指针。每个驱动程序会有一个或多个设备对象。其中,每个设备对象都有一个指针指向下一个驱动 对象,最后一个设备对象指向空。此处的DeviceObject指向驱动对象的第一个设备对象。 通过DeviceObject,就可以遍历驱动对象里的所有设备对象。设备对象是由程序员自己创建 的,而非操作系统完成,在
18、驱动被卸载的时候,遍历每个设备对象,并将其删除。HardwareDatabaseHardwareDatabase记录的是设备的硬件数据库名,这里同样用Unicode字符串记录。该字符 串一般为 HKEY_LOCAL_MACHINEHardwareDESCRIPTIONSystem,是一个注册表路径。 FastIoDispatch文件驱动中用到的派遣函数。指向这个驱动程序的FastIO入口点定义的一个结构。这个成 员只能通过FSDs和网络传输驱动来使用。DriverInit指向DriverEntry函数的,这是通过IO管理器来建立的。DriverStartIoDriverStartIo?如果驱动
19、程序使用标准的IRP排队方式,应该设置该成员,使其指向驱动程序 的StartIo例程记录StartIO例程的函数地址,用于串行化操作,如果一个驱动程序没有StartIo函数,这个 成员将是NULL。DriverExtension-AddDevice?指向驱动程序的AddDevice函数。PnP管理器将为每个硬件实 例调用一次AddDevice例程DriverUnloadDriverUnload?指向驱动程序的清除例程。I/O管理器会在卸载驱动程序前调用该例程。通常, WDM驱动程序的DriverEntry例程一般不分配任何资源,所以DriverUnload例程也没有什 么清除工作要做。指定驱动
20、卸载时所用的回调函数地址,如果驱动程序没有卸载函数这个成员将是NULL。MajorFunctionIRP_MJ_NUM+1MajorFunction?是一个指针数组,I/O管理器把每个数组元素都初始化成指向一个哑派遣函 数,这个哑派遣函数仅返回失败。驱动程序可能仅需要处理几种类型的IRP,所以至少应该 设置与那几种IRP类型相对应的指针元素,使它们指向相应的派遣函数。指向驱动程序的DispatchXXX函数指针的数组。每个驱动程序至少要设置一个DispatchXXX 函数指针在这个数组里来处理这个驱动程序IRP请求包。任何一个驱动程序可以设置和 IRP_MJ_XXX代码一样多的Dispatch
21、XXX来处理IRP请求包.每个DispatchXXX结构如下: NTSTATUS DispatchXXX(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObjec, IN PIRP Irp);wdmDEVICE_OBJECT设备对象用于保存设备特征和状态的相关信息。一个设备对象表示一个逻辑的、虚拟的或物 理的设备,设备对象的I/O请求由一个驱动对象操控着。每一个内核模式的驱动必须创建设 备对象,它通过调用IoCreateDevice函数一次或多次来创建。设备对象用结构体DEVICE_OBJECT表示。每个设备对象有一个指针(NextDevice)指向 下一个设备对象,从而形成一个设备对象链表
22、。该链表的第一个设备是由驱动对象结构体中 的DeviceObject成员指明的。设备对象结构体DEVICE_OBJECT的具体定义如下:复制代码typedef struct DECLSPEC_ALIGN(MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT)_DEVICE_OBJECTCSHORT Type;USHORT Size;LONG ReferenceCount;/*指向驱动程序中驱动对象的指针*/struct _DRIVER_OBJECT *DriverObject;/*指向下一个设备对象的指针*/struct _DEVICE_OBJECT *NextDevice;struct _
23、DEVICE_OBJECT *AttachedDevice;/*当前IRP结构*/struct _IRP *CurrentIrp;PIO_TIMER Timer;/*设备对象的特性标志*/ULONG Flags;ULONG Characteristics;_volatile PVPB Vpb;/*指向设备扩展对象的指针*/PVOID DeviceExtension;/*指明设备类型*/DEVICE_TYPE DeviceType;/*堆栈的最小层数*/CCHAR StackSize;union LIST_ENTRY ListEntry;WAIT_CONTEXT_BLOCK Wcb; Queue
24、;/*内存对齐*/ULONG AlignmentRequirement;KDEVICE_QUEUE DeviceQueue;KDPC Dpc;/*下列成员用于支持文件系统的互斥操作*以便对文件系统处理线程使用设备的计数保持跟踪*/ULONG ActiveThreadCount;PSECURITY_DESCRIPTOR SecurityDescriptor;KEVENT DeviceLock;USHORT SectorSize;USHORT Spare1;struct _DEVOBJ_EXTENSION *DeviceObjectExtension;PVOID Reserved; DEVICE_
25、OBJECT;typedef struct _DEVICE_OBJECT *PDEVICE_OBJECT;复制代码下面分别描述设备对象中驱动程序可访问成员的具体含义。PDRIVER_OBJECT DriverObject:指向驱动程序中的驱动对象。同属一个驱动程序的驱动对 象指针都指向同一个驱动对象。PDEVICE_OBJECT NextDevice:指向下一个设备对象。这里的下一个设备对象是同一个驱 动程序创建的若干设备对象中的一个。每个设备对象会根据NextDevice成员形成链表,从 而遍历每个设备对象。在每次成功调用IoCreateDevice后,I/O管理器就会更新该链表。当 驱动被
26、卸载时,需要遍历该链表,删除每个设备对象。PIRP CurrentIrp:如果驱动使用StartIO例程,此成员将指向当前的IRP结构,否则为NULL。ULONG Flags:此成员是一个32位的无符号整型变量,每个位有不同的含义。可通过按位 取“或”操作为新创建的设备对象设置不同的特性。ULONG Characteristics:此成员说明设备对象的特性,当驱动程序调用IoCreate-Device时, 可设置 FILE_REMOVABLE_MEDIA (表示存储设备支持可移动介质)、 FILE_READ_ONLY_DEVICE (表示设备不能写)、FILE_FLOPPY_DISKETTE
27、(表示设备是 软盘设备)等值。PVOID DeviceExtension:指向设备扩展对象。DEVICE_TYPE DeviceType:指明设备的类型,由IoCreateDevice设置,根据设备的需要填 写相应的设备类型。CCHAR StackSize:在多层驱动的情况下,驱动与驱动之间形成类似堆栈的结构。IRP会依 次从最高层传递到最底层。StackSize就是用于指定发送到该驱动的IRP在堆栈位置的最小 层数的。IoCreateDevice在一个新创建的设备对象中设置该成员。ULONG AlignmentRequirement:进行数据传输的时候,规范设备的地址对齐。IoCompleteRequestIoCompleteRequest函数表示调用方已完成所有I/O请求处理操作,并将给定的IRP返回给 I/O管理器。Irp指向将要完成的IRP报文数据结构。PriorityBoost指定系统定义的常量,用来增加运 行时要求操作的原始线程的优先权。如果要求操作的原始线程需要驱动程序快速的完成处 理,或者IRP填充完成时有错误发生,那么这个值就应该设为IO_NO_INCREMENT。否则 PriorityBoost常量的值应设
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