Impossible is nothing  
  爱过知情重醉过知酒浓   花开花谢终是空   缘份不停留像春风来又走   女人如花花似梦
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概述
很久没有网了,出了一段时间的差,近来,莫名的就有点郁闷!前不久在大富翁上发了一份帖子是关于delphi程序员的发展,大家的反应并不都是很好。于是开始觉得可以考虑换个方向。以前我是做MIS开发的。换哪个方向呢?人越多的方向,好像越是没有前途。想想当初上大学,那可是越多人考的学校,学费越贵啊!可现在的职业呢?越多人干的事,越是没有前途了。考虑来考虑去,决定学习一下驱动程序的开发吧!于是从网上查找了一些资料,看的懂的觉得蛮不错适合我这种小学生的就贴了出来,算是学习笔记吧!

用户模式与内核模式

从Intel80386开始,出于安全性和稳定性的考虑,该系列的CPU可以运行于ring0~ring3从高到低四个不同的权限级,对数据也提供相应的四个保护级别。运行于较低级别的代码不能随意调用高级别的代码和访问较高级别的数据,而且也只有运行在ring0层的代码可以直接对物理硬件进行访问。由于WindowsNT是一个支持多平台的操作系统,为了与其他平台兼容,它只利用了CPU的两个运行级别。一个被称为内核模式,对应80x86的ring0层,是操作系统的核心部分,设备驱动程序就是运行在该模式下;另一个被称为用户模式,对应80x86的ring3层,操作系统的用户接口部分(就是我们通常所说的win32 API)以及所有的用户应用程序都运行在该级别。操作系统对运行在内核模式下的代码是不设防的,所以不管是建设还是破坏内核模式下的编程都是值得去研究的。

图1-WIN2000系统的分层结构

在物理硬件与系统核心之间有一个硬件抽象层(HardwareAbstractionLayer),它屏蔽了不同平台硬件的差异,向操作系统的上层提供了一套统一的接口。从图中我们还可以看到,设备驱动程序(DeviceDriver)是被I/O管理器(I/OManager)包围起来的,即驱动程序与操作系统上层的通信全部都要通过I/O管理器。这给驱动程序的编写带来了很大的便利,因为很多诸如接收用户的请求、与用户程序交换数据、内存映射、挂接中断、同步等等麻烦的工作都由I/O管理器代劳了。

驱动程序的分类

驱动程序并不像所有人想的那样一定要和硬件打交道,我粗略的把他分为两类:硬驱动和软驱动。硬驱动就是对硬件直接编程进行控制,这类驱动通常必须遵守硬件的通信协议,直接对硬件进行端口访问、中断响应、DMA传输。它包括:串、并行口,键盘,文件系统,SCSI,网络等驱动程序;另外一种软驱动呢?不需要直接对硬件就行操作。我认为他可以理解为它是在硬驱动之上的一层更为高级的驱动。我想学习的主要是软驱动。

一般来说,设备驱动程序的任务主要有两个:第一,接受来自用户程序的读写请求,把用户的数据传送给设备,或把从设备接收到的数据传送给用户;第二,轮询设备或处理来自设备的中断请求,完成数据传输。

驱动程序的结构

在这里,我主要介绍WDM的结构。WDM(Windows driver module)是什么东西呢?在Windows98\95下面,也许你听得最多的是VXD,我只知道VXD是一种驱动程序,和WDM差不多的东西。只是因为Windows2000是WindowsNT那条线过来的东西,要加上两个主要的新功能:即插即用(Plug and Play)和电源管理(Power Menage),又不能用Windows98\95那一套,所以就搞出一个叫WDM这么个东西,来支持PNP和PM.。其实想想,现在的技术名词还不是一般的多啊!总之wdm大家都叫它windows驱动程序模型

Windows2000里有叫即插即用管理器和I\O(此I\O非彼I\O端口)管理器的两个东西。比如说我在机器上插了一张符合PCI规范的PCI卡。即插即用管理器会发现这张卡插在第N个插槽上,然后即插即用管理器会说它找到了这样一张卡,它就去找有没有现成的驱动程序,如果没有找到,它会告诉我们,我找到了这样一张卡,请你插入这张卡的驱动程序盘。好,我们就把驱动程序盘给它,即插即用管理器会去找驱动程序盘上的INF文件,找到后它会比较PCI卡上的标志和INF文件里的标志是否相同,如果相同,它就会依照INF文件里提供的路径去找驱动程序,找到之后就可以交给I\O管理器,I\O管理器会装载这个驱动程序。I\O管理器在做了一些接口的工作后,即插即用管理器会先分配好相关的资源给PCI卡,比如说I\O端口空间、内存空间和中断向量,然后告诉这张卡的驱动程序,我给你分配了这些资源,你看怎么的。如果你没有怎么的或不敢怎么的,那就赶快记下这些资源,以备后用。
    下面说I\O管理器这个东西。上面我们讲到I\O管理器装载这个驱动程序,驱动程序有一个大门,还有N多的小门。I\O管理器先从大门进去(因为I\O管理器只找得到大门,I\O管理器是不是很傻,NO,当然有它的道理,你别问我:I\O管理器怎么找到大门的?驱动程序无非就是一些文件,I\O管理器把这么些文件加载到系统中去),去找一样东西:进小门的地图。我们要在大门进去的房间里放这张地图(驱动程序都是我们造的,我们当然有驱动程序的地图啦)。I\O管理器找到了地图,就可以自由进出大小门了。———这些大小门说白了就是函数(不要问我函数是什么东东),小门的地图就是函数的地址。I\O管理器知道了这些函数的地址,当然就可以调用这些函数啦。还有一个叫IRP的东西,中文名叫I\O请求包。我们这样来理解它:在用户的应用程序这一端,要和驱动程序对话,它们之间不是简单的调用函数(至于为什么,我现在也不知道),应用程序和驱动程序之间有I\O管理器隔着,应用程序对驱动程序的操作,首先由I\O管理器处理成一个包,这个包里面有应用程序请求的操作内容、传送的数据等等一些东西,然后I\O管理器把这个包扔给驱动程序,驱动程序依照包里的请求,完成操作,把该回传的数据放进包里,再把包扔还给I\O管理器,I\O管理器再把数据返回给应用程序。——这里所说的包,就是IRP。
    这里说的只是WDM结构的一部分,但是有了这一部分知识,其它部分就不难懂了。通过上面的介绍你看见了什么。你可以想象得出驱动程序是什么样子的吗?我是这样想的。驱动程序好像就是一个函数库,只不过在大门的地方放了一张地图。而这个大门与地图我们见到过吗?好像有点像dll文件呢。在早些时候我学dll的时候,我就只会用dll来存放函数。

工具篇

因为我学习的时候是在win2000下进行的,所以一切以我学习时的配置为准。

第一:安装win2000操作系统,我安装是win2000高级服务器版本。

第二:安装Vc++6.0,我装的是英文版。

第三:安装win2000DDK;

通常驱动程序的调试都是用ddk在cmd中完成的。这部分我暂时略过。下面先介绍如何设置vc++6.0在Visual Studio 6.0集成环境中开发设备驱动程序的方法。

在Windows上,Windows DDK提供的开发环境是基于命令行的,操作起来极为不便,而Visual Studio 6.0给我们提供了非常友好易用的集成环境,让我们有如虎添翼之感。 
  那么,能否利用Visual Studio的集成环境来开发驱动程序呢?答案是可以的。通过对Visual Studio集成环境的简单设置,创建好自己的驱动开发集成环境就可以了。

首先要求系统已安装DDK和Visual C++6.0(安装时选上所有工具),

1、接下来需要改造ddk\bin\setenv.bat 把要求mstools的有关语句注释掉(若想在命令行环境开发驱动则还需加入call VC_DIR\VC98\Bin\Vcvars32. bat),以便能在命令行使用vc的相关工具;若只想在IDE环境开发就不必调用Vcvars32.bat,因为相关工具的路径信息可以在vc环境中设置.) 

2、创建一个目录DriverEnv(目录名随意),作为你开发驱动的大本营 

3、在该目录下创建一个批处理文件MakeDrvr.bat,内容如下:

@echo off 
if "%1"=="" goto usage 
if "%3"=="" goto usage 
if not exist %1\bin\setenv.bat goto usage 
call %1\bin\setenv %1 %4 
%2 

cd %3 
build -b -w %5 %6 %7 %8 %9 

goto exit 

:usage 
echo usage MakeDrvr DDK_dir Driver_Drive Driver_Dir free/checked [build_options]echo eg MakeDrvr %%DDKROOT%% C: %%WDMBOOK%% free -cef 
:exit 


该批处理首先对传递的参数作一些检查,然后调用ddk的setenv命令设置环境变量,然后改变目录为源程序所在驱动器和目录,并最后调用build,-b保证显示完全的错误信息,-w保证在屏幕上输出警告,在vc ide里的output窗口中可以看到这些错误和警告。

4.建立一个空白工程 
选File的new菜单项,然后选project栏的makefile,然后输入路径,一路next下去即可,visual studio提供两种配置win32 debug和win32 release. 

5.修改这两种配置 
  选project的settings菜单项win32 debug: 
  在Build Command Line一栏填入MakeDrvr DDK_DIR SOURCE_DRIVE SOURCE_DIR checked [build options] 
  在Rebuild all options一栏填入 -nmake /a 
  在output file一栏填入与sources文件中的TARGETNAME相同的文件名 
  在Browse info file name一栏填入obj\i386\checked\(与TARGETNAME相同的文件名,见下述).bsc 

  win32 release: 
  在Build Command Line一栏填入MakeDrvr DDK_DIR SOURCE_DRIVE SOURCE_DIR free [build options] 
  在Rebuild all options一栏填入 -nmake /a 
  在output file一栏填入与sources文件中的TARGETNAME相同的文件名 
  在Browse info file name一栏填入obj\i386\free\(与TARGETNAME相同的文件名).bsc 
  注:DDK_DIR一般可以写成%BASEDIR%,build options一般为-cef即已足够 

6.添加源文件到工程 
  可以新建,也可以添加,这和普通的win32开发一样。 

7.添加资源文件 
  选INSERT的RESOURCE菜单项即可 

8.把文件makefile放入源程序目录,其内容总是 

# DO NOT EDIT THIS FILE!!! Edit .\sources. if you want to add a new source 
# file to this component. This file merely indirects to the real make file 
# that is shared by all the driver components of the Windows NT DDK 


!INCLUDE $(NTMAKEENV)\makefile.def 

9.把文件Sources放入源程序目录,内容为 
  TARGETNAME=RamDrive//这是要生成的驱动程序.sys文件的名字 
  TARGETPATH=obj //.sys文件所在目录的上层目录,(由于ddk的bug)应手工在obj目录下创建checked和free目录,以作为.sys的最终存放目录 
  TARGETTYPE=DRIVER //驱动程序的类型,一般不变 
  INCLUDES=$(BASEDIR)\inc //ddk包含文件路径,一般不变 
  SOURCES=RamDrive.cpp RamDrive.rc //源文件(不要头文件),资源文件 
  BROWSER_INFO = 1 //若想要浏览信息,则要有本行;否则可无 

10.因为MakeDrvr.bat在DriverEnv目录,所以应把该目录添加到vc的Executable files里面 
  选tools的options菜单项,然后选directories页,在show directories for一栏选择Executable files,然后添加即可. 

  至此,环境设置完毕,你可以按F7, build你的驱动程序了。

看了好多天的书!特别到书店买了《Windows 200/xp wdm 设备驱动开发》这本书,在这里我不想怎么评论它!对于高手来说,我觉得她一定不能满足,但是对于像我这样想入门的人来说,仿佛看了半天,还是不知道从何下手。什么原理、模型、分层等等讲不讲,讲!绝对应该讲!但是你得快点告诉我怎么先弄一个像“Hello Word!”的什么简单来不能再简单的完整的例子给我呀!到网上找阿找啊!那些高手啊!也不为我们新手写点图文并茂的上手资料。没办法!结合自己的需要再参考一些别人的东东,算是自己的一点不成熟的想法吧!

实例篇

我觉得下面这个介绍非常不错!我能看懂,所以贴了出来。

我道为什么找不到“Hello Word!”呢?原来在驱动开发的例子里是没有所谓的“Hello World”程序的。这主要还是因为网络上的WDM资料太少造成的。但是程序的入口点呢?c语言有Main(),用Vc的常看见的是WinMain(),Delphi开发的是Program里的Begin,但是驱动开发呢?那也是应该有程序的入口点啊。后来我才明白了,那就是DriverEntry()函数。还有一个问题让我怀疑了老半天,那就是驱动开发的源程序中需不需要include头文件呀?为什么会怀疑呢?那是因为我看了半天的书都没有看到一个完整的驱动程序结构。真的是郁闷。下面是我看到的一个完整的结构,我先放上来,让大家看看驱动开发的结构吧。

/***************************************************************
程序名称:Hello World for WDM
文件名称:HelloWDM.cpp
日期:2002-8-16
***************************************************************/

//一定要的头文件,声明了函数模块和变量:

#include "HelloWDM.h"

/***************************************************************
函数名称:DriverEntry()
功能描述:WDM程序入口(原来的WinMain被换成了DriverEntry,也是驱动程序的大门)
***************************************************************/

//extern "C"是必须的,表示“用C链接”。如果你的文件名是HelloWDM.c的话,这句可以省略。
extern "C"
NTSTATUS DriverEntry(    IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, //IN 是一个关键字表示这是一个输 入参数,PDRIVER_OBJECT是一个数据结构的指针,就像PCHAR一样,这个数据结构是什么样子的,后面我会列出来。她描述了一个驱动设备对象。
                        IN PUNICODE_STRING RegistryPath)//参数RegistryPath指定了驱动程序注册表健的路径,因为驱动程序安装后总会在系统注册表里留下一点东西的。
{
    //指定“添加设备”消息由函数“HelloWDMAddDevice()”来处理:
    DriverObject->DriverExtension->AddDevice = HelloWDMAddDevice;
    //指定“即插即用”消息由函数“HelloWDMPnp()”来处理:
    DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_PNP] = HelloWDMPnp;

    //返回一个NTSTATUS值STATUS_SUCCESS。几乎所有的驱动程序例程都必须返回一个NTSTATUS值,这些值在NTSTATUS.H DDK头文件中有详细的定义。
    return STATUS_SUCCESS;
}

//NTSTATUS也是一个数据类型,上面我所说的消息有点不准确的,准确地说是“I/O请求包”,不过如果像我们以前理解消息那样来理解也无不可,我觉得两者太想了。无非就是上层的应用程序通过它来告诉驱动程序,你要给我什么服务吧!IRP_MJ_PNP就是即插即用处理的请求。你发没发觉上面其实是在制造进入各个房间的“小门”


/***************************************************************
函数名称:HelloWDMAddDevice()
功能描述:处理“添加设备”消息
***************************************************************/

NTSTATUS HelloWDMAddDevice(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,
                           IN PDEVICE_OBJECT PhysicalDeviceObject)
{
    //定义一个NTSTATUS类型的返回值:
    NTSTATUS status;
    //定义一个功能设备对象(Functional Device Object):
    PDEVICE_OBJECT fdo;

    //创建我们的功能设备对象,并储存到fdo中:
    status = IoCreateDevice(
        DriverObject,                //驱动程序对象
        sizeof(DEVICE_EXTENSION),    //要求的设备扩展的大小
        NULL,                        //设备名称,这里为NULL
        FILE_DEVICE_UNKNOWN,        //设备的类型,在标准头文件WDM.H或NTDDK.H中列出的FILE_DEVICE_xxx值之一
        0,                            //各种常量用OR组合在一起,指示可删除介质、只读等。
        FALSE,                        //如果一次只有一个线程可以访问该设备,为TRUE,否则为FALSE
        &fdo);                        //返回的设备对象

    //NT_SUCCESS宏用于测试IoCreateDevice内核是否成功完成。不要忘记检查对内核的所有调用是否成功。NT_ERROR宏不等同于!NT_SUCCESS,最好使用!NT_SUCCESS,因为除了错误外,它还截获警告信息。
    if( !NT_SUCCESS(status))
        return status;

    //创建一个设备扩展对象dx,用于存储指向fdo的指针:
    PDEVICE_EXTENSION dx = (PDEVICE_EXTENSION)fdo->DeviceExtension;
    dx->fdo = fdo;

    //用IoAttachDeviceToDeviceStack函数把HelloWDM设备挂接到设备栈:
    dx->NextStackDevice = IoAttachDeviceToDeviceStack(fdo, PhysicalDeviceObject);

    //设置fdo的flags。有两个“位”是必须改变的,一个是必须清除DO_DEVICE_INITIALIZING标志,如果在DriverEntry例程中调用IoCreateDevice(),就不需要清除这个标志位。还有一个是必须设置DO_BUFFER_IO标志位:
    fdo->Flags |= DO_BUFFERED_IO | DO_POWER_PAGABLE;
    fdo->Flags &= ~DO_DEVICE_INITIALIZING;

    //返回值:
    return STATUS_SUCCESS;
}


/***************************************************************
函数名称:HelloWDMPnp()
功能描述:处理“即插即用”消息
***************************************************************/

NTSTATUS HelloWDMPnp(IN PDEVICE_OBJECT fdo,
                        IN PIRP Irp)
{
    //创建一个设备扩展对象dx,用于存储指向fdo的指针:
    PDEVICE_EXTENSION dx=(PDEVICE_EXTENSION)fdo->DeviceExtension;

    //首先要通过函数IoGetCurrentIrpStackLocation()得到当前的IRP,并由此得到Minor Function:
    PIO_STACK_LOCATION IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp);
    ULONG MinorFunction = IrpStack->MinorFunction;

    //然后把这个Minor Function传递给下一个设备栈:
    IoSkipCurrentIrpStackLocation(Irp);
    NTSTATUS status = IoCallDriver( dx->NextStackDevice, Irp);

    //处理“即插即用”次功能代码:
    //当Minor Function等于IRP_MN_REMOVE_DEVICE时,说明有设备被拔出或卸下,这时要取消资源分配并删除设备:
    if( MinorFunction==IRP_MN_REMOVE_DEVICE)
    {
        //取消设备接口:
        IoSetDeviceInterfaceState(&dx->ifSymLinkName, FALSE);
        RtlFreeUnicodeString(&dx->ifSymLinkName);
        
        //调用IoDetachDevice()把fdo从设备栈中脱开:
        if (dx->NextStackDevice)
            IoDetachDevice(dx->NextStackDevice);
        //删除fdo:
        IoDeleteDevice(fdo);
    }

    //返回值:
    return status;
}



/***************************************************************
程序名称:Hello World for WDM
文件名称:HelloWDM.h
作者:罗聪
日期:2002-8-16
***************************************************************/


//头文件,只是声明一些函数和变量,比较简单就不多说了,请读者自行研究:

#ifdef __cplusplus

extern "C"
{
#endif

#include "ntddk.h"

#ifdef __cplusplus
}
#endif

typedef struct _DEVICE_EXTENSION
{
    PDEVICE_OBJECT    fdo;
    PDEVICE_OBJECT    NextStackDevice;
    UNICODE_STRING    ifSymLinkName;

} DEVICE_EXTENSION, *PDEVICE_EXTENSION;

NTSTATUS HelloWDMAddDevice(IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,
                           IN PDEVICE_OBJECT PhysicalDeviceObject);

NTSTATUS HelloWDMPnp(IN PDEVICE_OBJECT fdo,
                        IN PIRP Irp);



好了,第一个WDM版的“Hello World”就介绍到这里,虽然实际上它什么都没有做,但是由于它包含了完整的框架,所以对于向我这样的新手来说还是很有参考价值的。至于怎么编译及安装只有下次再说了

好啦,辛辛苦苦终于写完了程序,让我们编译运行吧!按下Ctrl+F5(嘿嘿,让我们先假设你习惯用VC来写程序),我等啊等……疑?怎么毫无动静的?再看看Output窗口,哇!有几百个错误啊!!不禁头大——这是怎么回事呢?

原来,WDM程序编译出来的并不是我们常见的.exe,而是.sys文件,在未经设置编译环境之前,是不能直接用VC来编译的(这就是为什么会有几百个错误了)。这种类型的文件你可以在WINNT\System32\Drivers里面找到很多。其实驱动程序也是一种PE文件,它同样由DOS MZ header开头,也有完整的DOS stub和PE header,同样拥有Import table和Export table——……那跟普通的PE文件有什么不一样呢?那么就让我们先来做个小剖析,加深对.sys文件的认识吧


首先祭出Delphi里附带的tdump.exe程序。让我们键入:
C:\WINNT\System32\Drivers>tdump ccport.sys -em -ee
参数-em是列出Import table,-ee是列出Export table。回车之后,屏幕列出一大堆东西:

C:\WINNT\SYSTEM32\DRIVERS>tdump ccport.sys -em -ee
Turbo Dump  Version 5.0.16.12 Copyright ? 1988, 2000 Inprise Corporation
                    Display of File CCPORT.SYS

IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:011Fh}.’memcpy’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:003Dh}.’IoDeleteDevice’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0030h}.’IoAttachDeviceToDeviceStack’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:008Eh}.’KeSetEvent’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0068h}.’IofCallDriver’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0095h}.’KeWaitForSingleObject’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0074h}.’KeInitializeEvent’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:003Fh}.’IoDetachDevice’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:00D3h}.’RtlFreeUnicodeString’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0077h}.’KeInitializeSpinLock’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0129h}.’strcpy’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0121h}.’memset’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:003Ch}.’IoCreateUnprotectedSymbolicLink’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0038h}.’IoCreateDevice’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:00C2h}.’RtlAnsiStringToUnicodeString’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0069h}.’IofCompleteRequest’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0124h}.’sprintf’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:003Eh}.’IoDeleteSymbolicLink’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0042h}.’IoFreeIrp’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:004Dh}.’IoInitializeIrp’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:002Dh}.’IoAllocateIrp’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0027h}.’InterlockedExchange’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0025h}.’InterlockedCompareExchange’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0035h}.’IoCancelIrp’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:012Ah}.’strlen’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0126h}.’strcat’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0114h}.’atoi’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0128h}.’strcmp’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:0034h}.’IoBuildSynchronousFsdRequest’
IMPORT:     NTOSKRNL.EXE={hint:00D5h}.’RtlInitAnsiString’
IMPORT:          HAL.DLL={hint:0006h}.’KfAcquireSpinLock’
IMPORT:          HAL.DLL={hint:0009h}.’KfReleaseSpinLock’

EXPORT ord:0001=’Vcomm_DriverControl’



看到了吗?它主要调用了NTOSKRNL.EXE和HAL.DLL文件(实际上你会发现,几乎所有的WDM驱动程序都会调用NTOSKRNL.EXE文件,从它的名字你可以看出为什么了吧?),并且输出了一个函数“Vcomm_DriverControl”。这表明,其实.sys跟.exe文件一样,都是一种PE文件来的。不同的是,.sys文件Import的通常是NTOSKRNL.EXE,而.exe文件Import的通常是KERNEL32.DLL和USER32.DLL。

知道了这些有什么用呢?实际上,由于.sys通常不调用KERNEL32.DLL和USER32.DLL,所以你是不能在设备驱动程序里面调用任何C、C++和Win32函数的,而且也不能用C++关键字new和delete等(可以用malloc和free来代替),而必须使用大量的内核函数。另外,你应该也能看到她调用了像IoDeleteDevice、IoAttachDeviceToDeviceStack等等函数,这些你以前可能没有见过的函数都是些内核函数。为了读者的方便,下面我列出一些常见的驱动程序可用的内核函数:

Ex…        执行支持
Hal…        硬件抽象层(仅NT/Windows 2000)
Io…        I/O管理器(包括即插即用函数)
Ke…        内核
Ks…        内核流IRP管理函数
Mm…        内存管理器
Ob…        对象管理器
Po…        电源管理
Ps…        进程结构
Rtl…        运行时库
Se…        安全引用监视
Zw…        其他函数


最后让我们再来看看,写设备驱动程序时必须注意的一些问题:

1、内核宏
如果查看DDK头文件,会发现有几个内核函数是以宏的方式实现的。这种宏中有几个宏的定义是相当糟糕的。例如,我们看到RemoveHeadList的定义如下:

#define RemoveHeadList(ListHead)
        (ListHead)->Flink;
        {RemoveEntryList((ListHead)->Flink)}


如果以以下方式调用RemoveHeadList,则将编译错误的代码:

if(SomethingInList)
        Entry = RemoveHeadList(list);


使这个调用安全的唯一方法是使用花括号:

if(SomethingInList)
    {
        Entry = RemoveHeadList(list);
    }


所以我们切勿为了贪图一时的方便,而使用不太规范的写法,最好是在所有的if、for和while等语句中使用花括号。

2、驱动程序函数名称
跟C/C++的main()函数一样,设备驱动程序也有一个必须存在,而且只能以DriverEntry()为名称的入口函数。然而,除此之外,我们可以使用任何名字来给其他函数命名——只要你自己记得就行了,当然,最好符合某些特定的规范啦,例如匈牙利命名法……

3、安装时的问题
·在Windows98中驱动程序可执行文件必须是8.3文件名。(别问我为什么,我也不知道,我只能建议你去问比尔该死)
·如果INF文件中含有非法节的详细资料,Windows将不使用这个INF文件。

本节罗罗嗦嗦讲了一大堆,跟实际的编程却并没有太大的关系,前传嘛!就是这样的啦!

我在前面也讲过了一些关于编译环境及工具的。在这里结合本例子我再说一下:

DDK分为98 DDK和2000 DDK两种,它们工作起来是大同小异的,不过有些驱动程序只能在2000 DDK中使用。由于Win98注定是一种即将被淘汰的操作系统了,所以我学习的时候也没有过多的关注,我用的是2000的DDK,所以以下的所有内容都是针对2000 DDK的。

·准备工作
1、确定你已经安装了Visual C++
2、安装2000 DDK
3、安装2000 DDK成功后,在“开始”->“程序”里应该有“Development Kits”->“Windows 2000 DDK”的项目。
注意一定要先安装好VC,然后才安装DDK,这个顺序决不能颠倒!!
4、保证DDKROOT环境变量设置为Windows 2000 DDK的基目录,如果不是的话,请在控制面板“系统”属性的“高级”标签环境变量编辑器中设置好这个环境变量。


·编写必需的文件
编译WDM程序的时候,有两个文件是必须要有的,它们是:
1、makefile
(这个是什么啊?你可能会问。)对于比较年轻的程序员来说,有可能没有见过这个文件吧。其实在VC这些IDE出现之前,我们都必须使用makefile来确定项目中哪些文件需要重新编译,现在的IDE都把这个工作自动做好了
我们要做的工作很简单,就是提供这样一个文件,它的内容是:

#
# DO NOT EDIT THIS FILE!!!  Edit .\sources. If you want to add a new source
# file to this component.  This file merely indirects to the real make file
# that is shared by all the driver components of the Windows NT DDK
#

!INCLUDE $(NTMAKEENV)\makefile.def


正如它所述,不要编辑这个文件。事实上每个WDM程序所需要的makefile的内容都是一样的,也就是说,我们只需要简单地copy一个makefile到新的项目中就可以了
2、Sources

TARGETNAME=HelloWDM //编译出来的驱动程序的名称
TARGETTYPE=DRIVER      //编译的类型是驱动程序编译
DRIVERTYPE=WDM           //驱动程序的类型是WDM驱动程序
TARGETPATH=OBJ             //生成的文件存放在OBJ目录中

INCLUDES=$(BASEDIR)\inc;\   //这是需要引入的头文件
         $(BASEDIR)\inc\ddk;\

TARGETLIBS=$(BASEDIR)\lib\*\free\usbd.lib\  //这是需要引入的库文件

SOURCES=HelloWDM.cpp\    //这是源码文件


这个文件指定了驱动程序目标名是HelloWDM.sys,是一个WDM驱动程序,生成的文件存放在OBJ目录中。值得注意的是,“=”前后不能有空格,否则编译的时候会出错。


·开始编译
娃哈哈,前面罗罗嗦嗦讲了一大堆,现在终于到重点了。WDM程序的编译过程比较特殊,它不是在VC里面按F7来编译的(尽管你可以通过设置来达到这一目的),而是通过一个DDK实用工具build来完成。下面我们来讲讲具体步骤:
1、“Debug”版的生成
首先,我们假设你的源代码放在D:\HelloWDM里面。请跟着以下步骤:

“开始”->“程序”->“Development Kits”->“Windows 2000 DDK”->“Checked Build Environment”

屏幕将显示:(有“回车”的那行是需要读者你亲自打进去的)

New or updated MSVC detected.  Updating DDK environment….

Setting environment for using Microsoft Visual C++ tools.
Starting dirs creation…Completed.

D:\NTDDK>cd\HelloWDM    (回车)

D:\HelloWDM>build    (回车)


如果源代码没有错误的话,生成的HelloWDM.sys将存放在objchk\i386目录中。

2、“Release”版的生成
请跟着以下步骤:

“开始”->“程序”->“Development Kits”->“Windows 2000 DDK”->“Free Build Environment”

随后的步骤跟“Debug”版相同,不同的是生成的HelloWDM.sys将存放在objfre\i386目录中。

为一个完整的例子,你开发出来驱动还必须要能安装。所以下面我讲一下安装。

如果前面的编译过程没有错误的话,现在我们应该已经得到了一个HelloWDM.sys文件,假设它是放在D:\HelloWDM\objfre\i386中。

安装WDM驱动程序可以用两种方法,一种是利用注册表,还有一种是利用INF文件。我们一般是采用INF文件(这是微软推荐的)。INF文件可以在 WINNT\INF 目录中找到很多。为了顺利安装,我在这里先给出 HelloWDM 所需要的 HelloWDM.INF 文件:

;; The Win2K DDK documentation contains an excellent INF reference.

;--------- Version Section ---------------------------------------------------

[Version]
Signature="$CHICAGO$"
Provider=LC_Device
DriverVer=8/21/2002,3.0.0.3

; If device fits one of the standard classes, use the name and GUID here,
; otherwise create your own device class and GUID as this example shows.

Class=Unknown
ClassGUID={ff646f80-8def-11d2-9449-00105a075f6b}

;--------- SourceDiskNames and SourceDiskFiles Section -----------------------

; These sections identify source disks and files for installation. They are
; shown here as an example, but commented out.

[SourceDisksNames]
1 = "HelloWDM",Disk1,,

[SourceDisksFiles]
HelloWDM.sys = 1,objfre\i386,

;--------- ClassInstall/ClassInstall32 Section -------------------------------

; Not necessary if using a standard class

; 9X Style
[ClassInstall]
Addreg=Class_AddReg

; NT Style
[ClassInstall32]
Addreg=Class_AddReg

[Class_AddReg]
HKR,,,,%DeviceClassName%
HKR,,Icon,,"-5"

;--------- DestinationDirs Section -------------------------------------------

[DestinationDirs]
YouMark_Files_Driver = 10,System32\Drivers

;--------- Manufacturer and Models Sections ----------------------------------

[Manufacturer]
%MfgName%=Mfg0

[Mfg0]

; PCI hardware Ids use the form
; PCI\VEN_aaaa&DEV_bbbb&SUBSYS_cccccccc&REV_dd
;改成你自己的ID
%DeviceDesc%=YouMark_DDI, PCI\VEN_9999&DEV_9999

;---------- DDInstall Sections -----------------------------------------------
; --------- Windows 9X -----------------

; Experimentation has shown that DDInstall root names greater than 19 characters
; cause problems in Windows 98

[YouMark_DDI]
CopyFiles=YouMark_Files_Driver
AddReg=YouMark_9X_AddReg

[YouMark_9X_AddReg]
HKR,,DevLoader,,*ntkern
HKR,,NTMPDriver,,HelloWDM.sys
HKR, "Parameters", "BreakOnEntry", 0x00010001, 0

; --------- Windows NT -----------------

[YouMark_DDI.NT]
CopyFiles=YouMark_Files_Driver
AddReg=YouMark_NT_AddReg

[YouMark_DDI.NT.Services]
Addservice = HelloWDM, 0x00000002, YouMark_AddService

[YouMark_AddService]
DisplayName = %SvcDesc%
ServiceType = 1 ; SERVICE_KERNEL_DRIVER
StartType = 3 ; SERVICE_DEMAND_START
ErrorControl = 1 ; SERVICE_ERROR_NORMAL
ServiceBinary = %10%\System32\Drivers\HelloWDM.sys

[YouMark_NT_AddReg]
HKLM, "System\CurrentControlSet\Services\HelloWDM\Parameters",\
"BreakOnEntry", 0x00010001, 0


; --------- Files (common) -------------

[YouMark_Files_Driver]
HelloWDM.sys

;--------- Strings Section ---------------------------------------------------

[Strings]
ProviderName="Flying L Co.,Ltd."
MfgName="LC Soft"
DeviceDesc="Hello World WDM!"
DeviceClassName="LC_Device"
SvcDesc="???"



注意它可以同时在Win98或者Win2000中使用(系统会通过这个INF文件里面的字段名称,自动选择适合当前系统的安装方法的)。关于INF文件的各个字段含义现在我也不知道,所以也没有办法说清楚,如果谁看到这篇文章,而又知道的话,不妨为我一份。

准备好这个 HelloWDM.INF 文件后,让我们打开控制面板,双击“添加/删除硬件”,选择“添加/排除设备故障”->“添加新设备”->“否,我想从列表选择硬件”->“其它设备”->“从磁盘安装”,选择 HelloWDM.INF 所在的路径,然后安装。

当安装完成后,系统就会添加上你写好的驱动程序了。(可以在“设备管理器”中查看到)。然后重启电脑,这个驱动程序就投入使用啦。

关于安装,我也只知道这么多,到底安装驱动程序时,操作系统都作了些什么,我也不是很清楚,等我弄明白了我再贴上。

posted on 2006-02-28 14:27 笑笑生 阅读(648) 评论(0)  编辑 收藏 引用

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