驱动版Hello World - CSDNBlog

导读： 
　　我们学习程序设计，都是从“Hello World”开始的，驱动程序也不例外，今天我就写一个驱动版的“Hello World”来热热身，目的希望大家能对驱动程序的基本框架有所了解。 
　　驱动程序分为2类，一个是Kernel模式驱动，另一个是Windows模式驱动，2种模式本质是相同，但细节不同，本文介绍的是内核模式驱动和驱动程序的安装、使用。 
　　驱动程序同普通的EXE，DLL一样，都属于PE文件，而且都有一个入口函数。但EXE中，入口函数是main()/WinMain()和Unicode的wmain()/wWinmain()，DLL的入口函数则可有可无，它是DllMain()。驱动程序也有入口函数，而且是必须的，它是DriverEntry()，再次提示，它是必须的，因为I/O管理器会首先调用驱动程序的DriverEntry()，它的作用就像DllMain()--完成一些初始化工作。DriverEntry()一共有2个参数：1PDRIVER_OBJECT DriverObject，指向驱动程序对象的指针，我们操作驱动程序，全靠它，它是由I/O管理器传递进来的；2）PUNICODE_STRING RegistryPath，驱动程序的服务主键，这个参数的使用并不多，但要注意，在DriverEntry()返回后，它可能会消失，所以如果需要使用，记住先要保存下来。DriverEntry()的返回一个NTSTATUS值，它是一个ULONG值，具体的定义，请参见DDK中的NTSTATUS.H头文件，里边有详细的定义。 
　　既然要写驱动版的“Hello World”，就需要确定如何来与驱动程序通信，常用的共享内存，共享事件，IOCTL宏，或者直接用ReadFile()或WriteFile()进行读写，在本文里我就采用一种简单的、但又很常用的IOCTL宏，它依赖的IRP派遣例程是IRP_MJ_DEVICE_CONTROL，Win32程序使用DeviceIoControl()与驱动进行通信，根据不同的IOCTL宏，输出不同的调试信息。为了简便，我并没有使用ReadFile()将信息读出来，而是直接用DbgPrint()输出，所以需要使用DbgView查看，其他调试工具也可以。PS：偷懒！ 
　　驱动程序与I/O管理器通信，使用的是IRP，即I/O请求包。IRP分为2部分：1）IRP首部；2）IRP堆栈。IRP首部信息如下： 
　　IRP首部： 
　　IO_STATUS_BLOCK IoStatus 包含I/O请求的状态 
　　PVOID AssociatedIrp.SystemBuffer 如果执行缓冲区I/O，这个指针指向系统缓冲区 
　　PMDL MdlAddress 如果直接I/O，这个指针指向用户缓冲区的存储器描述符表 
　　PVOID UserBuffer I/O缓冲区的用户空间地址 
　　IRP堆栈： 
　　UCHAR MajorFunction 指示IRP_MJ_XXX派遣例程 
　　UCHAR MinorFunction 同上，一般文件系统和SCSI驱动程序使用它 
　　 
　　union Parameters MajorFunction的联合类型 
　　{ 
　　struct Read IRP_MJ_READ的参数 
　　ULONG Length 
　　ULONG Key 
　　LARGE_INTEGER ByteOffset 
　　 
　　struct Write IRP_MJ_WRITE的参数 
　　ULONG Length 
　　ULONG Key 
　　LARGE_INTEGER ByteOffset 
　　 
　　struct DeviceIoControl IRP_MJ_DEVICE_CONTROL参数 
　　ULONG OutputBufferLength 
　　ULONG InputBufferLength 
　　ULONG IoControlCode 
　　PVOID Type3InputBuffer 
　　} 
　　PDEVICE_OBJECT DeviceObject 请求的目标设备对象的指针 
　　PFILE_OBJECT FileObject 请求的目标文件对象的指针，如果有的话 
　　操作IRP。对于不同的IRP函数，操作也是不同的：有的只操作IRP首部；有的只操作IRP堆栈；还有操作IRP整体，下面是一些常用的函数： 
　　IRP整体： 
　　名称 描述 调用者 
　　IoStartPacket 发送IRP到Start I/O例程 Dispatch 
　　IoCompleteRequest 表示所有的处理完成 DpcForIsr 
　　IoStartNextPacket 发送下一个IRP到Start I/O例程 DpcForIsr 
　　IoCallDriver 发送IRP请求 Dispatch 
　　IoAllocateIrp 请求另外的IRP Dispatch 
　　IoFreeIrp 释放驱动程序分配的IRP I/O Completion 
　　IRP堆栈： 
　　名称 描述 调用者 
　　IoGetCurrentIrpStackLocation 得到调用者堆栈的指针 Dispatch 
　　IoMarkIrpPending 为进一步的处理标记调用者I/O堆栈 Dispatch 
　　IoGetNextIrpStackLocation 得到下一个驱动程序的I/O堆栈的指针 Dispatch 
　　IoSetNextIrpStackLocation 将I/O堆栈指针压入堆栈 Dispatc 
　　在驱动程序，IRP派遣例程起着很重要的作用，每个IRP派遣例程，几乎都有对应的Win32函数，下面是几个常用的： 
　　IRP派遣例程： 
　　名称 描述 调用者 
　　IRP_MJ_CREATE 请求一个句柄 CreateFile 
　　IRP_MJ_CLEANUP 在关闭句柄时取消悬挂的IRP CloseHandle 
　　IRP_MJ_CLOSE 关闭句柄 CloseHandle 
　　IRP_MJ_READ 从设备得到数据 ReadFile 
　　IRP_MJ_WRITE 传送数据到设备 WriteFile 
　　IRP_MJ_DEVICE_CONTROL 控制操作（利用IOCTL宏） DeviceIoControl 
　　IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL 控制操作(只能被内核调用) N/A 
　　IRP_MJ_QUERY_INFORMATION 得到文件的长度 GetFileSize 
　　IRP_MJ_SET_INFORMATION 设置文件的长度 SetFileSize 
　　IRP_MJ_FLUSH_BUFFERS 写输出缓冲区或者丢弃输入缓冲区 FlushFileBuffers FlushConsoleInputBuffer PurgeComm 
　　IRP_MJ_SHUTDOWN 系统关闭 InitiateSystemShutdown 
　　====================================================================================================
　　下面开始写我们的驱动版的“Hello World”，程序很简单，先介绍一下流程： 
　　1，调用IoCreateDevice()创建一个设备，并返回一个设备对象。 
　　2，调用IoCreateSynbolicLink()创建一个符号连接，使Win32程序可以使用驱动程序 
　　3，设置IRP_MJ_DEVICE_CONTROL派遣例程HelloWorldDispatch()和卸载例程HelloWorldUnLoad()。 
　　如果Win32程序使用DeviceIoControl()，则执行HelloWorldDispatch()函数 
　　4，调用IoGetCurrentIrpStackLocation()得到当前调用者的IRP指针 
　　5，取得IO控制代码，完成后使用IoCompleteRequest()完成IRP操作 
　　如果使用ControlService()停止驱动程序，则执行HelloWorldUnLoad()函数 
　　4，调用IoDeleteSymbolicLink()删除符号连接 
　　5，调用IoDeleteDevice()删除已建立的设备 
　　驱动入口DriverEntry() 
　　//创建设备 
　　IoCreateDevice(DriverObject, //驱动程序对象 
　　0, //扩展设备的大小，由于不需要，所以置0 
　　&DeviceNameString, //设备名称 
　　FILE_DEVICE_UNKNOWN, //设备类型 
　　0, //指示设备允许的操作 
　　FALSE, //如果为TRUE，表示只能有一个线程使用该设备，为FALSE，则没有限制 
　　&lpDeviceObject); //返回的设备对象 
　　//创建符号连接 
　　IoCreateSymbolicLink(&DeviceLinkString, //存放符号连接的UNICODE_STRING 
　　&DeviceNameString); //设备名称 
　　//派遣例程和卸载例程 
　　DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL]=HelloWorldDispatch;吧 
　　DriverObject->DriverUnload=HelloWorldUnLoad; 
　　IRP派遣例程HelloWorldDispatch() 
　　IrpStack=IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp); //得到当前调用者的IRP堆栈 
　　//获取IO控制代码，并执行指定操作，这里只是DbgPrint() 
　　IoControlCodes=IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode; 
　　switch (IoControlCodes) { 
　　...... 
　　IoCompleteRequest(pIrp,IO_NO_INCREMENT); //完成IRP操作 
　　卸载例程HelloWorldUnLoad() 
　　//删除符号连接和设备 
　　IoDeleteSymbolicLink(&DeviceLinkString); 
　　IoDeleteDevice(DriverObject->DeviceObject); 
　　====================================================================================================完整代码： 
　　#ifndef __HELLOWORLD_C__ 
　　#define __HELLOWORLD_C__ 
　　#define DEBUGMSG 
　　#include "HelloWorld.h" 
　　//驱动入口 
　　NTSTATUS DriverEntry (IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,IN PUNICODE_STRING RegistryPath) 
　　{ 
　　NTSTATUS ntStatus=STATUS_SUCCESS; 
　　PDEVICE_OBJECT lpDeviceObject=NULL; //指向设备对象的指针 
　　UNICODE_STRING DeviceNameString; //设备名称 
　　UNICODE_STRING DeviceLinkString; //符号连接 
　　//调试信息 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("Starting DriverEntry()/n"); 
　　#endif 
　　RtlInitUnicodeString(&DeviceNameString,NT_DEVICE_NAME); //初始化Unicode字符串 
　　//创建设备 
　　ntStatus=IoCreateDevice(DriverObject,0,&DeviceNameString,FILE_DEVICE_UNKNOWN, 
　　0,FALSE,&lpDeviceObject); 
　　//使用NT_SUCCESS宏检测函数调用是否成功 
　　if (!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
　　{ 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("Error IoCreateDevice()/n"); 
　　#endif 
　　goto Error; 
　　} 
　　RtlInitUnicodeString(&DeviceLinkString,DOS_DEVICE_NAME); 
　　//创建符号连接 
　　ntStatus=IoCreateSymbolicLink(&DeviceLinkString,&DeviceNameString); 
　　if (!NT_SUCCESS(ntStatus)) 
　　{ 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("Error IoCreateSymbolicLink()/n"); 
　　#endif 
　　goto Error; 
　　} 
　　//设置IRP派遣例程和卸载例程 
　　DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE]=//HelloWorldDispatch; 
　　DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE]=//HelloWorldDispatch; 
　　DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL]=HelloWorldDispatch; 
　　DriverObject->DriverUnload=HelloWorldUnLoad; 
　　return ntStatus; 
　　Error: 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("Error DriverEntry()/n"); 
　　#endif 
　　return ntStatus; 
　　} 
　　NTSTATUS HelloWorldDispatch (IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject,IN PIRP pIrp) 
　　{ 
　　NTSTATUS ntStatus=STATUS_SUCCESS; 
　　ULONG IoControlCodes=0; //I/O控制代码 
　　PIO_STACK_LOCATION IrpStack=NULL; //IRP堆栈 
　　//设置IRP状态 
　　pIrp->IoStatus.Status=STATUS_SUCCESS; 
　　pIrp->IoStatus.Information=0; 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("Starting HelloWorldDispatch()/n"); 
　　#endif 
　　IrpStack=IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp); //得到当前调用者的IRP 
　　switch (IrpStack->MajorFunction) 
　　{ 
　　case IRP_MJ_CREATE: 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("IRP_MJ_CREATE/n"); 
　　#endif 
　　break; 
　　case IRP_MJ_CLOSE: 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("IRP_MJ_CLOSE/n"); 
　　#endif 
　　break; 
　　case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL: 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("IRP_MJ_DEVICE_CONTROL/n"); 
　　#endif 
　　//取得I/O控制代码 
　　IoControlCodes=IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode; 
　　switch (IoControlCodes) 
　　{ 
　　//启动 
　　case START_HELLPWORLD: 
　　DbgPrint("Starting /"Hello World/"/n"); 
　　break; 
　　//停止 
　　case STOP_HELLPWORLD: 
　　DbgPrint("Stoping /"Hello World/"/n"); 
　　break; 
　　default: 
　　pIrp->IoStatus.Status=STATUS_INVALID_PARAMETER; 
　　break; 
　　} 
　　break; 
　　default:break; 
　　} 
　　ntStatus=pIrp->IoStatus.Status; 
　　IoCompleteRequest(pIrp,IO_NO_INCREMENT); 
　　return ntStatus; 
　　} 
　　VOID HelloWorldUnLoad (IN PDRIVER_OBJECT DriverObject) 
　　{ 
　　UNICODE_STRING DeviceLinkString; 
　　PDEVICE_OBJECT DeviceObjectTemp1=NULL; 
　　PDEVICE_OBJECT DeviceObjectTemp2=NULL; 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　DbgPrint("Starting HelloWorldUnLoad()/n"); 
　　#endif 
　　RtlInitUnicodeString(&DeviceLinkString,DOS_DEVICE_NAME); 
　　IoDeleteSymbolicLink(&DeviceLinkString); //删除符号连接 
　　if (DriverObject) 
　　{ 
　　DeviceObjectTemp1=DriverObject->DeviceObject; 
　　//删除设备 
　　while (DeviceObjectTemp1) 
　　{ 
　　DeviceObjectTemp2=DeviceObjectTemp1; 
　　DeviceObjectTemp1=DeviceObjectTemp1->NextDevice; 
　　IoDeleteDevice(DeviceObjectTemp2); 
　　} 
　　} 
　　} 
　　#endif 
　　====================================================================================================
　　驱动程序的编译需要使用DDK中的build实用程序，它是一个命令行程序，使用不是很方便。VC知识库有一篇在VC++ 6.0中编译驱动的文章，有兴趣可以去看看。 
　　1，makefile 
　　编译驱动程序，首先应该准备一个makefile，这个文件很简单，只有一句代码： 
　　# 
　　# 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 
　　正如描述的那样，不要修改这个文件---它是通用的！ 
　　2，sources 
　　准备的第二个文件就是sources，它描述了一些编译的细节。针对本文的程序，sources文件的内容是这样的： 
　　TARGETNAME=HelloWorld //驱动名称 
　　TARGETPATH=. //编译后SYS的路径 
　　TARGETTYPE=DRIVER //类型为驱动程序 
　　SOURCES= HelloWorld.c //只有一个源文件 
　　有了这2个文件后，就可以使用build进行编译了。进入「开始」菜单/程序/Development Kits/Windows 2000 DDK， 
　　分别有3个CMD程序：1）Checked 64 Bit Build Environment，“Debug”的64位版本；2）Checked Build Environment 
　　“Debug”的32位版本；3）Free Build Environment，“Release”的32位版本。不用说，肯定是使用Free Build Environment。 
　　New or updated MSVC detected. Updating DDK environment.... 
　　Setting environment for using Microsoft Visual C++ tools. 
　　Starting dirs creation...Completed. 
　　C:/NTDDK>cd/ 
　　C:/>cd HelloWorld 
　　C:/HelloWorld>build 
　　BUILD: Object root set to: ==> objfre 
　　BUILD: /i switch ignored 
　　BUILD: Compile and Link for i386 
　　BUILD: Loading c:/NTDDK/build.dat... 
　　BUILD: Computing Include file dependencies: 
　　BUILD: Examining c:/helloworld directory for files to compile. 
　　c:/helloworld - 1 source files (127 lines) 
　　BUILD: Saving c:/NTDDK/build.dat... 
　　BUILD: Compiling c:/helloworld directory 
　　Compiling - helloworld.c for i386 
　　BUILD: Linking c:/helloworld directory 
　　Linking Executable - i386/helloworld.sys for i386 
　　BUILD: Done 
　　1 file compiled 
　　1 executable built 
　　C:/HelloWorld> 
　　现在C:/HelloWorld/i386目录下，就有了HelloWorld.sys。 
　　====================================================================================================
　　驱动程序的安装如同安装服务一样，唯一不同的是，创建服务时，类型是内核驱动，其他跟操作服务没什么区别。 
　　安装驱动程序流程： 
　　1，调用OpenSCManager()打开服务控制管理器 
　　2，调用CreateService()创建一个服务，服务类型为内核驱动 
　　3，调用OpenService()取得服务句柄 
　　启动服务 
　　4，调用StartService()启动服务 
　　停止服务 
　　4，调用ControlService()停止服务 
　　删除服务 
　　4，调用DeleteService()删除服务 
　　5，调用CloseServiceHandle()关闭服务句柄 
　　操作驱动程序流程： 
　　1，调用CreateFile()取得设备句柄 
　　2，调用DeviceIoControl()传递I/O控制代码 
　　3，调用CloseHandle()关闭设备句柄 
　　http://www.xfocus.net/tools/200411/882.html 
　　这里有一个完整的驱动安装程序，所以我就不写了，只给出操作驱动程序的代码 
　　完整代码： 
　　#define DEBUGMSG 
　　#include 
　　#include 
　　#include 
　　#define DEVICE_HELLO_INDEX 0x860 
　　#define START_HELLPWORLD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,DEVICE_HELLO_INDEX,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) 
　　#define STOP_HELLPWORLD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,DEVICE_HELLO_INDEX+1,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
　　#define erron GetLastError() 
　　#define MY_DEVICE_NAME "////.//HelloWorld" 
　　#define MY_DEVICE_START "-start" 
　　#define MY_DEVICE_STOP "-stop" 
　　BOOL DriverControl (TCHAR *Maik); 
　　void Usage (TCHAR *Paramerter); 
　　int main (int argc,TCHAR *argv[]) 
　　{ 
　　if (argc!=2) 
　　{ 
　　Usage(argv[0]); 
　　return 0; 
　　} 
　　if (strcmpi(argv[1],MY_DEVICE_START)==0 || strcmpi(argv[1],MY_DEVICE_STOP)==0) 
　　DriverControl(argv[1]); 
　　else 
　　{ 
　　Usage(argv[0]); 
　　return 0; 
　　} 
　　return 0; 
　　} 
　　BOOL DriverControl (TCHAR *Maik) 
　　{ 
　　HANDLE hDevice=NULL; //设备句柄 
　　DWORD RetBytes=0; 
　　//获得设备句柄 
　　hDevice=CreateFile(MY_DEVICE_NAME,GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL); 
　　if (hDevice==INVALID_HANDLE_VALUE) 
　　{ 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　printf("CreateFile() GetLastError reports %d/n",erron); 
　　#endif 
　　return FALSE; 
　　} 
　　//启动 
　　if (strcmpi(Maik,MY_DEVICE_START)==0) 
　　{ 
　　//传递启动的I/O控制代码 
　　if (!(DeviceIoControl(hDevice,START_HELLPWORLD,NULL,0,NULL,0,&RetBytes,NULL))) 
　　{ 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　printf("DeviceIoControl() GetLastError reports %d/n",erron); 
　　#endif 
　　CloseHandle(hDevice); 
　　return FALSE; 
　　} 
　　} 
　　//停止 
　　if (strcmpi(Maik,MY_DEVICE_STOP)==0) 
　　{ 
　　//传递停止的I/O控制代码 
　　if (!(DeviceIoControl(hDevice,STOP_HELLPWORLD,NULL,0,NULL,0,&RetBytes,NULL))) 
　　{ 
　　#ifdef DEBUGMSG 
　　printf("DeviceIoControl() GetLastError reports %d/n",erron); 
　　#endif 
　　CloseHandle(hDevice); 
　　return FALSE; 
　　} 
　　} 
　　if (hDevice) 
　　CloseHandle(hDevice); //关闭句柄 
　　return TRUE; 
　　} 
　　void Usage (TCHAR *Paramerter) 
　　{ 
　　fprintf(stderr,"============================================================================/n"
　　" 驱动版Hello World/n" 
　　"作者：dahubaobao[EST]/n" 
　　"主页：[url]www.eviloctal.com[/url] or [url]www.ringz.org[/url]/n" 
　　"邮件：[email][e-mail][/email]/n" 
　　"OICQ：382690/n/n" 
　　"%s -start/t启动/n" 
　　"%s -stop /t停止/n/n" 
　　"本程序只是用做代码交流，如有错误，还请多多包含！/n" 
　　"============================================================================/n" 
　　,Paramerter,Paramerter); 
　　} 
　　头文件HelloWorld.h代码： 
　　#ifndef __HELLOWORLD_H__ 
　　#define __HELLOWORLD_H__ 
　　#include 
　　#define DEVICE_HELLO_INDEX 0x860 
　　//2个IOCTL宏 
　　#define START_HELLPWORLD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,DEVICE_HELLO_INDEX,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) 
　　#define STOP_HELLPWORLD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,DEVICE_HELLO_INDEX+1,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
　　#define NT_DEVICE_NAME L"//Device//HelloWorld" //设备名称 
　　#define DOS_DEVICE_NAME L"//DosDevices//HelloWorld" //符号连接 
　　NTSTATUS HelloWorldDispatch (IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject,IN PIRP pIrp); 
　　VOID HelloWorldUnLoad (IN PDRIVER_OBJECT DriverObject); 
　　#endif 
　　 
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本文转自 
http://blog.csdn.net/zhangjie0072/archive/2006/06/01/768601.aspx