15、Windows驱动开发技术详解笔记(11) 基本概念
9、Windows驱动程序的入口函数规定为_DriverEntry@8,所以用C++编写时要用extern。
驱动程序中，不能使用编译器运行时函数，甚至C语言中的malloc,C++的new函数都不能用，因为他们在VC中的实现都是调用了Win32 API了。要用的话，必须自己重载new等运算符。大部分运行时函数是通过Win32 API实现的。在内核模式下无法调用用户模式的程序，而用户模式下通过参数审核可以调用内核态程序。
内核态的运行时函数来替换用户态的运行时函数，一般形如RtlXXXX。
设备名称用UNICODE字符串指定，且必须是“\Device\[设备名]”形式。用户模式下，通过两种方法找到设备：
法1：符号连接
法2：通过设备接口。
一般虚拟设备用FILE_DEVICE_UNKNOWN类型。
******************
"采用C++编程，所以需要用extern "C",因为我们导入的是C的函数的符号表",系统内核是有C语言编写的，连接时要调用相应的函数，所以应当把驱动头文件编译成C语言形式。
10、用build编译
Build首先设置环境变量，然后调用nmake。nmake解析makefile,调用cl,link来编译程序。
Makefile中依赖关系如下声明：
A：B，C
Action
说明：A依赖于B和C。如果A的最后修改时间早于B和C任一个文件的最后修改时间，则执行action。Action前面是tab。
用VC编译,我们在另一篇中论述。
11、查看调试信息
法一：打印信息
尽量用KdPrint,在free版本中不显示。同prrinf使用，双括号，宽字符用%ws或%S。
法二：用DriverStudio中的DriverMonitor。不过可以用免费的DbgView,下载地址是：
http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/bb896647.aspx
12、加载驱动
NT式驱动程序的加载，是基本服务的方式加载的。设备驱动程序的动态加载主要由服务控制管理程序(SCM)系统组件完成的。Windows服务应用程序遵循控制管理器。Driver Service是Windows服务的一个特例，它遵守Windows服务的协议。
图 加载 P72
图 卸载驱动流程 P72
代码 加载和卸载驱动代码
代码
1
#include
<
windows.h
>
2
#include
<
winsvc.h
>
3
#include
<
conio.h
>
4
#include
<
stdio.h
>
5
6
#define
DRIVER_NAME "HelloDDK"
7
#define
DRIVER_PATH "..\\MyDriver\\MyDriver_Check\\HelloDDK.sys"
8
9
//
装载NT驱动程序
10
BOOL LoadNTDriver(
char
*
lpszDriverName,
char
*
lpszDriverPath)
11
{
12
char
szDriverImagePath[
256
];
13
//
得到完整的驱动路径
14
GetFullPathName(lpszDriverPath,
256
, szDriverImagePath, NULL);
15
16
BOOL bRet
=
FALSE;
17
18
SC_HANDLE hServiceMgr
=
NULL;
//
SCM管理器的句柄
19
SC_HANDLE hServiceDDK
=
NULL;
//
NT驱动程序的服务句柄
20
21
//
打开服务控制管理器
22
hServiceMgr
=
OpenSCManager( NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS );
23
24
if
( hServiceMgr
==
NULL )
25
{
26
//
OpenSCManager失败
27
printf(
"
OpenSCManager() Faild %d ! \n
"
, GetLastError() );
28
bRet
=
FALSE;
29
goto
BeforeLeave;
30
}
31
else
32
{
33
///
/OpenSCManager成功
34
printf(
"
OpenSCManager() ok ! \n
"
);
35
}
36
37
//
创建驱动所对应的服务
38
hServiceDDK
=
CreateService( hServiceMgr,
39
lpszDriverName,
//
驱动程序的在注册表中的名字
40
lpszDriverName,
//
注册表驱动程序的 DisplayName 值
41
SERVICE_ALL_ACCESS,
//
加载驱动程序的访问权限
42
SERVICE_KERNEL_DRIVER,
//
表示加载的服务是驱动程序
43
SERVICE_DEMAND_START,
//
注册表驱动程序的 Start 值
44
SERVICE_ERROR_IGNORE,
//
注册表驱动程序的 ErrorControl 值
45
szDriverImagePath,
//
注册表驱动程序的 ImagePath 值
46
NULL,
47
NULL,
48
NULL,
49
NULL,
50
NULL);
51
52
DWORD dwRtn;
53
//
判断服务是否失败
54
if
( hServiceDDK
==
NULL )
55
{
56
dwRtn
=
GetLastError();
57
if
( dwRtn
!=
ERROR_IO_PENDING
&&
dwRtn
!=
ERROR_SERVICE_EXISTS )
58
{
59
//
由于其他原因创建服务失败
60
printf(
"
CrateService() Faild %d ! \n
"
, dwRtn );
61
bRet
=
FALSE;
62
goto
BeforeLeave;
63
}
64
else
65
{
66
//
服务创建失败，是由于服务已经创立过
67
printf(
"
CrateService() Faild Service is ERROR_IO_PENDING or ERROR_SERVICE_EXISTS! \n
"
);
68
}
69
70
//
驱动程序已经加载，只需要打开
71
hServiceDDK
=
OpenService( hServiceMgr, lpszDriverName, SERVICE_ALL_ACCESS );
72
if
( hServiceDDK
==
NULL )
73
{
74
//
如果打开服务也失败，则意味错误
75
dwRtn
=
GetLastError();
76
printf(
"
OpenService() Faild %d ! \n
"
, dwRtn );
77
bRet
=
FALSE;
78
goto
BeforeLeave;
79
}
80
else
81
{
82
printf(
"
OpenService() ok ! \n
"
);
83
}
84
}
85
else
86
{
87
printf(
"
CrateService() ok ! \n
"
);
88
}
89
90
//
开启此项服务
91
bRet
=
StartService( hServiceDDK, NULL, NULL );
92
if
(
!
bRet )
93
{
94
DWORD dwRtn
=
GetLastError();
95
if
( dwRtn
!=
ERROR_IO_PENDING
&&
dwRtn
!=
ERROR_SERVICE_ALREADY_RUNNING )
96
{
97
printf(
"
StartService() Faild %d ! \n
"
, dwRtn );
98
bRet
=
FALSE;
99
goto
BeforeLeave;
100
}
101
else
102
{
103
if
( dwRtn
==
ERROR_IO_PENDING )
104
{
105
//
设备被挂住
106
printf(
"
StartService() Faild ERROR_IO_PENDING ! \n
"
);
107
bRet
=
FALSE;
108
goto
BeforeLeave;
109
}
110
else
111
{
112
//
服务已经开启
113
printf(
"
StartService() Faild ERROR_SERVICE_ALREADY_RUNNING ! \n
"
);
114
bRet
=
TRUE;
115
goto
BeforeLeave;
116
}
117
}
118
}
119
bRet
=
TRUE;
120
//
离开前关闭句柄
121
BeforeLeave:
122
if
(hServiceDDK)
123
{
124
CloseServiceHandle(hServiceDDK);
125
}
126
if
(hServiceMgr)
127
{
128
CloseServiceHandle(hServiceMgr);
129
}
130
return
bRet;
131
}
132
133
//
卸载驱动程序
134
BOOL UnloadNTDriver(
char
*
szSvrName )
135
{
136
BOOL bRet
=
FALSE;
137
SC_HANDLE hServiceMgr
=
NULL;
//
SCM管理器的句柄
138
SC_HANDLE hServiceDDK
=
NULL;
//
NT驱动程序的服务句柄
139
SERVICE_STATUS SvrSta;
140
//
打开SCM管理器
141
hServiceMgr
=
OpenSCManager( NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS );
142
if
( hServiceMgr
==
NULL )
143
{
144
//
带开SCM管理器失败
145
printf(
"
OpenSCManager() Faild %d ! \n
"
, GetLastError() );
146
bRet
=
FALSE;
147
goto
BeforeLeave;
148
}
149
else
150
{
151
//
带开SCM管理器失败成功
152
printf(
"
OpenSCManager() ok ! \n
"
);
153
}
154
//
打开驱动所对应的服务
155
hServiceDDK
=
OpenService( hServiceMgr, szSvrName, SERVICE_ALL_ACCESS );
156
157
if
( hServiceDDK
==
NULL )
158
{
159
//
打开驱动所对应的服务失败
160
printf(
"
OpenService() Faild %d ! \n
"
, GetLastError() );
161
bRet
=
FALSE;
162
goto
BeforeLeave;
163
}
164
else
165
{
166
printf(
"
OpenService() ok ! \n
"
);
167
}
168
//
停止驱动程序，如果停止失败，只有重新启动才能，再动态加载。
169
if
(
!
ControlService( hServiceDDK, SERVICE_CONTROL_STOP ,
&
SvrSta ) )
170
{
171
printf(
"
ControlService() Faild %d !\n
"
, GetLastError() );
172
}
173
else
174
{
175
//
打开驱动所对应的失败
176
printf(
"
ControlService() ok !\n
"
);
177
}
178
//
动态卸载驱动程序。
179
if
(
!
DeleteService( hServiceDDK ) )
180
{
181
//
卸载失败
182
printf(
"
DeleteSrevice() Faild %d !\n
"
, GetLastError() );
183
}
184
else
185
{
186
//
卸载成功
187
printf(
"
DelServer:eleteSrevice() ok !\n
"
);
188
}
189
bRet
=
TRUE;
190
BeforeLeave:
191
//
离开前关闭打开的句柄
192
if
(hServiceDDK)
193
{
194
CloseServiceHandle(hServiceDDK);
195
}
196
if
(hServiceMgr)
197
{
198
CloseServiceHandle(hServiceMgr);
199
}
200
return
bRet;
201
}
202
203
void
TestDriver()
204
{
205
//
测试驱动程序
206
HANDLE hDevice
=
CreateFile(
"
\\\\.\\HelloDDK
"
,
207
GENERIC_WRITE
|
GENERIC_READ,
208
0
,
209
NULL,
210
OPEN_EXISTING,
211
0
,
212
NULL);
213
if
( hDevice
!=
INVALID_HANDLE_VALUE )
214
{
215
printf(
"
Create Device ok ! \n
"
);
216
}
217
else
218
{
219
printf(
"
Create Device faild %d ! \n
"
, GetLastError() );
220
}
221
CloseHandle( hDevice );
222
}
223
224
int
main(
int
argc,
char
*
argv[])
225
{
226
//
加载驱动
227
BOOL bRet
=
LoadNTDriver(DRIVER_NAME,DRIVER_PATH);
228
if
(
!
bRet)
229
{
230
printf(
"
LoadNTDriver error\n
"
);
231
return
0
;
232
}
233
//
加载成功
234
235
printf(
"
press any to create device!\n
"
);
236
getch();
237
238
TestDriver();
239
240
//
这时候你可以通过注册表，或其他查看符号连接的软件验证。
241
printf(
"
press any to unload the driver!\n
"
);
242
getch();
243
244
//
卸载驱动
245
UnloadNTDriver(DRIVER_NAME);
246
if
(
!
bRet)
247
{
248
printf(
"
UnloadNTDriver error\n
"
);
249
return
0
;
250
}
251
252
return
0
;
253
}
254
255
关于WDM驱动的手工加载，见[1]。
13、NT驱动程序的基本结构
1）数据结构
DEVICE_OBJECT
The DEVICE_OBJECT structure is used by the operating system to represent a device object. A device object represents a logical, virtual, or physical device for which a driver handles I/O requests.
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff543147%28VS.85%29.aspx
每个设备对象指针指向向一个设备对象，最后一个设备对象指向空。
图 设备对象布局图 P92
设备扩展对象定义自己定义的结构体，驱动程序中尽是避免使用全局变量，因为会影响同步，而把全局变量存在设备扩展里。
driver object
Each driver object represents the image of a loaded kernel-mode driver. A pointer to the driver object is an input parameter to a driver's DriverEntry, AddDevice, and optional Reinitialize routines and to its Unload routine, if any.
每个驱动程序与唯一的驱动对象相对应，这个驱动对象是在驱动加载时候，被内核中的对象管理器创建。驱动对象为驱动和个实例被内核加载，并且一个驱动只能加载一个实例。
图 驱动对象布局图 P88
其它参见：
http://www.cnblogs.com/mydomain/archive/2010/10/16/1853235.html
14、DriverEntry主要是对系统进程创建的驱动对象进行初始化。
15、WDM程序的基本结构
一般都是基于分层的，完成一个设备的操作，至少要由两个驱动设备共同完成。一个是PDO（物理设备对象），一个是FDO（功能设备对象），其关系是附加与被附加关系。当PC中插入某个设备时，总线驱动自动创建PDO，由PDO引出FDO。
图 FDO与PDO P103
过滤驱动不是必须的。
与NT的不同：
· 增加了对AddDevice函数的设备。操作系统加载PDO后，调用驱动的AddDevice例程，AddDevice例程负责创建FDO，并且附加到PDO之上。
·设备对象在AddDevice例程中创建。
·必须加入IRP_MJ_PNP的派遣回调函数。
PDO会通过AttachedDevice子域知道它上面的设备是FDO或过滤驱动，但是不知道下面的，可以通过定制自己的设备扩展来记录地址。
16、设备的层次结构
图 设备对象堆栈 P104
图 垂直结构 P111,P113
参考
【1】Windows 驱动开发技术详解
【2】http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff565757%28VS.85%29.aspx
【3】Windows驱动学习笔记，灰狐