NDIS驱动结构

今天本来想发篇正式点的BLOG，没想到没有保存住， 以后word打开不敢随便关闭啥提示了。

以下是网络上的文章的摘录，但已经能反应整个的思路过程。

NDIS驱动结构简介

 

    其中，最上层是一个NDIS Protocol Driver，它向上提供一个Transport Driver Interface(TDI)，向下通过NDIS接口与下面的NDIS中间层的上边界交互，NDIS中间层的下边界通过NDIS接口与下层的NDIS Miniport Driver交互。最后，由NDIS Miniport Driver利用NDIS接口与物理网络设备NetCard交互。NetCard是由不同的网卡设备产商提供的，而NDIS接口库是由Microsoft开发好的，为什么NDIS Miniport Driver不是直接与物理网卡交互，而是通过NDIS接口与下物理网卡交互呢？(我想很多人都会和我当初一样，有这个疑问)。
    事实上，这是由于Windows系统为了提高可移植性，而设计出一个硬件抽象层(HAL)，硬件抽象层在内部处理不同的硬件之间的差异，并且暴露出一个统一的接口给核心驱动开发者。例如：在Intel构架的系统中，内存和外部设备的端口采用分别编址，如果要从某个外部设备的端口上读写数据的话，可能要通过专用指令IN/OUT读写，而在Alpha构架的系统上，采用的是统一编址的方式，所以对外部设备的IO端口进行读写的话还是通过访问内存的指令，HAL提供一组服务支持函数，如果要访问外部设备上的端口数据可以使用READ_PORT_UCHAR/WRITE_PORT_UCHAR等等，核心驱动开发者不用去考虑不同硬件构架的之间的差异。在NDIS Miniport Driver中，NetCard驱动的程序，正是这样通过NDIS接口提供的一组类似功能的函数，与物理的网络设备进行交互。其中，最上层是一个NDIS Protocol Driver，它向上提供一个Transport Driver Interface(TDI)，向下通过NDIS接口与下面的NDIS中间层的上边界交互，NDIS中间层的下边界通过NDIS接口与下层的NDIS Miniport Driver交互。最后，由NDIS Miniport Driver利用NDIS接口与物理网络设备NetCard交互。

 

NDIS接口简介

原来的通信可以看成下面的样子：

协议栈处理过信息后发给Minport,或则Minport接受信息后发给协议栈，而我们在中间加了一层后变成下图所示：

 

在wddk中passthru的例子来说具体的各个接口如下图所示：

 

1. 1.底层驱动使用NdisMIndicateReceive / NdisMEthIndicateReceive通知上层已经收到数据报文
2. 2.在PtReceive中如果通过NdisGetReceivedPacket得到了一个完整的packet，就分配我们自己的MyPacket，根据底下传上来的packet设置MyPacket，然后调用NdisMIndicateReceivePacket通知NDIS，NDIS会接着调用上层协议驱动的相应PtReceive例程。如果此时MyPacket的status是NDIS_STATUS_RESOURCES，我们就在本函数中释放我们分配的MyPacket；否则我们在上层发送4的时候，在MPReturnPacket中释放MyPacket.
3. 3.在PtReceive中如果通过NdisGetReceivedPacket不能得到一个完整的packet，那我们就直接调用NdisMEthIndicateReceive等函数通知NDIS。
4. 4.当上层协议驱动得到了一个完整的数据报文并且处理完毕以后，它会调用NdisReturnPacket，然后NDIS会调用我们的MPReturnPacket.
5. 5.在我们的MPReturnPacket中，释放我们自己分配的MyPacket，然后同样的向下层调用NdisReturnPacket。下层会释放他们自己分配的packet
6. 6.如果3发生，当底层miniport驱动收到了一个完整的数据报文，它会调用NdisMEthIndicateReceiveComplete，然后NDIS会调用我们的PtReceiveComplete
7. 7.我们的PtReceiveComplete同样的会调用NdisMEthIndicateReceiveComplete，通知NDIS“我们已经收到了完整的报文”
8. 8.当上层协议驱动得知底层已经收到了完整的数据报文以后，可能会调用NdisTransferData，要求下层把剩余的数据传上来。
9. 9.8的调用会导致NDIS调用我们的MPTransferData例程。在MPTransferData中，做同样的调用NdisTransferData。注意该函数的返回值：如果返回success，说明剩余的数据立刻就传上来了。此时会立即返回。10、11两步骤就不会调用；如果返回pending，表明底层在此阻塞，底层会在稍后的时候调用10
10. 10.当底层miniport驱动做好了一个完整的packet，它会调用NdisTransferDataComplete
11. 11.同样在我们的PtTransferDataComplete中，会作出同样的调用。
12. 
    

发送示例如下：

1.Protocol driver调用NdisSend向下层发送数据报文。

2. Passthru的MPSend/MPSendPacket例程根据上层传下来的数据报文分配MyPacket，调用NdisSend发送到下层。如果返回pending，就在PtSendComplete中释放我们的MyPacket；否则就在本函数中紧接着释放MyPacket。

3. 当下层miniport driver发送完成MyPacket以后，会调用NdisMSendComplete

4. NDIS接着调用passthru的PtSendComplete，在这个函数里边，我们应该释放MyPacket，并且通知上层protocol driver去释放它们的packet。

 

丢包模拟概要

知道这个过程之后就可以模拟丢包，整体架构如下：

 

下面为丢包模拟结构图：

(1)协议驱动调用NdisSend 向下层发送数据包Packet；
(2)NDIS 调用中间层驱动的MPSendPackets 函数将上层传递下来的数据包构建另一个数据包MyPacket，同样调用NdisSend 将此数据包传递到下一层驱动。如果返回pending，就在步骤(5)中释放MyPacket 的资源，否则在本函数中立即释放资源；
(3)网卡驱动收到从中间层传递下来的MyPacket；
(4)网卡驱动调用NdisSend 发送MyPacket；
(5)网卡驱动调用NdisMSendComplete，NDIS 接着调用中间层的PtSendComplete 函数释放步骤(2)中MyPacket 的所有资源，并通知上层协议驱动释放步骤(1)中Packet 的资源；
(6)协议驱动释放Packet 的所有资源。

本文对中间层驱动程序进行修改，在步骤(2)中间层中的MPSendPackets 函数中完成步骤(5)，网卡驱动就无法得到上层传递的数据包从而实现了包丢弃。修改后发送流程如图3中虚线所示。