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。