WDM驱动程序是一种很新的东西,相信很多人都跟我一样,对它很感兴趣,但是又找不到学习的切入点。究其原因,还是因为WDM是一种非常“死板板”的程序,它一运行就是工作在系统的底层RING 0处,提供各种接口给应用程序调用。也正因为如此,它不像普通的应用程序一样,可以很快地上手——更多的时候,你是在阅读它的技术资料和各种接口信息,你还要非常地熟悉系统底层的工作原理,否则一个不小心,就“蓝屏”了,呵呵——话说回来,写驱动程序的时候,死机是家常便饭。
因此很多人都对WDM望而生畏了。回想一下,我刚开始学WDM的情形还历历在目——看书看了整整3天,但是看完之后好像跟没看也差不了多少,还是不知道怎么入门,甚至连怎么写一个“Hello World”都不知道——后来才知道其实WDM是没有所谓的“Hello World”程序的,唉,真是痛苦啊,这主要还是因为网络上的WDM资料太少造成的。为了不让大家重蹈我的覆辙并对WDM有个感性的认识,在此我给出一个最简单的完整的WDM框架,并附有注释,姑且可以算是一个入门的“Hello World”吧。
废话少说,让我们马上开始研究,要求读者已安装DDK 2000。(在Win98中我还没有测试过,不清楚是否能正常运行)
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程序名称:Hello World for WDM
文件名称:HelloWDM.cpp
作者:罗聪
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
***************************************************************/
//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 PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
//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;
}
/***************************************************************
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,所以对于初学者来说还是很有参考价值的。至于怎么编译及安装,留待下次再讲,敬请留意。(不是我想卖关子啊,这些步骤实在是很麻烦的,要另外写一篇文章才说得清楚哦!)
WDM驱动程序入门(2)――驱动程序的小秘密 | |||||||||||||
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WDM驱动程序入门(3)——安装步骤
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,所以我也不打算介绍如何在98 DDK中进行编译,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。(Well……其实这样也好。)
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 $(NTMAKEENV)/makefile.def |
正如它所述,不要编辑这个文件。事实上每个WDM程序所需要的makefile的内容都是一样的,也就是说,我们只需要简单地copy一个makefile到新的项目中就可以了。(呵呵,是不是很方便呢?)
2、 Sources
TARGETNAME=HelloWDM TARGETTYPE=DRIVER DRIVERTYPE=WDM TARGETPATH=OBJ INCLUDES=$(BASEDIR)/inc;/ $(BASEDIR)/inc/ddk;/ TARGETLIBS=$(BASEDIR)/lib/*/free/usbd.lib/ SOURCES=HelloWDM.cpp/ |
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。
·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。
我们还要干什么呢?…………对啦,就是安装它!不然辛辛苦苦编译出来有什么用?
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)。由于INF文件的各个字段含义比较复杂,限于篇幅,我在这里就不详细讲解了,请读者自行参阅有关的文章或者书籍。
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。
呼~~~~~~终于讲完了,各位看官看明白了吗?如果还不明白,欢迎来信,lcother@163.net,我们共同讨论!!
(好累啊!写文章比写程序还辛苦……Zzzz……)