驱动程序简单入门
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了驱动程序简单入门相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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:1)PDRIVER_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和IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL的参数
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
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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_CREATE]=
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE]=
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL]=HelloWorldDispatch;
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);
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完整代码:
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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。
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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:
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参考资料
《Windows 2000 DDK》
《Windows 2000 驱动程序设计》
附录代码:
#ifndef __HELLOWORLD_C__
#define __HELLOWORLD_C__
#define DEBUGMSG
#include <ntddk.h>
#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);
//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=0; //设备名称
UNICODE_STRING DeviceLinkString=0; //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("IoCreateDevice() error reports 0x%08X\\n",ntStatus);
#endif
return ntStatus;
RtlInitUnicodeString(&DeviceLinkString,DOS_DEVICE_NAME);
//创建符号连接
ntStatus=IoCreateSymbolicLink(&DeviceLinkString,&DeviceNameString);
if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
#ifdef DEBUGMSG
DbgPrint("IoCreateSymbolicLink() error reports 0x%08X\\n",ntStatus);
#endif
if (lpDeviceObject)
IoDeleteDevice(lpDeviceObject);
return ntStatus;
//设置IRP派遣例程和卸载例程
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE]=
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE]=
DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL]=HelloWorldDispatch;
DriverObject->DriverUnload=HelloWorldUnLoad;
return ntStatus;
NTSTATUS HelloWorldDispatch (IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject,IN PIRP pIrp)
NTSTATUS ntStatus=STATUS_SUCCESS;
PIO_STACK_LOCATION IrpStack=NULL; //IRP堆栈
ULONG IoControlCodes=0; //I/O控制代码
//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=0;
PDEVICE_OBJECT DeviceObjectTemp1=NULL;
PDEVICE_OBJECT DeviceObjectTemp2=NULL;
#ifdef DEBUGMSG
DbgPrint("Starting HelloWorldUnLoad()\\n");
#endif
RtlInitUnicodeString(&DeviceLinkString,DOS_DEVICE_NAME);
if (DeviceLinkString.Buffer)
IoDeleteSymbolicLink(&DeviceLinkString);
if (DriverObject)
DeviceObjectTemp1=DriverObject->DeviceObject;
while (DeviceObjectTemp1)
DeviceObjectTemp2=DeviceObjectTemp1;
DeviceObjectTemp1=DeviceObjectTemp1->NextDevice;
IoDeleteDevice(DeviceObjectTemp2);
#endif
用户态程序:
#define DEBUGMSG
#include <windows.h>
#include <winioctl.h>
#include <stdio.h>
#define DEVICE_FILTER_INDEX 0x860
#define START_HELLPWORLD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,DEVICE_FILTER_INDEX,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define STOP_HELLPWORLD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,DEVICE_FILTER_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
//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,NULL,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,NULL,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[E.S.T]\\n"
"主页:www.eviloctal.com\\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);
以上是关于驱动程序简单入门的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章