[Windows驱动开发]（二）基础知识—

本节主要介绍驱动开发的一些基础知识。

1. 驱动程序的基本组成

1.1. 最经常见到的数据结构

a. DRIVER_OBJECT驱动对象

[cpp] view plaincopy

// WDK中对驱动对象的定义
// 每个驱动程序都会有一个唯一的驱动对象与之对应
// 它是在驱动加载时被内核对象管理程序创建的
typedef struct _DRIVER_OBJECT {
CSHORT Type;
CSHORT Size;
//
// The following links all of the devices created by a single driver
// together on a list, and the Flags word provides an extensible flag
// location for driver objects.
//
PDEVICE_OBJECT DeviceObject;
ULONG Flags;
//
// The following section describes where the driver is loaded. The count
// field is used to count the number of times the driver has had its
// registered reinitialization routine invoked.
//
PVOID DriverStart;
ULONG DriverSize;
PVOID DriverSection;
PDRIVER_EXTENSION DriverExtension;
//
// The driver name field is used by the error log thread
// determine the name of the driver that an I/O request is/was bound.
//
UNICODE_STRING DriverName;
//
// The following section is for registry support. Thise is a pointer
// to the path to the hardware information in the registry
//
PUNICODE_STRING HardwareDatabase;
//
// The following section contains the optional pointer to an array of
// alternate entry points to a driver for "fast I/O" support. Fast I/O
// is performed by invoking the driver routine directly with separate
// parameters, rather than using the standard IRP call mechanism. Note
// that these functions may only be used for synchronous I/O, and when
// the file is cached.
//
PFAST_IO_DISPATCH FastIoDispatch;
//
// The following section describes the entry points to this particular
// driver. Note that the major function dispatch table must be the last
// field in the object so that it remains extensible.
//
PDRIVER_INITIALIZE DriverInit;
PDRIVER_STARTIO DriverStartIo;
PDRIVER_UNLOAD DriverUnload;
PDRIVER_DISPATCH MajorFunction[IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION + 1];
} DRIVER_OBJECT;
typedef struct _DRIVER_OBJECT *PDRIVER_OBJECT;

参数说明：

DeviceObject : 每个驱动程序都会有至少一个设备对象。每个设备对象都有一个指向下一个设备对象的指针，最后一个设备对象指向空。此参数指的是驱动对象的第一个设备对象。设备对象的创建与删除都是由程序员自行处理的。
DriverName : 驱动名称，由UNICODE_STRING记录。一般格式为\Driver\[DriverName]。
HardwareDatabase : 设备的硬件数据库名称。一般格式为\REGISTRY\MACHINE\HARDWARE\DESCRIPTION\SYSTEM。
DriverStartIo : 记录StartIO派发函数地址，用于序列化操作。
DriverUnload : 指定驱动卸载时的回调函数地址。
MajorFunction : 记录处理IRP的派发函数的函数地址。
FastIoDispatch : 文件驱动中会用到此成员，用于处理快速IO请求。

驱动对象图解：

b. DEVICE_OBJECT设备对象

[cpp] view plaincopy

// WDK定义的设备对象
typedef struct DECLSPEC_ALIGN(MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT) _DEVICE_OBJECT {
CSHORT Type;
USHORT Size;
LONG ReferenceCount;
struct _DRIVER_OBJECT *DriverObject;
struct _DEVICE_OBJECT *NextDevice;
struct _DEVICE_OBJECT *AttachedDevice;
struct _IRP *CurrentIrp;
PIO_TIMER Timer;
ULONG Flags; // See above: DO_...
ULONG Characteristics; // See ntioapi: FILE_...
__volatile PVPB Vpb;
PVOID DeviceExtension;
DEVICE_TYPE DeviceType;
CCHAR StackSize;
union {
LIST_ENTRY ListEntry;
WAIT_CONTEXT_BLOCK Wcb;
} Queue;
ULONG AlignmentRequirement;
KDEVICE_QUEUE DeviceQueue;
KDPC Dpc;
//
// The following field is for exclusive use by the filesystem to keep
// track of the number of Fsp threads currently using the device
//
ULONG ActiveThreadCount;
PSECURITY_DESCRIPTOR SecurityDescriptor;
KEVENT DeviceLock;
USHORT SectorSize;
USHORT Spare1;
struct _DEVOBJ_EXTENSION *DeviceObjectExtension;
PVOID Reserved;
} DEVICE_OBJECT;
typedef struct _DEVICE_OBJECT *PDEVICE_OBJECT;

参数说明：

DriverObject : 指向驱动程序中的驱动对象。如果多个设备对象属于同一个驱动程序，则它们所指的驱动对象是相同的。
NextDevice : 指向下一个设备对象。
AttachedDevice : 指向下一个设备对象。如果有更高一层的驱动附加到这个驱动的时候，其指向的就是更高一层的那个驱动。
CurrentIrp : 使用StartIO派发函数的时候，它指向的是当前的IRP结构
Flags : 标志域，32位无符号整形，其值有以下几种：
1. DO_BUFFERED_IO : 读写操作使用缓冲方式（系统复制缓冲区）访问用户模式数据。
2. DO_EXCLUSIVE : 一次只允许一个线程打开设备句柄。
3. DO_DIRECT_IO : 读写操作使用直接方式（内存描述表）访问用户模式数据。
4. DO_DEVICE_INITIALIZING : 设备对象正在初始化。
5. DO_POWER_PAGABLE : 必须在PASSIVE_LEVEL级上处理IRP_MJ_PNP请求。
6. DO_POWER_INRUSH : 设备上电期间需要大电流。

DeviceExtension : 指向设备扩展对象。设备扩展对象是一个程序员自己定义的结构体。在驱动程序中，应该尽量避免全局变量的使用，因为全局变量不容易同步，所以将全局变量存在设备扩展中是一个非常好的解决方案。
DeviceType : 设备类型，常用的设备类型有：
1. FILE_DEVICE_BEEP：蜂鸣器设备对象。
2. FILE_DEVICE_CD_ROM：CD光驱设备对象。
3. FILE_DEVICE_CD_ROM_FILE_SYSTEM：CD光驱文件系统设备对象。
4. FILE_DEVICE_CONTROLLER：控制器设备对象。
5. FILE_DEVICE_DATALINK：数据链设备对象。
6. FILE_DEVICE_DFS：DFS设备对象。
7. FILE_DEVICE_DISK：磁盘设备对象。
8. FILE_DEVICE_DISK_FILE_SYSTEM：磁盘文件系统设备对象。
9. FILE_DEVICE_FILE_SYSTEM：文件系统设备对象。
10. FILE_DEVICE_INPORT_PORT：输入端口设备对象。
11. FILE_DEVICE_KEYBOARD：键盘设备对象。
12. FILE_DEVICE_MAILSLOT：邮槽设备对象。
13. FILE_DEVICE_MIDI_IN：MIDI输入设备对象。
14. FILE_DEVICE_MIDI_OUT：MIDI输出设备对象。
15. FILE_DEVICE_MOUSE：鼠标设备对象。
16. FILE_DEVICE_MULTI_UNC_PROVIDER：多UNC设备对象。
17. FILE_DEVICE_NAMED_PIPE：命名管道设备对象。
18. FILE_DEVICE_NETWORK：网络设备对象。
19. FILE_DEVICE_NETWORK_BROWSER：网络浏览器设备对象。
20. FILE_DEVICE_NETWORK_FILE_SYSTEM：网络文件系统设备对象。
21. FILE_DEVICE_NULL：空设备对象。
22. FILE_DEVICE_PARALLEL_PORT：并口设备对象。
23. FILE_DEVICE_PHYSICAL_NETCARD：物理网卡设备对象。
24. FILE_DEVICE_PRINTER：打印机设备对象。
25. FILEDEVICE_SCANNER：扫描仪设备对象。
26. FILE_DEVICE_SERIAL_MOUSE_PORT：串口鼠标设备对象。
27. FILE_DEVICE_SERIAL_PORT：串口设备对象。
28. FILE_DEVICE_SCREEN：屏幕设备对象。
29. FILE_DEVICE_SOUND：声音设备对象。
30. FILE_DEVICE_STREAMS：流设备对象。
31. FILE_DEVICE_TAPE：磁带设备对象。
32. FILE_DEVICE_TAPE_FILE_SYSTEM：磁带文件系统设备对象。
33. FILE_DEVICE_TRANSPORT：传输设备对象。
34. FILE_DEVICE_UNKNOW：未知设备对象。
35. FILE_DEVICE_VIDEO：视频设备对象。
36. FILE_DEVICE_VIRTUAL_DISK：虚拟磁盘设备对象。
37. FILE_DEVICE_WAVE_IN：声音输入设备对象。
38. FILE_DEVICE_WAVE_OUT：声音输出设备对象。
39. FILE_DEVICE_8042_PORT：8042端口设备。
40. FILE_DEVICE_NETWORK_REDIRECTOR：网卡设备对象。
41. FILE_DEVICE_BATTERY：电池设备对象。
42. FILE_DEVICE_BUS_EXTENDER：总线扩展设备对象。
43. FILE_DEVICE_MODEM：调制解调器设备对象。
44. FILE_DEVICE_VDM：VDM设备对象。
45. FILE_DEVICE_MASS_STORAGE：大容量存储设备对象。
46. FILE_DEVICE_SMB：SMB设备对象。
47. FILE_DEVICE_KS：内核流设备对象。
48. FILE_DEVICE_CHANGER：充电设备对象。
49. FILE_DEVICE_SMARTCARD：智能卡设备对象。
50. FILE_DEVICE_ACPI：ACPI设备对象。
51. FILE_DEVICE_DVD：DVD设备对象。

根据设备的需要，需要填写响应的设备类型。当制作虚拟设备时，应当选择FILE_DEVICE_UNKONWN类型的设备。

StackSize : 在多层驱动情况下，驱动与驱动之间会形成类似堆栈的结构。IRP会依次从最高层传递到最底层。StackSize就是驱动的层数。
AlignmentRequirement : 设备在大容量传输的时候，需要内存对齐，以保证传输速度。

c. 设备扩展

设备对象中只包含了设备的基本信息，如果需要保存其他的信息可以使用设备扩展。

设备扩展是由程序员自定义的，可以按照自己的需要添加相关的信息。设备扩展保存在非分页内存中。

在驱动程序中应该尽量避免使用全局函数，因为全局函数往往导致函数的不可重入性。将全局变量以设备扩展方式储存，加以适当的同步保护措施是一个很好的解决方案。除此之外设备扩展往往还会记录一下信息：

设备对象的反向指针。

设备状态或驱动环境信息。

中断对象指针。

控制器对象指针。

由于设备扩展是驱动程序专用的，它的结构必须在驱动程序的头文件中定义。

[Windows驱动开发]（二）基础知识——数据结构相关推荐

NT内核和驱动开发的基础知识-笔记
这是我在学习NT内核和驱动开发的基础知识时记录的一些笔记,不是连续的教程,欢迎指正错误的地方 ----------------------------------------------------- ...
Windows驱动开发二：Windbg源码调试
在windbg中源码调试,编译好测试的驱动文件到指定路径打开 windbg-> Open source file 打开在原代码文件同级目录中有编译打符号文件,Settings->Defa ...
WIFI驱动开发——WIFI基础知识汇总
文章目录 1. Wi-Fi起源 2. Wi-Fi定义 3. WLAN 4. 802.11协议标准 5. Wi-Fi所采用的技术 6. Wi-Fi相关术语 7. 参考文章 1. Wi-Fi起源现在我们 ...
Windows驱动开发学习笔记（二）—— 驱动调试内核编程基础
Windows驱动开发学习笔记(二)-- 驱动调试&内核编程基础基础知识驱动调试 PDB(Program Debug Database) WinDbg 加载 PDB 实验:调试 .sys ...
Windows驱动开发基础（五）驱动程序的数据结构
Windows驱动开发基础:驱动程序的数据结构.转载请标明出处:http://blog.csdn.net/ikerpeng/article/details/38794405 I/O管理器定义了一些数据 ...
windows 驱动开发入门——驱动中的数据结构
最近在学习驱动编程方面的内容,在这将自己的一些心得分享出来,供大家参考,与大家共同进步,本人学习驱动主要是通过两本书--<独钓寒江 windows安全编程> 和 <windows驱动 ...
《Windows驱动开发技术详解》学习笔记
Abstract 如果推荐 Windows 驱动开发的入门书,我强烈推荐<Windows驱动开发技术详解>.但是由于成书的时间较早,该书中提到的很多工具和环境都已不可用或找不到,而本文 ...
Windows驱动开发书籍简介
分享到一键分享 QQ空间新浪微博百度搜藏人人网腾讯微博百度相册开心网腾讯朋友百度贴吧豆瓣网搜狐微博百度新首页 QQ好友和讯微博更多... 百度分享首页我的主页相册广 ...
Windows驱动开发学习笔记（七）—— 多核同步内核重载
Windows驱动开发学习笔记(七)-- 多核同步基础知识并发与同步分析 InterlockedIncrement 原子操作相关API 内核文件多核同步临界区示例一:错误的临界区示例二: ...
c语言windows驱动编程入门,Windows驱动开发技术详解 PDF扫描版[175MB]
Windows驱动开发技术详解由浅入深.循序渐进地介绍了windows驱动程序的开发方法与调试技巧.本书共分23章,内容涵盖了windows操作系统的基本原理.nt驱动程序与wdm驱动程序的构造.驱动 ...

[Windows驱动开发]（二）基础知识——数据结构

[Windows驱动开发]（二）基础知识——数据结构相关推荐

最新文章

热门文章