创建IRP的相关内容

篇一：

在驱动程序中，经常会调用其他的驱动程序；其中，手动构造IRP，然后将IRP传递到相应驱动程序的派遣函数中是一种比较简单的方法，下面就来介绍下手动创建IRP的几种不同的方法及其特点。

创建IRP总共有4种方法。分别通过调用：IoBuildSynchronousFsdRequest、IoBuildAsynchronousFsdRequest、IoBuildDeviceIoControl和IoAllocateIrp这4个内核函数来完成。这其中，IoAllocateIrp是比较底层的内核函数，其余的三个内核函数是属于靠近上层的内核函数，而且这三个函数都是通过调用IoAllocateIrp实现的。

这几个函数都是文档化的函数，原型都可以在DDK Documentation中查到，这里就不多说了，下面主要来说说它们的不同点：

1. 可创建的IRP类型

这四个函数可以创建的IRP的类型是不同的。IoBuildSynchronousFsdRequest用于创建同步的IRP请求，但是只可以创建以下类型的IRP：IRP_MJ_PNP,IRP_MJ_READ,IRP_MJ_WRITE,IRP_MJ_FLUSH_BUFFERS和IRP_MJ_SHUTDOWN；IoBuildAsynchronousFsdRequest可创建的IRP类型和IoBuildSynchronousFsdRequest一样（从名字就可以看出来），只是它是用来创建异步的IRP请求。IoBuildDeviceIoControl可以创建的IRP类型为：IRP_MJ_DEVICE_CONTROL和IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL。而且IoBuildDeviceIoControl只能创建同步的IRP。在这三个函数中，都有一个ULONG的输入参数指定创建的IRP类型。IoAllocateIrp函数的使用比较灵活，他可以创建任意类型的IRP，但不是由参数指定，而是创建后自行填写，要求用户对IRP的结构有比较熟悉的理解。

2. 创建后IRP对象的删除

IoBuildSynchronousFsdRequest、IoBuildAsynchronousFsdRequest和IoBuildDeviceIoControl内核函数在创建完IRP后，不需要程序员负责删除IRP，操作系统会自动删除。而用IoAllocateIrp内核函数创建IRP时，需要程序员自己调用IoFreeIrp内核函数删除IRP对象。

3. 关联的事件

IoBuildSynchronousFsdRequest和IoBuildDeviceIoControl在创建IRP时，需要为它们准备好一个事件，这个事件会和IRP请求相关联，当IRP请求被结束时该事件触发。程序中要用KeWaitForSingleObject函数等待。IoBuildAsynchronousFsdRequest函数创建IRP时则不需要准备事件，不过可以通过IRP的UserEvent子域来通知IRP请求的结束。

当执行IoCompleteRequest内核函数时，操作系统会检查IRP的UserEvent子域是否为空。如果该子域为空，则它代表一个事件指针，这时IoCompleteRequest会设置这个事件。

篇2：

近来学习Windows内核方面的东西，觉得对I/O处理过程没有一个总体的概念。于是，就花了很长的时间搜集了很多这方面的知识总结了一下。

在Windows内核中的请求基本上是通过 I/ORequest Packet 完成的。前面说过，设备对象是唯一可以接受请求的实体。下面，我就来详细地说下IRP请求是怎么样一步一步完成的。

首先，我们就需要知道IRP是怎么产生。IRP是由I/O管理器发出的，I/O管理器是用户态与内核态之间的桥梁，当用户态进程发出I/O请求时，I/O管理器就捕获这些请求，将其转换为IRP请求，发送给驱动程序。I/O管理器无疑是非常重要的，具有核心地位。它负责所有I/O请求的调度和管理工作，根据请求的不同内容，选择相应的驱动程序对象，设备对象，并生成、发送、释放各种不同的IRP。整个I/O处理流程是在它的指挥下完成的。

一个IRP是从非分页内存中分配的可变大小的结构，它包括两部分：IRP首部和辅助请求参数数组，如图1所示。这两部分都是由I/O管理器建立的。

图1 IRP简单结构图

IRP首部中包含了指向IRP输入输出缓冲区指针、当前拥有IRP的驱动指针等。

紧接着首部的是一个IO_STACK_LOCATION结构的数组。它的大小由设备栈中的设备数确定（设备栈的概念会在下文中阐述）。IO_STACK_LOCATION结构中保存了一个I/O请求的参数及代码、请求当前对应的设备指针、完成函数指针（IoCompletion）等。

那么，由I/O管理器产生的IRP请求发送到哪去了呢？这里我们就要来说说设备栈的概念了，操作系统用设备对象（device object）表示物理设备，每一个物理设备都有一个或多个设备对象与之相关联，设备对象提供了在设备上的所有操作。也有一些设备对象并不表示物理设备。一个唯软件驱动程序（software-only driver，处理I/O请求，但是不把这些请求传递给硬件）也必须创建表示它的操作的设备对象。设备常常由多个设备对象所表示，每一个设备对象在驱动程序栈（driver stack）中对应一个驱动程序来管理设备的I/O请求。一个设备的所有设备对象被组织成一个设备栈（device stack）。而且，IO_STACK_LOCATION数组中的每个元素和设备栈中的每个设备是一一对应的，一般情况下，只允许层次结构中的每个设备对象访问它自己对应的IO_STACK_LOCATION。无论何时，一个请求操作都在一个设备上被完成，I/O管理器把IRP请求传递给设备栈中顶部设备的驱动程序（IRP是传递给设备对象的，通过设备对象的DriverObject成员找到驱动程序）。驱动程序访问它对应的设备对象在IRP中IO_STACK_LOCATION数组中的元素检查参数，以决定要进行什么操作（通过检查结构中的MajorFunction字段，确定执行什么操作及如何解释Parameters共用体字段的内容）。驱动程序可以根据IO_STACK_LOCATION结构中的MajorFunction字段进行处理。每一个驱动或者处理IRP，或者把它传递给设备栈中下一个设备对象的驱动程序。

传递IRP请求到底层设备的驱动程序需要经过下面几个步骤：

1. 为下一个IO_STACK_LOCATION结构设置参数。可以有以下两种方式：

· 调用IoGetNextIrpStackLocation函数获得下个结构的指针，再对参数进行赋值；

· 调用IoCopyCurrentIrpStackLocationToNext函数（如果第2步中驱动设置了IoCompletion函数），或者调用IoSkipCurrentIrpStackLocation函数（如果第2步中驱动没有设置IoCompletion函数）把当前的参数传递给下一个。

2. 如果需要的话，调用IoSetCompletionRoutine函数设置IoCompletion函数进行后续处理。

3. 调用IoCallDriver函数将IRP请求传递给下一层驱动。这个函数会自动调整IRP栈指针，并且执行下一层驱动的派遣函数。

当驱动程序把IRP请求传递给下一层驱动之后，它就不再拥有对该请求的访问权，强行访问会导致系统崩溃。如果驱动程序在传递完之后还想再访问该请求，就必须要设置IoCompletion函数。IRP请求可以再其他驱动程序或者其他线程中完成或取消。

当某一驱动程序调用IoCompleteRequest函数时，I/O操作就完成了。这个函数使得IRP的堆栈指针向上移动一个位置，如图2所示：

图2 IRP完成时栈指针的移动

图2所示的当C驱动程序调用完IoCompleteRequest函数后I/O栈的情况。左边的实线箭头表明栈指针现在指向驱动B的参数和回调函数；虚线箭头是之前的情况。右边的空心箭头指明了IoCompletion函数被调用的顺序。

如果驱动程序把IRP请求传递给设备栈中的下层设备之前设置了IoCompletion函数，当I/O栈指针再次指回到该驱动程序时，I/O管理器就将调用该IoCompletion函数。

IoCompletion函数的返回值有两种：

（1）STATUS_CONTINUE_COMPLETION：告诉I/O管理器继续执行上层驱动程序的IoCompletion函数。

（2）STATUS_MORE_PROCESSING_REQUIRED：告诉I/O管理器停止执行上层驱动程序，并将栈指针停在当前位置。在当前驱动程序调用IoCompleteRequest函数后再继续执行上层驱动的IoCompletion函数。

当所有驱动都完成了它们相应的子请求时，I/O请求就结束了。I/O管理器从Irp‑>IoStatus.Status成员更新状态信息，从Irp‑>IoStatus.Information成员更新传送字节数。

写的比较仓促，如有不正之处，希望大家指教！

篇3：

代码及EzDriverInstaller下载地址： http://www.rayfile.com/zh-cn/files/9840cf8f-c41f-11e1-b25b-0015c55db73d/

(编译环境：VS2008+DDK库（参考:Window XP驱动开发(十六) XP下新建驱动程序工程并编译的第二种方法）)

我有一篇文章是介绍以文件句柄形式调用其它驱动程序的方法：

Window XP驱动开发(十五) 驱动程序调用驱动程序（以文件句柄形式）

现在介绍以设备指针调用其它驱动程序的方法。

1、通过设备指针调用其他驱动程序

前面介绍了如何使用ZwCreateFile内核函数打开设备，还介绍了如何用ZwReadFile内核函数读取设备。

这些操作和应用程序中的CreateFile和ReadFile 函数的使用很类似。其实，CreateFile和ReadFile这两个API函数分别调用了ZwCreateFile和ZwReadFile内核函数。

ZwReadFile内核函数内部会创建IRP_MJ_READ类型的IRP，然后通过这个IRP传送到相应驱动的派遣函数中。

本节介绍的驱动程序调用其他驱动程序的方法，不是借用ZwCreateFile和ZwReadFile等内核函数，而是“手动”构造各个IRP，

然后将IRP传递到相应的驱动程序的派遣函数里。

1、1 用IoGetDeviceObjectPointer获得设备指针

每个内核中的句柄都会和一个内核对象的指针联系起来。例如，进程对象的句柄和进程对象的指针关联，

线程对象的句柄和线程对象的指针关联，内核事件句柄和内核对象关联。

ZwCreateFile内核函数可以通过设备名打开设备句柄，这个设备句柄和一个文件对象的指针关联。

IoGetDeviceObjectPointer内核函数可以通过设备名获得文件对象指针，而不是获得设备句柄，其声明如下：

[cpp] view plaincopy print?

IoGetDeviceObjectPointer(
__in PUNICODE_STRING ObjectName,
__in ACCESS_MASK DesiredAccess,
__out PFILE_OBJECT *FileObject,
__out PDEVICE_OBJECT *DeviceObject
);

IoGetDeviceObjectPointer(__in  PUNICODE_STRING ObjectName,__in  ACCESS_MASK DesiredAccess,__out PFILE_OBJECT *FileObject,__out PDEVICE_OBJECT *DeviceObject);

第一个参数ObjectName：设备名，用UNICODE字符串表示；

第二个参数DesiredAccess ：以什么样的权限得到设备句柄；

第三个参数FileObject：同时会返回一个和设备相关的文件对象指针；

第四个参数DeviceObejct：返回的设备对象指针。

Windows内核会为每一个对象指针保存一个“引用计数”，当对象被创建时引用计数为1。如果想引用这个对象，计数会加1。

如果删除对象时，Windows先将引用计数减1，如果引用计数不是0，系统不会删除对象。

当调用IoGetDeviceObjectPointer内核函数后，设备对象的引用计数就会加1，当用完这个设备对象后，应用调用ObDereferenceObject内核函数，

使其引用计数减1。

[cpp] view plaincopy print?

#define ObDereferenceObject(a) \
ObfDereferenceObject(a)

#define ObDereferenceObject(a)                                     \ObfDereferenceObject(a)

当第一次调用IoGetDeviceObjectPointer内核函数时，会根据设备名打开设备，这时文件对象指针计数为1。此后如果再次调用

IoGetDeviceObjectPointer打开设备，就不是真正地打开设备了，而是只将引用计数加1。打开设备时，系统会创建一个

IRP_MJ_CREATE类型的IRP，并将这个IRP传递到驱动程序的派遣函数中。

每次调用ObDereferenceObject内核函数都会将“引用计数”减1，如果减至0就会关闭设备。关闭设备时，系统会创建一个IRP_MJ_CLOSE类型的IRP，

将将其传递到相应驱动的派遣函数中。

从上述内容可以看出IoGetDeviceObjectPointer和ObDereferenceObject内核函数完全正确可以代替ZwCreateFile和ZwCloseFile内核函数。另外，这种方法还能获

得设备对象指针关联的文件对象指针。

1、2 创建IRP传递给驱动的派遣函数

本节介绍如何手动创建IRP，并将其传递给相应的程序程序。这样的好处是比ZwReadFile内核灵活。ZwReadFile内核函数是针对设备句柄操作的，而传递IRP是通过设备对象的指针操作。

（1）可以通过IoBuildSynchronousFsdRequest和IoBuildAsynchronousFsdRequest两个内核函数创建IRP，它们分别用来创建同步类型的IRP和异步类型的IRP。

这两个内核函数可以创建IRP_MJ_PNP、IRP_MJ_READ、IRP_MJ_WRITE、MJ_FLUSH_BUFFERS和IIRP_MJ_SHUTDOWN类型的IRP。

可以通过IoBuildDeviceIoControlRequest内核函数创建IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL和IRP_MJ_DEVICE_CONTROL两个类型的IRP，

这两个内核函数只能创建同步类型的IRP。

另外，还可以使用IoAllocateIrp内核函数，它可以创建任意类型的IRP。IoBuildSynchronousFsdRequest、IoBuildAsynchronousFsdRequest、IoBuildDeviceIoControlRequest这三个内核函数都是属于靠近上层的内核函数。

而IoAllocateIrp是比较底层的内核函数，以下三个内核都是通过IoAllocateIrp实现的。

（2）创建完IRP后，还要构造IRP的I/O堆栈，每层I/O堆栈对应一个设备对象。由于示例程序DriverA是单层驱动程序，所以只需要构造IRP的第一层I/O堆栈。

（3）最后是通过IoCallDriver内核函数调用相应的驱动。IoCallDriver 内核函数会根据IRP的类型，找到相应的派遣函数。

总结一下，手动创建IRP有以下几个步骤：

（1）先得到设备的指针。一种方法是用IoGetDeviceObjectPointer内核函数得到设备对象的指针；

另一种方法是通过ZwCreateFile内核函数先得到设备句柄，然后调用ObReferenceObjectByPointer内核函数通过设备句柄得到设备对象指针。

（2）手动创建IRP，有4个内核函数可以选择，它们是IoBuildSynchronousFsdRequest、IoBuildAsynchronousFsdRequest、IoBuildDeviceIoControlRequest和

IoAllocateIrq，其中IoAllocateIrp内核函数是最灵活的，使用也最复杂。

（3）构造IRP的I/O堆栈。

（4）调用IoCallDriver内核函数，其内部会调用设备对象的派遣函数。

1、3 用IoBuildSynchronousFsdRequest创建IRP

函数声明如下：

[cpp] view plaincopy print?

PIRP
IoBuildSynchronousFsdRequest(
__in ULONG MajorFunction,
__in PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
__inout_opt PVOID Buffer,
__in_opt ULONG Length,
__in_opt PLARGE_INTEGER StartingOffset,
__in PKEVENT Event,
__out PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock
);

PIRP
IoBuildSynchronousFsdRequest(__in  ULONG MajorFunction,__in  PDEVICE_OBJECT DeviceObject,__inout_opt PVOID Buffer,__in_opt ULONG Length,__in_opt PLARGE_INTEGER StartingOffset,__in  PKEVENT Event,__out PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock);

第一个参数MajorFunction：这个参数是创建的IRP的主类型，IoBuldSynchronousFsdRequest函数只支持IRP_MJ_PNP、IRP_MJ_READ、IRP_MJ_WRITE、MJ_FLUSH_BUFFERS和IIRP_MJ_SHUTDOWN。

第二个参数DeviceObject：这个参数是设备对象指针，IRP将会传递给这个设备对象。

第三个参数Buffer：对于IRP_MJ_READ和IRP_MJ_WRITE，Buffer指的是输入和输出缓冲区

第四个参数Length：这个参数是缓冲区的大小

第五个参数StartingOffset：这个参数是偏移量；

第六个参数Event：这个参数是同步事件，这个创建同步类型的IRP的关键，后面会有介绍。

使用IoBuildSynchronousFsdRequest内核函数创建同步类型的IRP，关键在于第六个参数Event 。

在调用IoBuildSynchronousFsdRequest之前，需要准备一个事件，这个事件会和IRP请求关联，当IRP请求被结束时该事件被触发。

IoBuildSynchronousFsdRequest和IoBuildAsynchronousFsdRequest内核函数之间的区别就是是否提供事件。

下面的代码演示了如何使用IoBuildSynchronousFsdRequest内核函数创建同步类型IRP（在代码中的DriverB工程中）：

[cpp] view plaincopy print?

NTSTATUS HelloDDKRead(IN PDEVICE_OBJECT pDevObj,
IN PIRP pIrp)
{
KdPrint(("DriverB:Enter B HelloDDKRead\n"));
NTSTATUS ntStatus = STATUS_SUCCESS;
UNICODE_STRING DeviceName;
RtlInitUnicodeString( &DeviceName, L"\\Device\\MyDDKDeviceA" );
PDEVICE_OBJECT DeviceObject = NULL;
PFILE_OBJECT FileObject = NULL;
//得到设备对象句柄，计数器加1
//如果是第一次调用IoGetDeviceObjectPointer，会打开设备，相当于调用ZwCreateFile
ntStatus = IoGetDeviceObjectPointer(&DeviceName,FILE_ALL_ACCESS,&FileObject,&DeviceObject);
KdPrint(("DriverB:FileObject:%x\n",FileObject));
KdPrint(("DriverB:DeviceObject:%x\n",DeviceObject));
// 判断是否成功打开设备
if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
{
KdPrint(("DriverB:IoGetDeviceObjectPointer() 0x%x\n", ntStatus ));
ntStatus = STATUS_UNSUCCESSFUL;
// 设置IRP的完成状态
pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;
// 设置IRP操作的字节数
pIrp->IoStatus.Information = 0; // bytes xfered
// 将IRP请求结束
IoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );
KdPrint(("DriverB:Leave B HelloDDKRead\n"));
return ntStatus;
}
KEVENT event;
// 初始化一个同步对象
KeInitializeEvent(&event,NotificationEvent,FALSE);
IO_STATUS_BLOCK status_block;
// 将32位整数转为64位的整数
LARGE_INTEGER offsert = RtlConvertLongToLargeInteger(0);
//创建同步IRP
PIRP pNewIrp = IoBuildSynchronousFsdRequest(IRP_MJ_READ,
DeviceObject,
NULL,0,
&offsert,&event,&status_block);
KdPrint(("DriverB:pNewIrp:%x\n",pNewIrp));
// 得到下一层的I/O堆栈
PIO_STACK_LOCATION stack = IoGetNextIrpStackLocation(pNewIrp);
// 设置I/O堆栈的文件对象指针
stack->FileObject = FileObject;
//调用DriverA，会一直调用到DriverA的派遣函数
NTSTATUS status = IoCallDriver(DeviceObject,pNewIrp);
// 判断操作是否被挂起
if (status == STATUS_PENDING)
{
//如果DriverA的派遣函数没有完成IRP，则等待IRP完成
status = KeWaitForSingleObject(
&event,
Executive,
KernelMode,
FALSE, // Not alertable
NULL);
status = status_block.Status;
}
//将引用计数减1，如果此时计数器减为0，
//则将关闭设备，相当于调用ZwClose
ObDereferenceObject( FileObject );
ntStatus = STATUS_SUCCESS;
// 设置IRP的完成状态
pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;
// 设置IRP的操作字节数
pIrp->IoStatus.Information = 0; // bytes xfered
IoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );
KdPrint(("DriverB:Leave B HelloDDKRead\n"));
return ntStatus;
}

NTSTATUS HelloDDKRead(IN PDEVICE_OBJECT pDevObj,IN PIRP pIrp)
{KdPrint(("DriverB:Enter B HelloDDKRead\n"));NTSTATUS ntStatus = STATUS_SUCCESS;UNICODE_STRING DeviceName;RtlInitUnicodeString( &DeviceName, L"\\Device\\MyDDKDeviceA" );PDEVICE_OBJECT DeviceObject = NULL;PFILE_OBJECT FileObject = NULL;//得到设备对象句柄，计数器加1//如果是第一次调用IoGetDeviceObjectPointer，会打开设备，相当于调用ZwCreateFilentStatus = IoGetDeviceObjectPointer(&DeviceName,FILE_ALL_ACCESS,&FileObject,&DeviceObject);KdPrint(("DriverB:FileObject:%x\n",FileObject));KdPrint(("DriverB:DeviceObject:%x\n",DeviceObject));// 判断是否成功打开设备if (!NT_SUCCESS(ntStatus)){KdPrint(("DriverB:IoGetDeviceObjectPointer() 0x%x\n", ntStatus ));ntStatus = STATUS_UNSUCCESSFUL;// 设置IRP的完成状态pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;// 设置IRP操作的字节数pIrp->IoStatus.Information = 0;    // bytes xfered// 将IRP请求结束IoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );KdPrint(("DriverB:Leave B HelloDDKRead\n"));return ntStatus;}KEVENT event;// 初始化一个同步对象KeInitializeEvent(&event,NotificationEvent,FALSE);IO_STATUS_BLOCK status_block;// 将32位整数转为64位的整数LARGE_INTEGER offsert = RtlConvertLongToLargeInteger(0);//创建同步IRPPIRP pNewIrp = IoBuildSynchronousFsdRequest(IRP_MJ_READ,DeviceObject,NULL,0,&offsert,&event,&status_block);KdPrint(("DriverB:pNewIrp:%x\n",pNewIrp));// 得到下一层的I/O堆栈PIO_STACK_LOCATION stack = IoGetNextIrpStackLocation(pNewIrp);// 设置I/O堆栈的文件对象指针stack->FileObject = FileObject;//调用DriverA，会一直调用到DriverA的派遣函数NTSTATUS status = IoCallDriver(DeviceObject,pNewIrp);// 判断操作是否被挂起if (status == STATUS_PENDING) {//如果DriverA的派遣函数没有完成IRP，则等待IRP完成status = KeWaitForSingleObject(&event,Executive,KernelMode,FALSE, // Not alertableNULL);status = status_block.Status;}//将引用计数减1，如果此时计数器减为0，//则将关闭设备，相当于调用ZwCloseObDereferenceObject( FileObject );ntStatus = STATUS_SUCCESS;// 设置IRP的完成状态pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;// 设置IRP的操作字节数pIrp->IoStatus.Information = 0;  // bytes xferedIoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );KdPrint(("DriverB:Leave B HelloDDKRead\n"));return ntStatus;
}

测试方法：

（1）标准驱动DriverA的设计与文章（Window XP驱动开发(十五) 驱动程序调用驱动程序（以文件句柄形式））一样，请参考代码。

（2） DriverB 的设计请参考代码。

（3）安装HelloDDKA.sys、HelloDDKB.sys（安装方法与Window XP驱动开发(十五) 驱动程序调用驱动程序（以文件句柄形式）一样）

通过DebugView看到的打印信息如下：

1、4 用IoBuildAsynchronousFsdRequest创建IRP

这个内核函数比IoBuildSynchronousFsdRequest内核函数少一个事件参数。

1、5 用IoAllocate创建IRP