Windows驱动(用户层R3与内核层R0通信)

内存空间分为用户层和系统层，普通的应用程序只能运行在用户层，为了可以操作系统层的内存所以引入了驱动程序，有了驱动就可以通过用户层来操作系统层的内存及函数，所以驱动就是应用层和系统层之间的一个桥梁

在应用层通过创建符号链接，自动产生驱动层的IRP事件，即可执行系统层的IRP函数，从而将应用层的数据传到系统层。

首先加载驱动使得系统层存在一个符号链接，然后应用层就可以创建跟系统层同名的符号链接

其实本质上是驱动加载完成时会产生一块共享内存用于R3和R0数据交换，控制码用于控制读写哪块内存

R0创建驱动对象->R0创建驱动设备->R0创建符号链接->R3打开符号链接->R3传入控制码(读、写)->R0执行IRP函数 -> R0根据控制码判断读写哪块共享内存->R3收到R0的读写结果 ->R0删除符号链接 ->R0删除驱动设备

驱动层

#include<ntifs.h>//控制码与用户层保持一致
#define ReadCtl  CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x803,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) //读控制码
#define WriteCtl CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x804,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) //写控制码
#define RWCtl    CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x805,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) //读写控制码void IRP_IO_Read(PIRP pirp)
{char* buff = (char*)pirp->AssociatedIrp.SystemBuffer;//获取R3传来的参数（控制码）PIO_STACK_LOCATION irpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pirp);//将R0读取到的数据写入到向共享缓冲区char R0returnbuf[] = "zxxx R0 read data \n";ULONG len = sizeof(R0returnbuf);memcpy_s(buff, len, R0returnbuf, len);KdPrint(("zxxx IRP_IO_Read read data to SystemBuffer \n"));//每次IRP执行完了 要执行下面三行 作为返回结果pirp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;pirp->IoStatus.Information = len;  //共享缓冲区返回的长度IoCompleteRequest(pirp, IO_NO_INCREMENT);
}/*
void IRP_IO_Write(PIRP pirp)
{}void IRP_IO_ReadWrite(PIRP pirp)
{}*///创建驱动对象->创建驱动设备->创建符号链接->使用符号链接  ->删除符号链接 ->删除驱动设备
//当用户层打开符号链接时 会产生IRP事件执行IRP函数 通过IRP函数与内核通信//创建驱动对象并绑定符号链接
NTSTATUS CreateDevice(PDRIVER_OBJECT driver)
{NTSTATUS status;UNICODE_STRING MyDriver;   //驱动名称PDEVICE_OBJECT device;        //驱动设备RtlInitUnicodeString(&MyDriver,L"\\DEVICE\\MyDriver");//初始化驱动名称//在驱动对象上创建驱动设备status = IoCreateDevice(driver, sizeof(driver->DriverExtension),&MyDriver,FILE_DEVICE_UNKNOWN,FILE_DEVICE_SECURE_OPEN,FALSE,&device);if (status == STATUS_SUCCESS){KdPrint(("zxxx 驱动设备对象创建成功 \n"));//创建符合链接UNICODE_STRING uzSymbolName;RtlInitUnicodeString(&uzSymbolName,L"\\??\\MyDriver"); //初始化符号链接 符号链接格式 L"\\??\\名字//为驱动设备绑定符号链接    后续不会使用驱动对象与内核交换，而是使用符号链接与内核交换status = IoCreateSymbolicLink(&uzSymbolName,&MyDriver);if (status == STATUS_SUCCESS){KdPrint(("zxxx 符号链接创建成功 %wZ \n",&uzSymbolName));}else{KdPrint(("zxxx 符号链接创建失败 %wZ \n", &uzSymbolName));}}else {KdPrint(("zxxx 驱动设备对象创建失败 \n"));IoDeleteDevice(device);}return status;
}//传入驱动设备的IRP事件
NTSTATUS IRP_CALL(PDEVICE_OBJECT device,PIRP pirp)
{device;KdPrint(("zxxx 发生IRP事件 进入IRP函数 \n"));PIO_STACK_LOCATION irpStackL;irpStackL = IoGetCurrentIrpStackLocation(pirp);switch (irpStackL->MajorFunction){case IRP_MJ_CREATE:{KdPrint(("zxxx IRP_MJ_CREATE \n"));break;}case IRP_MJ_CLOSE:{KdPrint(("zxxx IRP_MJ_CLOSE \n"));break;}case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL:{KdPrint(("zxxx IRP_MJ_DEVICE_CONTROL \n"));//取到的R3的控制码UINT32 CtlCode = irpStackL->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;KdPrint(("zxxx IRP_MJ_DEVICE_CONTROL R0控制码:%X \n", CtlCode));if ( CtlCode  == ReadCtl ){KdPrint(("zxxx IRP_MJ_DEVICE_CONTROL ReadCtl R0控制码:%X \n", CtlCode));IRP_IO_Read(pirp); //这里写入到共享缓冲剂即可，打印R3访问共享缓冲区打印return STATUS_SUCCESS;}else if ( CtlCode == WriteCtl ){KdPrint(("zxxx IRP_MJ_DEVICE_CONTROL WriteCtl R0控制码:%X \n", CtlCode));//取出R3缓冲区的数据//根据控制代码来选择使用AssociatedIrp.SystemBuffer的读缓冲区还是写缓冲区char* R3buff = (char*)pirp->AssociatedIrp.SystemBuffer;KdPrint(("zxxx IRP_MJ_DEVICE_CONTROL R0缓冲区:%s \n", R3buff));}else if (CtlCode == RWCtl ){KdPrint(("zxxx IRP_MJ_DEVICE_CONTROL RWCtl R0控制码:%X \n", CtlCode));}break;}}//注意 只要pirp这个对象发生变化 就要跟着下面这三行 pirp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;pirp->IoStatus.Information = 4;IoCompleteRequest(pirp,IO_NO_INCREMENT);KdPrint(("zxxx 结束IRP事件 离开IRP函数 \n"));return STATUS_SUCCESS;
}//卸载驱动
void Unload(PDRIVER_OBJECT pDriver)
{KdPrint(("zxxx unload  %p \n", pDriver));//先删除符号链接//再删除驱动设备if (pDriver->DeviceObject){UNICODE_STRING uzSymbolName;RtlInitUnicodeString(&uzSymbolName, L"\\??\\MyDriver");IoDeleteSymbolicLink(&uzSymbolName);IoDeleteDevice(pDriver->DeviceObject);KdPrint(("zxxx 删除符号链接 \n"));KdPrint(("zxxx 删除驱动设备 \n"));}
}NTSTATUS
DriverEntry(_In_ PDRIVER_OBJECT DriverObject,_In_ PUNICODE_STRING RegistryPath
)
{//初始化驱动对象DriverObject->DriverUnload = Unload;                  //指定卸载驱动函数DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = IRP_CALL;    //指定IRP事件函数DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = IRP_CALL;   //指定IRP事件函数DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = IRP_CALL;   //指定IRP事件函数//创建驱动设备CreateDevice(DriverObject);RegistryPath;KdPrint(("zxxx entry  \n"));return 0;
}

应用层(MFC)

//通过不同的控制码让驱动执行不同的函数
//控制码在用户层和驱动层都需要定义且保持一致
#include<winioctl.h>
#define ReadCtl  CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x803,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) //读控制码
#define WriteCtl CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x804,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) //写控制码
#define RWCtl    CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,0x805,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS) //读写控制码static HANDLE DeviceHandle = NULL;
//打开驱动按钮
void CMFCApplication1Dlg::OnBnClickedButton1()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码//创建驱动//执行 CreateFileW 会触发IRP事件 执行IRP函数 IRP_MJ_CREATE被执行DeviceHandle = CreateFileW(L"\\??\\MyDriver",        //符号链接GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);
}//关闭驱动按钮
void CMFCApplication1Dlg::OnBnClickedButton2()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码//执行 CloseHandle 会触发IRP事件 执行IRP函数 IRP_MJ_CLOSE被执行CloseHandle(DeviceHandle);
}//读数据按钮
void CMFCApplication1Dlg::OnBnClickedButton3()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码DWORD dwRetSize = 0;typedef struct TINPUT_BUF{DWORD m_arg1;DWORD m_arg2;DWORD m_arg3;DWORD m_arg4;DWORD m_arg5;DWORD m_arg6;}TINPUT_BUF;//打印控制码 测试 验证R3与R0是否一致char buftest[256];sprintf_s(buftest, "zxxx R3 控制码:%x", ReadCtl);OutputDebugStringA(buftest);char WriteData[100] = "zxxx R3 DeviceIoControl read test \n";TINPUT_BUF inBuf = { 0 };    //写数据 R3的数据写入到R0CHAR OutBuf[512] = { 0 };   //输出缓冲区    //读数据 R0的数据读出到R3//IRP函数DeviceIoControl  //这里的控制码+缓冲区 指明了R3读(写)了哪块共享内存，后续驱动用控制码即可执行对应的读写操作DeviceIoControl(DeviceHandle,       //CreateFile 打开驱动设备返回的句柄ReadCtl,            //控制码 CTL_CODE  与IRP事件对应WriteData,          //输入缓冲区 &inBufsizeof(inBuf),        //输入缓冲区大小&OutBuf,           //输出缓冲区512,     //输出缓冲区大小&dwRetSize,            //返回字节数NULL);//打印返回参数CString csStr;csStr.Format(L"zxxx R3读到的数据 %x \n", OutBuf[0]);OutputDebugStringA("zxxx R3读到的数据 \n");strcat_s(OutBuf," zxxx R3");//R3读取到的结果OutputDebugStringA(OutBuf);
}//写数据按钮
void CMFCApplication1Dlg::OnBnClickedButton4()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码DWORD dwRetSize = 0;typedef struct TINPUT_BUF{DWORD m_arg1;DWORD m_arg2;DWORD m_arg3;DWORD m_arg4;DWORD m_arg5;DWORD m_arg6;}TINPUT_BUF;//打印控制码 测试 验证R3与R0是否一致char buftest[256];sprintf_s(buftest,"zxxx R3 控制码:%x", WriteCtl);OutputDebugStringA(buftest);char WriteData[100] = "zxxx R3 DeviceIoControl write test \n";//打印缓冲区 测试 验证R3与R0是否一致char buftest2[100];memcpy(buftest2, WriteData,100);OutputDebugStringA(buftest2);TINPUT_BUF inBuf = { 1,2,3,4,5,0x6ABC666 };    //写数据 R3的数据写入到R0DWORD OutBuf[6] = { 0 };   //输出缓冲区    //读数据 R0的数据读出到R3//IRP函数DeviceIoControl  //这里的控制码+缓冲区 指明了R3读(写)了哪块共享内存，后续驱动使用控制码即可执行对应的读写操作DeviceIoControl(DeviceHandle,      //CreateFile 打开驱动设备返回的句柄WriteCtl,           //控制码 CTL_CODE  与IRP事件对应WriteData,          //输入缓冲区 &inBufsizeof(inBuf),        //输入缓冲区大小&OutBuf,           //输出缓冲区sizeof(OutBuf),      //输出缓冲区大小&dwRetSize,            //返回字节数NULL);
}

MFC一些配置问题：

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