Как писать драйвера (часть 5)
Итак, мы возвращаемся к драйверам.
Справедливости ради, стоит отметить, что на сайте эта тема – одна из самых популярных, так что, кому нужны более глубокие знания, может обращаться к нам на форум, там обсуждаются конкретные проблемы.
Сегодня мы поговорим о коммуникации программы с драйвером.
В одной из предыдущих статей описаны были функции типа Filter:
extern NTSTATUS FilterOpen(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
extern NTSTATUS FilterClose(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
extern NTSTATUS FilterRead(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
extern NTSTATUS FilterWrite(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
extern NTSTATUS FilterIoControl(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);
В любом драйвере необходима система управления, для указания самому драйверу, какого типа операцию стоит выполнить в текущий момент времени.
Скажем для нашего примера, драйверу фильтра потока данных по сети стоит указывать степень фильтрации, типы портов для перехвата, адреса, запрещенные к обращению и т.п.
Для этого используются вышеназванные функции.
FilterOpen вызывается когда в программе вызвано обращение к драйверу с помощью функции CreateFile
FilterClose – CloseHandle()
FilterRead/FilterWrite – ReadFile/WriteFile
FilterIoControl – DeviceIoControl() соответственно.
Для правильного завершения работы каждой из этих функций – нужно обеспечить передачу в программу необходимых данных.
NTSTATUS FilterOpen(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {
// инициализация любых управляющих параметров, например структуры управляющих данных
Irp->IoStatus.Status = NDIS_STATUS_SUCCESS; // Возращаемое значение – ошибка или нормальное. При нормальном завершении – будет передан HANDLE на устройство, в нашем случае на драйвер.
Irp->IoStatus.Information = 0; // Количество переданных вверх байт – в нашем случае 0 потому как нет передаваемых параметров.
// Завершение работы.
return NDIS_STATUS_SUCCESS; // Нормальный код возврата.
Эта форма будет использоваться в том или ином виде в каждой из этих функций.
Точно так же выглядит и функция закрытия:
NTSTATUS FilterClose(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {
// Код окончания работы с драйвером.
Irp->IoStatus.Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;
Irp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);
return NDIS_STATUS_SUCCESS;
В драйвере можно создать например просто элемент для нашего примера – например, описать глобальную переменную DWORD Port; Ее будем испрользовать для задания номера порта для перехвата.
Определим Default значение для порта равное 80 (стандартный порт http протокола) и проведем его инициализацию в функции Open и де инициализацию в Close. Так мы сможем контролировать старт активной фазы работы драйвера и ее окончание.
Функции Write & Read можно использовать для передачи любого количества информации в драйвер и обратно.
Для сложных случаев и частой передачи необходимо использовать именно эти функции, из-за того, что переключение контекста драйвера не происходит. При использовании для этих целей DeviceIoControl приведет к постоянному переключению контекста драйвера и замедлит работу системы.
В нашем примере передавать в драйвер и назад нечего поэтому напишем Write/Read функции в виде готовых болванок, но так как наша цель построить работающий пример – то передадим абстрактную последовательность вверх в аппликацию.
Для этого создайте в этом же месте глобальную переменную вот такого вида:
unsigned char TestStr = "abcdefghi";
NTSTATUS FilterRead(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {
ULONG BytesReturned = 0;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Get input parameters
PIO_STACK_LOCATION IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp); // Содержит стек Irp
ULONG BytesRequested = IrpStack->Parameters.Read.Length; // Длина принятых данных –равна параметру максимально запрошенной длины в функции ReadFile
if (BytesRequested <10) // Если запрошено меньше нашей тестовой длины – вернуть ошибку
BytesReturned = 0;
Status = STATUS_INVALID_BUFFER_SIZE;
// Если все в порядке – копировать буфер в выходной буфер стека.
NdisMoveMemory(Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer, TestStr, 10);
BytesReturned = 10;
Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;
// Отправить
Irp->IoStatus.Status = Status;
Irp->
IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
NTSTATUS FilterWrite(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {
NDIS_STATUS Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;
ULONG BytesReturned = 0;
// Здесь все работает аналогично.
Irp->IoStatus.Status = Status;
Irp->IoStatus.Information = BytesReturned;
IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);
Функции симметричны.
Теперь мы подошли к функции управления.
Она сама работает точно также как и все функции перечисленные выше – с одной разницей: В ней принимаемым параметром является код операции, который надо установить в драйвер.
Можно конечно придумать свой формат данных – передаваемых в WriteFile, который расшифровывать внутри драйвера и так решать, что делать или не делать, однако стоит использовать уже готовый механизм, предоставленный Microsoft-ом.
Описание кода комманды выглядит так:
#define IOCTL_SET_COMMAND1 // наш код управления
CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN, // Тип кода
0xF07, // Цифровое значение
METHOD_BUFFERED, // Метод операции
FILE_ANY_ACCESS) // Права доступа.
Итак мы описали код управления, вызов которого будет выглядеть в программе так:
res = DeviceIoControl(
hFile, // Handle драйвера из функции CreateFile
(DWORD) IOCTL_SET_COMMAND1, // Комманда
(LPVOID)0, (DWORD)0, (LPVOID)NULL, (DWORD)0, (LPDWORD)&bytesReturned, NULL
Вызов такой функции приведет к обращению драйвером к функции FilterIoControl!
NTSTATUS FilterIoControl(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {
NDIS_STATUS Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;
ULONG BytesReturned = 0;
PIO_STACK_LOCATION IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp);
ULONG IoControlCode = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;
PVOID InfoBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer;
ULONG InputBufferLen = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;
ULONG OutputBufferLen = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength;
switch(IoControlCode) {
case IOCTL_SET_COMMAND1:
// Здесь мы можем сменить наш номер порта с 80 на, к примеру, 25.
Irp->IoStatus.Status = Status;
Irp->IoStatus.Information = BytesReturned;
IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);
Описания Input/Output буферов привожу для того, чтобы при необходимости получения и еще каких либо сопутствующих параметров, было ясно, где их получать, скажем, в драйвере нашего примера, команда 1 может нести в качестве параметра новый номер порта для перехвата.
Давайте теперь опишем логику управления драйвером перехватчиком.
Для перехвата определяются в начале параметры перехвата, адрес, порт и т.д.
Вносится список возможных портов к перехвату (по необходимости).
В процессе работы системы, пока управляющая аппликация не запущена, то драйверу необходимо указать стартовые параметры.
Например, тип режима – прозрачный, в этом случае не перехватывается ничего.
Когда стартует управляющая программа – то она открывает драйвер CreateFile() и запускает, если это необходимо, другие стартовые условия, например перевод в режим перехвата и номер порта для этого.
Затем по желанию клиента из программы выставляются любые нужные условия от отключения перехвата, до перехвата всех номеров портов и всех адресов.
По завершению работы контрольной программы, можно выставить спец код управления, который укажет, как жить драйверу, когда управление не запущено, отключить все настройки и вернуться к прозрачному режиму, или остаться в необходимом режиме до дальнейших указаний.
На сегодня пока все.
Из книги Журнал «Компьютерра» №45 от 01 декабря 2005 года автора Журнал «Компьютерра»ПИСЬМОНОСЕЦ: Писать или дарить? Здравствуйте!Пишу двумя пальцами, ибо остальные: забинтованы…Эх, люди, вы наивно думаете, что судный день еще далеко, и всякие там толпы киборгов-убийц, бродящих по догорающим развалинам в поисках остатков человеческого рода, - сценарий для
Из книги Блоги. Новая сфера влияния автора Попов Антон ВалерьевичЧто писать? Мост длиною в блог Метки: блоговедение, темы блога, что такое блогПисать обо всем сразу – это как плыть в броуновском движении, не сдвигаясь с места. Блог должен быть похож на мост: когда по нему идешь или едешь, то понимаешь, что рано или поздно окажешься на
Из книги Как писать драйвера автораКак писать 33 буквы в руках мастера Метки: блогословие, приманкиВ любом учебнике по журналистике написано о том, что статья теряет читателей после каждого абзаца. А абзац, встречающий читателя, – это заголовок. В некоторых RSS-агрегаторах вообще не видно ничего, кроме
Из книги Пишем драйвер Windows на ассемблере автора Компьютеры Автор неизвестен -Как писать драйвера (часть 1) Предисловие. Драйвера под Windows являются для большей массы программистов, "тайной за семью печатями". И вовсе не потому, что это что-то архисложное, сколько по причине абсолютной недокументированности идеологии.Начав заниматься этой темой я
Из книги Facebook: как найти 100 000 друзей для вашего бизнеса бесплатно автора Албитов АндрейЧасть первая: "Что нужно для компиляции простейшего драйвера?" Для разных типов Windows вам понадобиться разный набор программ.В любом случае надо скачать Win DDK (Driver Development Kit), для той платформы, под которую пишется драйвер. Его можно брать с разных источников, лично я
Из книги Ководство автора Лебедев Артём АндреевичКак писать драйвера (часть 2) Прежде, чем хвататься за описание самого драйвера, давайте определимся с типами существующих драйверов.По существующему в DDK разделению сам Microsoft подразделяет драйвера на следующие типы:– Kernel-Mode Drivers;– Kernel Streaming Drivers;– Graphics Drivers;– Network
Из книги Интернет – легко и просто! автора Александров Егор Из книги Прибыльный блог: создай, раскрути и заработай автора Литвин ЕвгенийКак писать драйвера (часть 5) Итак, мы возвращаемся к драйверам.Справедливости ради, стоит отметить, что на сайте эта тема – одна из самых популярных, так что, кому нужны более глубокие знания, может обращаться к нам на форум, там обсуждаются конкретные проблемы.Сегодня мы
Из книги Быстрые деньги в Интернете автора Парабеллум Андрей АлексеевичЧасть 2. API для WDM драйвера. Большинство функций драйверного API, которые нас интересуют, предоставляются модулем ntoskrnl.exe.Для их использования надо сделать следующее:1) Объявить типы данных и определить константы.Большинство определений для C находятся в файлах ntdef.h и wdm.h.2)
Из книги IT-безопасность: стоит ли рисковать корпорацией? автора Маккарти ЛиндаНа каком языке писать сообщения? Если ваш бизнес ориентирован на одну страну или языковую группу, то эта проблема перед вами не стоит. Другой вопрос, если группа международная. Вот скриншот (см. рис. 49), демонстрирующий подобный пример. В группе из 70 тысяч друзей 40 %
Из книги Программист-фанатик автора Фаулер Чед§ 55. Как писать слово «интернет»? - Ну что, Знайка? - стали спрашивать коротышки, подбегая к нему. - Как ты объяснишь это? - Что же тут объяснять? - развел Знайка руками?… Н. Носов. Незнайка на Луне В Академии наук Заседает князь Дундук. Говорят, не подобает Дундуку
Из книги автораО чем писать не нужно Не следует искажать данные: умышленно указывать больший опыт работы, сильно преувеличивать свои возможности, кривить душой относительно образования. Тайное, как правило, становится явным. В итоге и вы, и работодатель просто впустую потеряете
Из книги автораО чем, когда и как много писать Текстовый формат - основной для блогов и самый простой в реализации, поэтому каждый блогер должен владеть искусством написания текстов.Вопросы: о чем, через какой промежуток времени и в каком объеме писать в блог - волнуют очень многих
Из книги автора Из книги автораПисать в периодические издания Хороший материал ищут многие газеты, журналы и бюллетени, освещающие вопросы безопасности. Если у вас есть что рассказать о технической поддержке, о продуктах, инструментах и т. п., то поделитесь своей информацией с другими. Это прекрасный
Из книги автораСовет 3 Умения писать код мало Недостаточно выбрать технологию, на которую стоит сделать ставку. В конце концов, разве знание технологии - не товар, который нужно продать? Ты не сможешь расслабленно совершенствовать навыки программирования, оставив связанные с бизнесом
Информация по программированию драйверов Windows. С чего начать. Где скачать DDK. Что читать.
Видимо, перед вами стоит задача взаимодействия с аппаратурой. Наверное, эта аппаратура подключена не к COM порту. Для работы с RS232 Windows API имеет практически все возможности, за исключением взаимодействия с микроконтроллерами по протоколу с девятым адресным битом, да и это возможно осуществить. А вот если требуется вывести байт данных в параллельный порт или еще куда, то тут OpenFile("LPT",... ) уже не работает. На ассемблере тоже бесполезно. Наверное все уже в курсе, что код типа [ out dx,al ] под 2000 -XP ничего кроме ошибки не дает. Что же делать? Надо сделать драйвер под Windows . И тут возникает вопрос, а как бы побыстрее научиться писать драйвера , а еще лучше разработать один драйвер для Windows и и забыть, как о кошмарном сне. Возможно многие сочтут, что программировать драйвера, а особенно отлаживатьдрайверапод Windows , не самое приятное занятие.
Радует, тот факт, что за последние 5 лет появилась рускоязычная литература на тему разработки драйверов ибо осваивать эту тему по документации
Microsoft DDK весьма утопичное занятие.Xочется отметить книгу : " Программирование драйверов для Windows." . Издательство: Бином. ISBN: 5-9518-0099-4
Данная книга не содержит диска с примерами, да и вообще примерами не изобилует, зато дает очень хорошее описание архитектуры ядра
Windows, и может служить хорошим стартом для освоения программирования драйверов.Понятно, что для создания дравера необходимо инструментальное средство разработки драйверов , и чем оно мощнее, тем быстрее вы достигните цели.
Самое примитивное из средств рахзработки драйверов это , это DDK, Driver Development Kit.И вот что досадно, если в 2000-2002 году DDK 2000 можно было скачать бесплатно , то сейчас бесплатно доступна только Windows Server 2003 DDK , причем скачать нельзя, можно только получить CD по почте, при этом необходимо иметь кредитку, т.к. DDK то бесплатно, но пересылка диска будет стоить 25 $. Деньги не великие, так что если имеете кредитку и желаете DDK 2003 , вот ссылка http://www.microsoft.com/whdc/devtools/ddk/default.mspx
Более навороченный продукт
DDK Suite 3 , обойдется уже в 199 $ плюс те же 25 за доставку.Найти DDK на рынке за 60 рублей, наверное можно но сложно, слишком редко востребуемый продукт. Ну а если нет кредитки или времени на ожидание диска, не отчаивайтесь, и не благодарите:)
Скачивайте все файлы что там есть.
Распакуете ddk.rar и запускайте ksetup.exe. Спасибо Яндексу за 67 мегабайт.Правда писать драйвера при помощи только DDK не самый удобный на сегодня способ , а посему предлагаю обратить внимания на два продукта.
Оба по сути похожи, а именно позволяют создавать драйвера двух типов.
Работающие через некий универсальный драйвер.
Полноценные драйвера работающие в режиме ядра.
Как вы правильно догадались первый способ значительно легче и не требует от программиста глубокого понимания процессов происходящих в ядре, да вообще ни какого понимания не требует.
Мастер создания драйверов, DriverWizard (Jungo) сгенерит код, который вы сможете вставить в свои программы и обращаться к портам в-в, памяти и даже использовать прерывания. Все очень просто: Утром установите WinDriver , вечером ваша программа будет работать с аппаратурой, но остерегайтесь WinDrivera . Покупать вы его конечно не будете, и при установке, выберете 30-дневную копию. В течении месяца все будет работать и Driver Wizard и все программы его использующие. Потом DriverWizard работать перестанет, но к тому времени вы то уже поймете, что он и не нужен. Нужна только библиотека WINDRVR.SYS, к оторая и обеспечивает взаимодействие с портами Вашей программе. Так вот этот самый WINDRVR.SYS, через который будет работать ваша программа, в отличии от DriverWizarda не подает никаких признаков того, что срок истек и он больше работать не будет. Драйвер открывается как и раньше, все функции возвращают результат SUCCESS однако программа не работает, потому что драйвер пишет не то и не туда и читает не оттуда и не всегда. При этом можно подумать, что проблемы с аппаратурой, поэтому при использовании WinD ri vera лучше отыскать serial number и зарегистрировать. Слишком коварная у него система защиты.
Numega Driver Studio .имеет в своем составе аналогичный компонент: Driver Agent сгенерит все необходимое для использования универсального драйвера. Вы даже сможете создать свой файл.sys, который будет работать в составе ядра и делать там все, что вы запрограммируете, например обрабатывать прерывания. При этом вникать опять же ни во что не придется. За день разработаете свой драйвер.
Оба пакета содержат средства для написания настоящих драйверов, НО при помощи DriverStudio или WinDriver это делать значительно проще, чем при помощи только DDK , в дополнение они имеют хорошую документацию касающуюся общих вопросов драйверов, более читаемую чем в DDK . Кстати DDK для работы с ними необходимо установить .
Установив Numega
Driver Works,
Вы открываете студию (не Driver , а Microsoft Visual
Studio
), выбираете там NewProject и видете в окне мастера рядом с
MFC App Wizard
NT/WDM Driver Wizard
Мастер за 9 шагов,
сгенерит проект из которого получается драйвер и exe-шник, который этот драйвер тестирует.
Кроме того в Driver Studio входит (я бы назвал это Driver Developmen Foundational Classes
)
набор классов, которые содержат все необходимое для разработки драйверов, так же
как MFC для разработки приложений.
Универсальный драйвер, который позволяет обращаться к портам ввода-вывода.
Больше он ничего не может, но в большинстве случаев можно обойтись и этим.
Драйвер этот называется PortIo.sys
и входит в состав примеров прилагаемых к
Numega
Driver Works.
Я его скомпилировал, вам остается скачать и использовать. Драйвер предоставляет 4 функции: Open, Close,Read и Write.
Есть тестовое приложение которое демонстрирует как эти функции использовать.
Чтобы установить драйвер надо:
- Поместить файл portio.sys в C:\WINDOWS\SYSTEM32\DRIVERS\
- Прописать его в реестре. Для XP
и 2000 это делается командой regini portio.ini
в результате в разделе HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services
появится раздел PortIo
.
В нем параметры:
Перезагрузите систему.ErrorControl 0x00000001 ImagePath \SystemRoot\System32\Drivers\portio.sys Type 0x00000001 Start 0x00000002 Драйвер установлен можно использовать.
Смотрите тестовое приложение.
Получите комплект разработки драйверов для Windows 10 (WDK) и другие средства, необходимые для создания, тестирования и развертывания драйверов и приложений Магазина Windows. В Windows 10 среда разработки драйверов и отладчики Windows встроены в Visual Studio.
Комплект разработки драйверов для Windows 10 (WDK)
Ознакомьтесь с подборкой нового и измененного содержимого для Windows 10, связанного с драйверами. К областям улучшения относятся камера, печать, дисплей, функция NFC, беспроводная сеть, функция Bluetooth и пр.
Универсальные драйверы Windows
Напишите один драйвер, который будет работать как с версией Windows 10 для классических выпусков, так и с Windows 10 для мобильных устройств, а также другими выпусками Windows 10, имеющими общий набор интерфейсов.
Примеры
Примеры помогут вам в разработке драйверов для Windows. Примеры кода станут ценными помощниками и в разработке нового драйвера, и в портировании старого драйвера в новую версию Windows.
Windows Driver Framework
Платформы драйверов Windows Driver Frameworks (WDF) – это набор библиотек, который можно использовать для разработки драйверов устройств, способных работать с Windows. Комплект WDF состоит из платформы драйверов, работающих в режиме ядра (KMDF), и платформы драйверов, работающих в пользовательском режиме (UMDF).
Платы разработки оборудования
Платы для разработки оборудования, совместимого с Windows, предоставляют недорогую, но эффективную систему. Они пригодятся разработчикам оборудования, независимым поставщикам, изготовителям оборудования и всем, кто хочет интегрировать оборудование в свои проекты и нуждается в полной функциональности компьютера.
Разработка партнерских приложений
Позвольте пользователям получать доступ к вашим приложениям при первой загрузке. В Windows 10 изготовители оборудования могут создавать предустановленные приложения для немедленной дифференциации бренда и предоставления функциональных возможностей, а также создавать приложения для изменения системных параметров, которые позволяют пользователям контролировать свойства оборудования и настраивать высокоскоростное мобильное подключение на компьютере.
