驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序的接口

有兩種方式可以讓設(shè)備和應(yīng)用程序之間聯(lián)系：
1.?通過為設(shè)備創(chuàng)建的一個(gè)符號(hào)鏈；
2.?通過輸出到一個(gè)接口
WDM驅(qū)動(dòng)程序建議使用輸出到一個(gè)接口而不推薦使用創(chuàng)建符號(hào)鏈的方法。這個(gè)接口保證PDO的安全，也保證安全地創(chuàng)建一個(gè)惟一的、獨(dú)立于語言的訪問設(shè)備的方法。
一個(gè)應(yīng)用程序使用Win32APIs來調(diào)用設(shè)備。在某個(gè)Win32 APIs和設(shè)備對(duì)象的分發(fā)函數(shù)之間存在一個(gè)映射關(guān)系。
獲得對(duì)設(shè)備對(duì)象訪問的第一步就是打開一個(gè)設(shè)備對(duì)象的句柄。

用符號(hào)鏈打開一個(gè)設(shè)備的句柄
為了打開一個(gè)設(shè)備，應(yīng)用程序需要使用CreateFile。如果該設(shè)備有一個(gè)符號(hào)鏈出口，應(yīng)用程序可以用下面這個(gè)例子的形式打開句柄：
hDevice = CreateFile("\\\\.\\OMNIPORT3",
? GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ,
? NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL ,NULL
);
文件路徑名的前綴“\\.\”告訴系統(tǒng)本調(diào)用希望打開一個(gè)設(shè)備。這個(gè)設(shè)備必須有一個(gè)符號(hào)鏈，以便應(yīng)用程序能夠打開它。有關(guān)細(xì)節(jié)查看有關(guān)Kdevice和CreateLink的內(nèi)容。在上述調(diào)用中第一個(gè)參數(shù)中前綴后的部分就是這個(gè)符號(hào)鏈的名字。
注意：CreatFile中的第一個(gè)參數(shù)不是Windows 98/2000中驅(qū)動(dòng)程序(.sys文件)的路徑。是到設(shè)備對(duì)象的符號(hào)鏈。
如果使用DriverWizard產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)程序，它通常使用類KunitizedName來構(gòu)成設(shè)備的符號(hào)鏈。這意味著符號(hào)鏈名有一個(gè)附加的數(shù)字，通常是0。例如：如果鏈接名稱的主干是L“TestDevice”那么在CreateFile中的串就該是“\\\\.\\TestDevice0”。
如果應(yīng)用程序需要被覆蓋的I/O，第六個(gè)參數(shù)(Flags)必須或上FILE_FLAG_OVERLAPPED。

使用一個(gè)輸出接口打開句柄
用這種方式打開一個(gè)句柄會(huì)稍微麻煩一些。DriverWorks庫提供兩個(gè)助手類來使獲得對(duì)該接口的訪問容易一些，這兩個(gè)類是CDeviceInterface, 和 CdeviceInterfaceClass。
CdeviceInterfaceClass類封裝了一個(gè)設(shè)備信息集，該信息集包含了特殊類中的所有設(shè)備接口信息。
應(yīng)用程序能有用CdeviceInterfaceClass類的一個(gè)實(shí)例來獲得一個(gè)或更多的CdeviceInterface類的實(shí)例。CdeviceInterface類是一個(gè)單一設(shè)備接口的抽象。它的成員函數(shù)DevicePath()返回一個(gè)路徑名的指針，該指針可以在CreateFile中使用來打開設(shè)備。
下面用一個(gè)小例子來顯示這些類最基本的使用方法：
extern GUID TestGuid;
HANDLE OpenByInterface(
? GUID* pClassGuid,
? DWORD instance,
? PDWORD pError
)
{
? CDeviceInterfaceClass DevClass(pClassGuid, pError);
? if (*pError != ERROR_SUCCESS)
??? return INVALID_HANDLE_VALUE;
? CDeviceInterface DevInterface(&DevClass, instance, pError);
? if (*pError != ERROR_SUCCESS)
??? return INVALID_HANDLE_VALUE;
? cout << "The device path is "
??? << DevInterface.DevicePath()
??? << endl;

? HANDLE hDev;
? hDev = CreateFile(
?? DevInterface.DevicePath(),
??? GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
??? FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
??? NULL,
??? OPEN_EXISTING,
??? FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
??? NULL
? );
? if (hDev == INVALID_HANDLE_VALUE)
??? *pError = GetLastError();
? return hDev;
}

在設(shè)備中執(zhí)行I/O操作
一旦應(yīng)用程序獲得一個(gè)有效的設(shè)備句柄，它就能使用Win32 APIs來產(chǎn)生到設(shè)備對(duì)象的IRPs。下面的表顯示了這種對(duì)應(yīng)關(guān)系。
Win32 API ?DRIVER_FUNCTION_xxx
IRP_MJ_xxx ?KDevice subclass member function
CreateFile ?CREATE ?Create
ReadFile ?READ ?Read
WriteFile ?WRITE ?Write
DeviceIoControl ?DEVICE_CONTROL ?DeviceControl
CloseHandle ?CLOSE
CLEANUP ?Close
CleanUp
需要解釋一下設(shè)備類成員的Close和CleanUp：CreateFile使內(nèi)核為設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)新的文件對(duì)象。這使得多個(gè)句柄可以映射同一個(gè)文件對(duì)象。當(dāng)這個(gè)文件對(duì)象的最后一個(gè)用戶級(jí)句柄被撤銷后，I/O管理器調(diào)用CleanUp。當(dāng)沒有任何用戶級(jí)和核心級(jí)的對(duì)文件對(duì)象的訪問的時(shí)候，I/O管理器調(diào)用Close。
如果被打開的設(shè)備不支持指定的功能，則調(diào)用相應(yīng)的Win32將引起錯(cuò)誤（無效功能）。
以前為Windows95編寫的VxD的應(yīng)用程序代碼中可能會(huì)在打開設(shè)備的時(shí)候使用FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE屬性。在Windows NT/2000中，建議不要使用這個(gè)屬性，因?yàn)樗鼘?dǎo)致沒有特權(quán)的用戶企圖打開這個(gè)設(shè)備，這是不可能成功的。
I/O管理器將ReadFile和WriteFile的buff參數(shù)轉(zhuǎn)換成IRP域的方法依賴于設(shè)備對(duì)象的屬性。當(dāng)設(shè)備設(shè)置DO_DIRECT_IO標(biāo)志，I/O管理器將buff鎖住在存儲(chǔ)器中，并且創(chuàng)建了一個(gè)存儲(chǔ)在IRP中的MDL域。一個(gè)設(shè)備可以通過調(diào)用Kirp::Mdl來存取MDL。
當(dāng)設(shè)備設(shè)置DO_BUFFERED_IO標(biāo)志，設(shè)備對(duì)象分別通過KIrp::BufferedReadDest或 KIrp::BufferedWriteSource為讀或?qū)懖僮鳙@得buff地址。
當(dāng)設(shè)備不設(shè)置DO_BUFFERED_IO標(biāo)志也不設(shè)置DO_DIRECT_IO，內(nèi)核設(shè)置IRP 的UserBuffer域來對(duì)應(yīng)ReadFile或WriteFile中的buff參數(shù)。然而，存儲(chǔ)區(qū)并沒有被鎖住而且地址只對(duì)調(diào)用進(jìn)程有效。驅(qū)動(dòng)程序可以使用KIrp::UserBuffer來存取IRP域。
對(duì)于DeviceIoControl調(diào)用，buffer參數(shù)的轉(zhuǎn)換依賴于特殊的I/O控制代碼，它不在設(shè)備對(duì)象的特性中。宏CTL_CODE（在winioctl.h中定義）用來構(gòu)造控制代碼。這個(gè)宏的其中一個(gè)參數(shù)指明緩沖方法是METHOD_BUFFERED, METHOD_IN_DIRECT, METHOD_OUT_DIRECT, 或METHOD_NEITHER。下面的表顯示了這些方法和與之對(duì)應(yīng)的能獲得輸入緩沖與輸出緩沖的KIrp中的成員函數(shù)：
Method ?Input Buffer Parameter ?Output Buffer Parameter
METHOD_BUFFERED ?KIrp::IoctlBuffer
KIrp::IoctlBuffer

METHOD_IN_DIRECT ?KIrp::IoctlBuffer
KIrp::Mdl

METHOD_OUT_DIRECT ?KIrp::IoctlBuffer
KIrp::Mdl

METHOD_NEITHER ?KIrp::IoctlType3InputBuffer
KIrp::UserBuffer

如果控制代碼指明METHOD_BUFFERED，系統(tǒng)分配一個(gè)單一的緩沖來作為輸入與輸出。驅(qū)動(dòng)程序必須在向輸出緩沖放數(shù)據(jù)之前拷貝輸入數(shù)據(jù)。驅(qū)動(dòng)程序通過調(diào)用KIrp::IoctlBuffer獲得緩沖地址。在完成時(shí)，I/O管理器從系統(tǒng)緩沖拷貝數(shù)據(jù)到提供給Ring 3級(jí)調(diào)用者使用的緩沖中。驅(qū)動(dòng)程序必須在結(jié)束前存儲(chǔ)拷貝到IRP的Information成員中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。
如果控制代碼不指明METHOD_IN_DIRECT或METHOD_OUT_DIRECT，則DeviceIoControl的參數(shù)呈現(xiàn)不同的含義。參數(shù)InputBuffer被拷貝到一個(gè)系統(tǒng)緩沖，這個(gè)緩沖驅(qū)動(dòng)程序可以通過調(diào)用KIrp::IoctlBuffer。參數(shù)OutputBuffer被映射到KMemory對(duì)象，驅(qū)動(dòng)程序?qū)@個(gè)對(duì)象的訪問通過調(diào)用KIrp::Mdl來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于METHOD_OUT_DIRECT，調(diào)用者必須有對(duì)緩沖的寫訪問權(quán)限。
注意，對(duì)METHOD_NEITHER，內(nèi)核只提供虛擬地址；它不會(huì)做映射來配置緩沖。虛擬地址只對(duì)調(diào)用進(jìn)程有效。
這里是一個(gè)用METHOD_BUFFERED的例子：
首先，使用宏CTL_CODE來定義一個(gè)IOCTL代碼：
#define IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV \
CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN,0,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
現(xiàn)在使用一個(gè)DeviceIoControl調(diào)用：
BOOLEAN b;
CHAR FirmwareRev[60];
ULONG FirmwareRevSize;
b = DeviceIoControl(hDevice, IOCTL_MYDEV_GET_VERSION_STRING,
? NULL, // no input? 注意，這里放的是包含有執(zhí)行操作命令的字符串指針
? 0,
FirmwareRev,????? //這里是output串指針，存放從驅(qū)動(dòng)程序中返回的字符串。
sizeof(FirmwareRev),& FirmwareRevSize,
? NULL // not overlapped I/O
?);
如果輸出緩沖足夠大，設(shè)備拷貝串到里面并將拷貝的資結(jié)束設(shè)置到FirmwareRevSize中。
在驅(qū)動(dòng)程序中，代碼看起來如下所示：
const char* FIRMWARE_REV = "FW 16.33 v5";
NTSTATUS MyDevice::DeviceControl( KIrp I )
{
? ULONG fwLength=0;
? switch ( I.IoctlCode() )
? {
??? case IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV:
????? fwLength = strlen(FIRMWARE_REV)+1;
????? if (I.IoctlOutputBufferSize() >= fwLength)
????? {
??????? strcpy((PCHAR)I.IoctlBuffer(),FIRMWARE_REV);
??????? I.Information() = fwLength;?
??????? return I.Complete(STATUS_SUCCESS);
????? }
????? else
????? {
???????
????? }
??? case . . .
?? }
?}