window|Window XP驱动开发(十) 驱动程序的基本结构 window|xp

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一、数据结构
1、驱动对象(DRIVER_OBJECT)
每个驱动程序会有唯一的驱动对象与之对应，且这个驱动对象是在驱动加载时，
被内核中的对象管理程序所创建的。

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; // 每个驱动程序会有一个或多个设备对象。其中每个 // 设备对象都有一个指向下一个驱动对象，最后一个设备对象指向空。 // 此处的DeviceObject指赂驱动对象的第一个设备对象。 // 通过DeviceObject就可以遍历驱动对象里的所有设备对象。 // 设备对象是由程序员自己创建的，而而OS完成。 // 在驱动卸载时，遍历每个设备对象，并将其删除。 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; // 驱动程序的名字，该串一般为\Driver\[驱动程序名称 ]// // The following section is for registry support.Thise is a pointer // to the path to the hardware information in the registry //PUNICODE_STRING HardwareDatabase; // 记录的是设备的硬件数据库键名。 // 这里同样用UNICODE字符串记录。 // 一般为\REGISTRY\MACHINE\HARDWAR\DESCRIPTORION\SYSTEM// // 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; // 记录StartIO例程的函数地址 PDRIVER_UNLOAD DriverUnload; // 指向驱动卸载时所用的回调函数地址 PDRIVER_DISPATCH MajorFunction[IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION + 1]; } DRIVER_OBJECT; typedef struct _DRIVER_OBJECT *PDRIVER_OBJECT;

2、设备对象(DEVICE_OBJECT) 每个驱动程序会创建一个或多个设备对象，用DEVICE_OBJECT数据结构表示，每个设备对象都会有一个指针指向下一个设备对象，因此形成一个设备链。

typedef struct DECLSPEC_ALIGN(MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT) _DEVICE_OBJECT { CSHORT Type; USHORT Size; LONG ReferenceCount; struct _DRIVER_OBJECT *DriverObject; //指向驱动程序中的驱动对象。同属于一个驱动程序对象 // 指向的是统一驱动对象 struct _DEVICE_OBJECT *NextDevice; // 指向下一个设备对象，这里指的下一个设备对象是同属于一个驱动对象 struct _DEVICE_OBJECT *AttachedDevice; // 指向下一个设备对象。这里指出的是，如果有更高一层的驱动附加 // 到这个驱动时，AttachedDevice指向的就是那个更高一层的驱动 struct _IRP *CurrentIrp; // 在使用StartIO例程时，此域指向的是当前IRP结构。 PIO_TIMER Timer; ULONG Flags; // 是一个32位的无符号整型。 ULONG Characteristics; // See ntioapi:FILE_... __volatile PVPB Vpb; PVOID DeviceExtension; DEVICE_TYPE DeviceType; // 设备的类型。 CCHAR 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低层。StackSize 描述的就是这个层数 union { LIST_ENTRY ListEntry; WAIT_CONTEXT_BLOCK Wcb; } Queue; ULONG AlignmentRequirement; // 设备在大容量传输时，需要内存对齐，以保证传输速度 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; //指向的是设备的扩展对象。每个设备都会有一个 // 设备扩展对象，设备扩展对象记录的是设备自己特殊 // 定义的结构体，也就是程序员自己定义的结构体。 // 另外，在驱动程序中，应该昼避免全局变量的使用， // 因为全局变量不容易同步的问题，解决方法是将 // 全局变量存在设备扩展里。 PVOIDReserved; } DEVICE_OBJECT; typedef struct _DEVICE_OBJECT *PDEVICE_OBJECT; // // The following structure is pointed to by the SectionObject pointer field // of a file object, and is allocated by the various NT file systems. //typedef struct _SECTION_OBJECT_POINTERS { PVOID DataSectionObject; PVOID SharedCacheMap; PVOID ImageSectionObject; } SECTION_OBJECT_POINTERS;

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设备对象的结构如下图：

3、设备扩展设备对象记录“通用”设备的信息，而另外一些“特殊”信息记录在设备扩展中。各个设备扩展由程序员定义，每个设备的设备扩展也不尽相同。
设备扩展由I/O管理器创建的。并保存在非分页的内存中。
在设备扩展中会记录下列内容：
(1)设备对象的反向指针
(2)设备状态或驱动环境信息
(3)中断对象指针
(4)控制器对象指针

二、驱动的基本结构
1、NT式驱动的基本结构 1、1驱动加载过程与驱动入口函数（DriverEntry）参考我的另一篇博客： http://blog.csdn.net/chenyujing1234/article/details/7565364

1、2创建设备对象会调用IoCreateDevice函数

IoCreateDevice( __inPDRIVER_OBJECT DriverObject,// 驱动对象的指针。 __inULONG DeviceExtensionSize,// 指定设备扩展的大小，I/O管理器会根据这个大小 // 在内存中创建设备扩展，并与驱动对象关联。 __in_opt PUNICODE_STRING DeviceName,// 设置设备对象的名字。 __inDEVICE_TYPE DeviceType, __inULONG DeviceCharacteristics, // 设备设备对象的特征 __inBOOLEAN Exclusive,// 设置设备对象是否为内核算模式下使用 __out __drv_out_deref( __drv_allocatesMem(Mem) __drv_when((((inFunctionClass$("DRIVER_INITIALIZE")) ||(inFunctionClass$("DRIVER_DISPATCH")))), __drv_aliasesMem) __on_failure(__null)) PDEVICE_OBJECT *DeviceObject// I/O管理器负责创建这个设备对象，并返回对象的地址。 );

设备名称用UNICODE字符串指定，且字符串必须是"\Device\[设备名]"的形式。
在Windows下的所有设备都是以类似的名字命令的。
当然也可以不指定设备名字。如果在IoCreateDevice没指定设备名字，I/O管理器会自动分配一个数字作为设备的设备名。
eg: \Device\00000001
如果指定了设备名，只能被内核模式下的其他驱动所识别。但在用户模式下的应用程序无法识别这个设备。
让应用程序能识别设备有两种方法：
（1）通过符号链接找到设备。（常用）
（2）通过设备接口找到设备。
符号链接可以理解为设备对象起了一个“别名”。设备对象的名称只能被内核模式的驱动识别，
而别名也可以被用户模式下的APP识别.
eg: 常说的C盘，指向的“C：”的符号链接，其真实对象是“\Device\HarddiskVolume1“
创建符号链接的函数是
NTSTATUS
IoCreateSymbolicLink(
__in PUNICODE_STRING SymbolicLinkName,
__in PUNICODE_STRING DeviceName
);

2、WDM式驱动的基本结构 WDM驱动结构请参考我的另一篇文章
http://blog.csdn.net/chenyujing1234/article/details/7568029

WDM驱动的DriverEntry与NT式驱动的DriverEntry有以下几个不同：
（1）增加了对AddDevice函数的设置。
因为NT驱动是主动加载设备的，也就是一旦加载驱动就创建设备。
而ＷＤＭ驱动是被动加载设备的。ＯＳ必须加载ＰＤＯ后，调用驱动的AddDevice例程，
AddDevice负责创建FDO，并附加到PDO上。
（2）必须加入IRP_MJ_PNP的派遣回调函数。
它主要负责计算机中即插即用的处理。

具体的回调函数可以参照我的文章
http://blog.csdn.net/chenyujing1234/article/details/7580315

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