Windows NT Driver >> C/C++ >> File

IRP

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參考資訊：
1. Source Code

基本上，驅動程式(韌體)的基本功能就是當作User Application(軟體)和硬體的溝通橋樑，軟體可以透過很多種方式和驅動程式溝通，而最常用的溝通方式就是把驅動程式當做是一個檔案在操作，軟體可以透過檔案讀寫的方式和驅動程式做資料傳遞的動作，驅動程式最後再把資料輸出到硬體裝置上，而在Windows系統上，可以使用CreateFile(檔案開啟)、ReadFile(讀取檔案)、WriteFile(寫入檔案)、CloseHandle(關閉檔案)等檔案操作的Win32 API，而驅動程式如何跟軟體串接起來呢？驅動程式必須在DriverEntry()設定IRP_MJ_CREATE(CreateFile)、IRP_MJ_READ(ReadFile)、IRP_MJ_WRITE(WriteFile)、IRP_MJ_CLOSE(CloseHandle)的Callback副程式，這樣I/O Manager才會知道如何串起這條溝通管道。

基本的步驟如下：
1. 安裝驅動程式時，驅動程式註冊自己的名字、註冊檔案的Callback副程式
2. 軟體開啟檔案(使用驅動程式的名字(GUID或者Symbolic))，I/O Manager呼叫驅動程式的IRP_MJ_CREATE
3. 軟體讀寫檔案，I/O Manager呼叫驅動程式的IRP_MJ_READ、IRP_MJ_WRITE
4. 軟體關閉檔案，I/O Manager呼叫驅動程式的IRP_MJ_CLOSE

當然，使用者可能也很好奇，為何軟體不直接跟硬體溝通就好，還要透過一個這麼複雜的驅動程式當作溝通橋樑？當軟體可以直接溝通硬體時，會造成太多衝突，以及優先順序問題，而因為可以直接控制硬體，因此，寫出一個非惡意但具有破壞性的軟體時，是間接可以把一個系統搞壞掉，這也是為何要在Win98之後，架構出一個驅動程式的原因，至少有一個溝通和協調的機制，當然隨著系統的發展，規定就會變成越來嚴格，這也是Microsoft致力於保護系統的最好方式！

對應的溝通管道

Win32 API	Kernel IRP
CreateFile()	IRP_MJ_CREATE
ReadFile()	IRP_MJ_READ
WriteFile()	IRP_MJ_WRITE
CloseHandle()	IRP_MJ_CLOSE

接著司徒將介紹如何在驅動程式做檔案的基本操作

main.c

#include <wdm.h>

void Unload(PDRIVER_OBJECT pOurDriver)
{
  UNICODE_STRING usSymboName;
  
  RtlInitUnicodeString(&usSymboName, L"\\DosDevices\\MyDriver");
  IoDeleteSymbolicLink(&usSymboName);
  IoDeleteDevice(pOurDriver->DeviceObject);
}

NTSTATUS IrpFile(PDEVICE_OBJECT pOurDevice, PIRP pIrp)
{
  PIO_STACK_LOCATION psk = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
  switch(psk->MajorFunction){
  case IRP_MJ_CREATE:
    DbgPrint("IRP_MJ_CREATE");
    break;
  case IRP_MJ_READ:
    DbgPrint("IRP_MJ_READ");
    break;
  case IRP_MJ_WRITE:
    DbgPrint("IRP_MJ_WRITE");
    break;
  case IRP_MJ_CLOSE:
    DbgPrint("IRP_MJ_CLOSE");
    break;
  }
  IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
  return STATUS_SUCCESS;
}

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT pOurDriver, PUNICODE_STRING pOurRegistry)
{
  PDEVICE_OBJECT pOurDevice=NULL;
  UNICODE_STRING usDeviceName;
  UNICODE_STRING usSymboName;

  pOurDriver->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] =
  pOurDriver->MajorFunction[IRP_MJ_READ] =
  pOurDriver->MajorFunction[IRP_MJ_WRITE] =
  pOurDriver->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = IrpFile;
  pOurDriver->DriverUnload = Unload;
  
  RtlInitUnicodeString(&usDeviceName, L"\\Device\\MyDriver");
  IoCreateDevice(pOurDriver, 0, &usDeviceName, FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0, FALSE, &pOurDevice);
  RtlInitUnicodeString(&usSymboName, L"\\DosDevices\\MyDriver");
  IoCreateSymbolicLink(&usSymboName, &usDeviceName);
  pOurDevice->Flags&= ~DO_DEVICE_INITIALIZING;
  pOurDevice->Flags|= DO_BUFFERED_IO;
  return STATUS_SUCCESS;
}

IrpFile()處理檔案相關的IRP，目前只列印IRP資訊，其餘不處理。

為了測試驅動程式的檔案讀寫IRP，我們需要一個User Application做測試(app.c)

#define INITGUID
#include <windows.h>
#include <strsafe.h>
#include <setupapi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int __cdecl main(int argc, char* argv[])
{
  DWORD dwRet=0;
  char szBuffer[32]={0};
  HANDLE hFile=INVALID_HANDLE_VALUE;

  hFile = CreateFile("\\\\.\\MyDriver", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);
  if(hFile == INVALID_HANDLE_VALUE){
    printf("failed to open mydriver");
    return -1;
  }
  WriteFile(hFile, szBuffer, sizeof(szBuffer), &dwRet, NULL);
  ReadFile(hFile, szBuffer, sizeof(szBuffer), &dwRet, NULL);
  CloseHandle(hFile);
  return 0;
}

sources

TARGETNAME=app
TARGETTYPE=PROGRAM
TARGETPATH=obj
UMTYPE=console
UMBASE=0x0400000
SOURCES=app.c
USE_MSVCRT=1

一樣使用WDK編譯，接著執行該User Application就可以看到結果

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