Windows NT Driver >> C/C++ >> IOCTL

IRP

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參考資訊：
1. Source Code

Input Output Control(IOCTL)是另一種可以跟驅動程式溝通的方式，本身帶有命令參數，驅動程式可以依據不一樣的命令做不一樣的事情，而除了命令以外，IOCTL更把Buffer切成Input和Output兩塊，單一次命令的運作就可以完成讀寫的動作，Buffer的屬性也是需要做設定才可以使用，分為Buffered、Direct和Neither這三種設定方式，感覺是不是跟File的Buffer設定方式很相似呢？沒錯，基本上是一樣的，雖然司徒講得有點複雜，不過，只要把Buffer的設定方式搞懂後，使用者就可以發現，整個運作原理是相當容易理解的。

當然，使用者可能好奇，IRP_MJ_READ和IRP_MJ_WRITE是否可以取代IRP_MJ_DEVICE_CONTROL的功能呢？答案：肯定是可以的，只要把資料做編碼，功能上是可以取代的，只是這樣的作法，把控制應用以及大量傳輸的概念都綁在一起，失去原有的設計本質，因此，如果以資料為傳輸目的，建議使用IRP_MJ_READ和IRQP_MJ_WRITE，而以控制應用為目的時，則建議使用IRP_MJ_DEVICE_CONTROL的方式。

至於IOCTL命令到底是什麼東西呢？其實就是一個編碼後的32Bit的數值，欄位如下所示：

#define CTL_CODE(DeviceType, Function, Transfer, Access) (((DeviceType) << 16) | ((Access) << 14) | ((Function) << 2) | (Transfer))

表格如下：

Ref. defining-i-o-control-codes
透過Microsoft的Macro(CTL_CODE)定義該數值，說穿了，只要App跟驅動程式都可以互相知道對方的意思(IOCTL命令)就可以，當然有一些是Microsoft定義保留的Global IOCTL，在使用上，需要特別注意一下。

對應的溝通管道：

Win32 API	Kernel IRP
CreateFile()	IRP_MJ_CREATE
DeviceIoControl()	IRP_MJ_DEVICE_CONTROL
CloseFile()	IRP_MJ_CLOSE

取得方式：

IOCTL Code
(IrpStack) Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode

main.c

#include <wdm.h>

#define DEV_NAME L"\\Device\\MyDriver"
#define SYM_NAME L"\\DosDevices\\MyDriver"
#define IOCTL_TEST CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x800, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS) 
  
void Unload(PDRIVER_OBJECT pOurDriver)
{
  UNICODE_STRING usSymboName;
       
  RtlInitUnicodeString(&usSymboName, L"\\DosDevices\\MyDriver");
  IoDeleteSymbolicLink(&usSymboName);
  IoDeleteDevice(pOurDriver->DeviceObject);
}

NTSTATUS IrpIOCTL(PDEVICE_OBJECT pOurDevice, PIRP pIrp)
{
  PIO_STACK_LOCATION psk = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);

  switch(psk->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode){
  case IOCTL_TEST:
    DbgPrint("IOCTL_TEST");
    break;
  }
  IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
  return STATUS_SUCCESS;
}

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_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_CLOSE] = IrpFile;
  pOurDriver->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = IrpIOCTL;
  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;
}

IrpIOCTL()僅列印IOCTL_TEST命令。

app.c

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

#define IOCTL_TEST CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x800, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
 
int __cdecl main(int argc, char* argv[])
{
  DWORD dwRet = 0;
  HANDLE hFile = NULL;

  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;
  }
  DeviceIoControl(hFile, IOCTL_TEST, NULL, 0, NULL, 0, &dwRet, NULL);  
  CloseHandle(hFile);
  return 0;
}

結果

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