Как написать драйвер

Как написать драйвер для Windows ?

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 RS232WindowsAPI 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 Windowsи 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."Автор: В.П. Солдатов. 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 2000можно было скачать  бесплатно, то сейчас бесплатно доступна толькоWindows 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 25за 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 🙂

Скачать DDK 2003.

Скачивайте все файлы что там есть. Распакуете ddk.rar и запускайте ksetup.exe. Спасибо Яндексу за 67 мегабайт.

Правда писать драйвера при помощи только DDKне самый удобный на сегодня способ, а посему предлагаю обратить внимания на два продукта.

  1. Jungo WinDriver

  2. Numega Driver Studio.

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, которая 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 WinDrivera 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.

Ну, а если вам необходимо прочитать- записать байт в порт, не используя прерываний, так тут ни каких драйверов писать не надо, все уже написано до нас.

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:

  1. Поместить файл portio.sys в C:\WINDOWS\SYSTEM32\DRIVERS\
  2. Прописать его в реестре. Для XP и 2000 это делается командойregini portio.iniв результате в разделе HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Servicesпоявится раздел PortIo.
    В нем параметры:
    ErrorControl 0x00000001
    ImagePath \SystemRoot\System32\Drivers\portio.sys
    Type 0x00000001
    Start 0x00000002

    Перезагрузите систему.

    Драйвер установлен можно использовать.
    Смотрите тестовое приложение.

    portio.sys

.

§ 18. Пишем первый драйвер. Часть 1.

Дмитрий Иванов, 18 Ноября 2008 года
Статья доработана и обновлена 14 мая 2014

Файлы к статье скачать
Имя: PS018.zip (ZIP архив)
Размер: 19 КБ

Ну вот мы и добрались до самого интересного — сейчас будем писать драйвер. Итак, приступим. Для удобства выполнения, всю последовательность действий по написанию драйвера я распишу по пунктам.

1. Создание директории проекта

Установив DDK, на Вашем компьютере в директории C:\WINDDK\2600.1106\ должны появиться файлы DDK. В этой директории создадим папку, в которой будут храниться наши проекты. Назовем ее, например, MyDrivers.

В папке MyDrivers создадим папку FirstDriver — тут будет находится наш первый проект драйвера.

2. Подготовка файлов проекта

В папке FirstDriver создайте пустой текстовый файл и переименуйте его под именем FirstDriver.c

При попытке переименовки со сменой расширения файла, появляется следующее предупреждение:

Не обращаем внимания на это предупреждение, и нажимаем Да. При этом наш файл примет вид:

Если же никакого предупреждения не было и переименованный файл так и остался текстовым с именем FirstDriver.c и расширением .txt, то в настройках своийств папки, которые можно найти в Пуск-> Настройка-> Панель управления-> Свойства паки уберите галочку напротив пункта «Скрывать расширения для зарегестрированных типов файлов». Попробуйте еще раз и все должно быть в порядке.

Теперь нам надо добавить еще два очень важных файла в наш проект, без которых драйвер нам не сделать. Они называются makefile и sources (обратите внимание, у них нет расширения).

Их можно создать самим, но мы сделаем проще: скопируем готовые из какого либо примера проекта драйвера из DDK. Например, возьмем их из C:\WINDDK\2600.1106\src\general\cancel\sys\. Итак, копируем из указанной директории эти два файла и вставляем их в нашу папку проекта FirstDriver. Эти файлы управляют процессрм компиляции драйвера. Файл makefile оставляем без изменений, а вот sources надо подредактировать.

Открываем этот файл с помощью блокнота, и удаляем из него все что там есть и вставляем туда текст, представленный ниже. Сохранияем файл.

TARGETNAME=Port TARGETPATH=c:\WINDDK\2600.1106\MyDrivers\FirstDriver TARGETTYPE=DRIVER SOURCES=FirstDriver.c

Первым параметром идет TARGETNAME, которому мы присвоили Port. Это значит, что когда DDK откомпилирует наш код и создаст драйвер, имя этого файла будет Port.sys Следующем параметром идет TARGETPATH, которому мы указали путь к папке нашего проекта. Если Вы устанавливали DDK в другое место, или создали пупку проекта в другой директории, здесь Вам надо это поправить на тот путь, который у Вас. Параметр TARGETTYPE пока оставлю без комментариев. В параметре SOURCES указываем, из каких файлов будет компилироваться драйвер. У нас это файл FirstDriver.c, вот мы его и указали.

3. Код драйвера

Всю подготовительную работу мы сделали. Можно приступать к самой содержательной части — коду драйвера. Писать мы будем его на Си.

Еще раз напомню решаемую нами задачу: надо написать драйвер под Windows 2000, XP с помощью которого можно будет работать с портами компьютера (читать и писать данные) .

Рассмотрим код, представленный ниже. Серым цветом обозначены те участки кода, которые являются как бы шаблонными для большинства драйверов, а зеленым — код, который относится именно к нашему текущему драйверу.

#include «ntddk.h» #define NT_DEVICE_NAME L»\\Device\\NTName» #define WIN32_DEVICE_NAME L»\\DosDevices\\MYDRIVER» #define IOCTL_READ CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x800, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS) #define IOCTL_WRITE CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x801, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS) NTSTATUS CtlCreate(IN PDEVICE_OBJECT, IN PIRP); NTSTATUS CtlClose(IN PDEVICE_OBJECT, IN PIRP); NTSTATUS CtlDispatch(IN PDEVICE_OBJECT,IN PIRP); VOID UnloadOperation(IN PDRIVER_OBJECT pDriverObject); NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT pDriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath) { PDEVICE_OBJECT pDeviceObject; UNICODE_STRING uniNtName; UNICODE_STRING uniWin32Name; RtlInitUnicodeString(&uniNtName, NT_DEVICE_NAME); RtlInitUnicodeString(&uniWin32Name, WIN32_DEVICE_NAME); IoCreateSymbolicLink(&uniWin32Name, &uniNtName); IoCreateDevice(pDriverObject,0,&uniNtName,FILE_DEVICE_UNKNOWN,0,FALSE,&pDeviceObject); pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE]=CtlCreate; pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE]=CtlClose; pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL]=CtlDispatch; pDriverObject->DriverUnload = UnloadOperation; return STATUS_SUCCESS; } NTSTATUS CtlCreate(IN PDEVICE_OBJECT pDeviceObject,IN PIRP Irp) { Irp->IoStatus.Status=STATUS_SUCCESS; Irp->IoStatus.Information=0; IoCompleteRequest(Irp,IO_NO_INCREMENT); return STATUS_SUCCESS; } NTSTATUS CtlClose(IN PDEVICE_OBJECT pDeviceObject,IN PIRP Irp) { Irp->IoStatus.Status=STATUS_SUCCESS; Irp->IoStatus.Information=0; IoCompleteRequest(Irp,IO_NO_INCREMENT); return STATUS_SUCCESS; } VOID UnloadOperation(IN PDRIVER_OBJECT pDriverObject) { PDEVICE_OBJECT deviceObject = pDriverObject->DeviceObject; UNICODE_STRING uniWin32NameString; RtlInitUnicodeString( &uniWin32NameString, WIN32_DEVICE_NAME ); IoDeleteSymbolicLink( &uniWin32NameString ); IoDeleteDevice( deviceObject ); return; } NTSTATUS CtlDispatch(IN PDEVICE_OBJECT pDeviceObject,IN PIRP Irp) { PIO_STACK_LOCATION pIrpStack; PUSHORT pIOBuffer; USHORT Port; USHORT ValueToPort; pIrpStack=IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp); pIOBuffer=Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer; switch (pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode) { case IOCTL_READ: Port=pIOBuffer[0]; pIOBuffer[0]=READ_PORT_UCHAR((PUCHAR)Port); Irp->IoStatus.Information=2; break; case IOCTL_WRITE: Port=pIOBuffer[0]; ValueToPort=pIOBuffer[1]; WRITE_PORT_USHORT((PUSHORT)Port,(USHORT)ValueToPort); Irp->IoStatus.Information=0; break; } Irp->IoStatus.Status=STATUS_SUCCESS; IoCompleteRequest (Irp,IO_NO_INCREMENT); return STATUS_SUCCESS; }

Представленный код — есть код простейшего драйвера, который может только записать данные в порт и прочесть их от туда.

Выглядит страшновато? Ни чего, в следующей статье будем разбираться с тем что в нем понаписано.

© Дмитрий Иванов
18 ноября 2008 года
http://www.kernelchip.ru

Добавить комментарий

Закрыть меню