Как писать драйвера (часть 5)

Итак, мы возвращаемся к драйверам.

Справедливости ради, стоит отметить, что на сайте эта тема – одна из самых популярных, так что, кому нужны более глубокие знания, может обращаться к нам на форум, там обсуждаются конкретные проблемы.

Сегодня мы поговорим о коммуникации программы с драйвером.

В одной из предыдущих статей описаны были функции типа Filter:

Вот они:

extern NTSTATUS FilterOpen(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);

extern NTSTATUS FilterClose(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);

extern NTSTATUS FilterRead(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);

extern NTSTATUS FilterWrite(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);

extern NTSTATUS FilterIoControl(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp);

В любом драйвере необходима система управления, для указания самому драйверу, какого типа операцию стоит выполнить в текущий момент времени.

Скажем для нашего примера, драйверу фильтра потока данных по сети стоит указывать степень фильтрации, типы портов для перехвата, адреса, запрещенные к обращению и т.п.

Для этого используются вышеназванные функции.

FilterOpen вызывается когда в программе вызвано обращение к драйверу с помощью функции CreateFile

FilterClose – CloseHandle()

FilterRead/FilterWrite – ReadFile/WriteFile

FilterIoControl – DeviceIoControl() соответственно.

Для правильного завершения работы каждой из этих функций – нужно обеспечить передачу в программу необходимых данных.

NTSTATUS FilterOpen(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {

 // инициализация любых управляющих параметров, например структуры управляющих данных

 Irp->IoStatus.Status = NDIS_STATUS_SUCCESS; // Возращаемое значение – ошибка или нормальное. При нормальном завершении – будет передан HANDLE на устройство, в нашем случае на драйвер.

 Irp->IoStatus.Information = 0; // Количество переданных вверх байт – в нашем случае 0 потому как нет передаваемых параметров.

 IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT); // Завершение работы.

 return NDIS_STATUS_SUCCESS; // Нормальный код возврата.

}

Эта форма будет использоваться в том или ином виде в каждой из этих функций.

Точно так же выглядит и функция закрытия:

NTSTATUS FilterClose(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {

 // Код окончания работы с драйвером.

 Irp->IoStatus.Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;

 Irp->IoStatus.Information = 0;

 IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);

 return NDIS_STATUS_SUCCESS;

}

В драйвере можно создать например просто элемент для нашего примера – например, описать глобальную переменную DWORD Port; Ее будем испрользовать для задания номера порта для перехвата.

Определим Default значение для порта равное 80 (стандартный порт http протокола) и проведем его инициализацию в функции Open и де инициализацию в Close. Так мы сможем контролировать старт активной фазы работы драйвера и ее окончание.

Функции Write & Read можно использовать для передачи любого количества информации в драйвер и обратно.

Для сложных случаев и частой передачи необходимо использовать именно эти функции, из-за того, что переключение контекста драйвера не происходит. При использовании для этих целей DeviceIoControl приведет к постоянному переключению контекста драйвера и замедлит работу системы.

В нашем примере передавать в драйвер и назад нечего поэтому напишем Write/Read функции в виде готовых болванок, но так как наша цель построить работающий пример – то передадим абстрактную последовательность вверх в аппликацию.

Для этого создайте в этом же месте глобальную переменную вот такого вида:

unsigned char TestStr[10] = "abcdefghi";

NTSTATUS FilterRead(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {

 NDIS_STATUS Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;

 ULONG BytesReturned = 0;

 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////

 // Get input parameters

 PIO_STACK_LOCATION IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation( Irp ); // Содержит стек Irp

 ULONG BytesRequested = IrpStack->Parameters.Read.Length; // Длина принятых данных –равна параметру максимально запрошенной длины в функции ReadFile

 if (BytesRequested <10) // Если запрошено меньше нашей тестовой длины – вернуть ошибку

 {

  BytesReturned = 0;

  Status = STATUS_INVALID_BUFFER_SIZE;

 } else {

  // Если все в порядке – копировать буфер в выходной буфер стека.

  NdisMoveMemory(Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer, TestStr, 10);

  BytesReturned = 10;

  Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;

 }

 // Отправить

 Irp->IoStatus.Status = Status;

 Irp->IoStatus.Information = BytesReturned;

 IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);

 return Status;

}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

NTSTATUS FilterWrite(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {

 NDIS_STATUS Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;

 ULONG BytesReturned = 0;

 // Здесь все работает аналогично.

 Irp->IoStatus.Status = Status;

 Irp->IoStatus.Information = BytesReturned;

 IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);

 return Status;

}

Функции симметричны.

Теперь мы подошли к функции управления.

Она сама работает точно также как и все функции перечисленные выше – с одной разницей: В ней принимаемым параметром является код операции, который надо установить в драйвер.

Можно конечно придумать свой формат данных – передаваемых в WriteFile, который расшифровывать внутри драйвера и так решать, что делать или не делать, однако стоит использовать уже готовый механизм, предоставленный Microsoft-ом.

Описание кода комманды выглядит так:

#define IOCTL_SET_COMMAND1 // наш код управления

CTL_CODE ( FILE_DEVICE_UNKNOWN, // Тип кода

0xF07, // Цифровое значение

METHOD_BUFFERED, // Метод операции

FILE_ANY_ACCESS ) // Права доступа.

Итак мы описали код управления, вызов которого будет выглядеть в программе так:

res = DeviceIoControl(

 hFile, // Handle драйвера из функции CreateFile

 (DWORD) IOCTL_SET_COMMAND1, // Комманда

 (LPVOID)0, (DWORD)0, (LPVOID)NULL, (DWORD)0, (LPDWORD)&bytesReturned, NULL

);

Вызов такой функции приведет к обращению драйвером к функции FilterIoControl!

NTSTATUS FilterIoControl(IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp) {

 NDIS_STATUS Status = NDIS_STATUS_SUCCESS;

 ULONG BytesReturned = 0;

 PIO_STACK_LOCATION IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp);

 ULONG IoControlCode = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;

 PVOID InfoBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer;

 ULONG InputBufferLen = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;

 ULONG OutputBufferLen = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength;

 switch(IoControlCode) {

 case IOCTL_SET_COMMAND1:

  // Здесь мы можем сменить наш номер порта с 80 на, к примеру, 25.

  break;

 }

 Irp->IoStatus.Status = Status;

 Irp->IoStatus.Information = BytesReturned;

 IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);

 return Status;

}

Описания Input/Output буферов привожу для того, чтобы при необходимости получения и еще каких либо сопутствующих параметров, было ясно, где их получать, скажем, в драйвере нашего примера, команда 1 может нести в качестве параметра новый номер порта для перехвата.

Давайте теперь опишем логику управления драйвером перехватчиком.

Для перехвата определяются в начале параметры перехвата, адрес, порт и т.д.

Далее вносится тип рабочего состояния – перехват – прозрачный режим.

Вносится список возможных портов к перехвату (по необходимости).

В процессе работы системы, пока управляющая аппликация не запущена, то драйверу необходимо указать стартовые параметры.

Например, тип режима – прозрачный, в этом случае не перехватывается ничего.

Когда стартует управляющая программа – то она открывает драйвер CreateFile() и запускает, если это необходимо, другие стартовые условия, например перевод в режим перехвата и номер порта для этого.

Затем по желанию клиента из программы выставляются любые нужные условия от отключения перехвата, до перехвата всех номеров портов и всех адресов.

По завершению работы контрольной программы, можно выставить спец код управления, который укажет, как жить драйверу, когда управление не запущено, отключить все настройки и вернуться к прозрачному режиму, или остаться в необходимом режиме до дальнейших указаний.

На сегодня пока все.