Написание драйвера в подробностях №4

Цикл подошел к концу. В этой статье я расскажу об еще нескольких способах инсталляции драйверов
(в прошлый раз мы рассмотрели инсталляцию с помощью простого изменения
реесстра (вручную или с использованием .reg - файла) и с использованием программы Monitor из состава Driver Studio) - с помощью inf - файла и с использованием возможностей SCM - менеджера. А последний пункт вплотную подводит нас к написанию собственной консольной проги для тестирования возможностей нашего драйвера. 

Ну а в качестве маленького бонуса я расскажу, как обещала, о правке солюшенов для визуальной студии, для того, чтобы ты смог писать в ней драйвера
(а правка нужна для корректной подсветки синтаксиса кода и компиляции). Приступим.

Инсталляция драйвера (продолжение)

В данной статье мы рассмотрим еще два способа инсталляции драйвера: с помощью inf - файла и с использованием возможностей SCM - менеджера. Начнем с первого.

Для того, чтобы мы могли корректно установить наш драйвер с использованием виндошного Мастера Установка, нам необходимо создать inf - файл с правильной структурой. Пример оного вместе с комментариями читай ниже:

; Primer.Inf
[Version]
Signature="$Hacker$"
Class=Unknown
Provider=%HackerMagazine%
DriverVer=27/10/2005,0.0.0.1

[DestinationDirs]
Primer.Files.Driver=10,System32\Drivers ; путь для копирования драйвера под Windows 98
Primer.Files.Driver.NTx86=10,System32\Drivers ; путь для копирования драйвера под Windows NT

[SourceDisksFiles]
Primer.sys=1,drv\w98 ; путь, где находится версия драйвера под Windows 98

[SourceDisksFiles.x86]
Primer.sys=1,drv\nt ; путь, где находится версия драйвера под Windows NT
; в нашем случае обе версии драйверов, конечно, одинаковые

; Windows 98
; секция, используемая в случае установки драйвера под Windows 98
[Primer.Install]
CopyFiles=Primer.Files.Driver
AddReg=Primer.AddReg

; Windows 2000, XP, Server 2003
; секция, используемая в случае установки драйвера под Windows NT
[Primer.Install.NTx86]
CopyFiles=Primer.Files.Driver.NTx86

; Строки
[Strings]
HackerMagazine="Napisanie draiverov v podrobnostjah №4"
Primer="Primer driver: checked build"
Primer.ServiceName="Primer NTDDK driver (V.001)"

SPSVCINST_ASSOCSERVICE=0x00000002
COPYFLG_NOSKIP=2 
SERVICE_KERNEL_DRIVER=1
SERVICE_AUTO_START=2
SERVICE_DEMAND_START=3 
SERVICE_ERROR_NORMAL=1

Сохраняй этот файлик с расширением inf. Ну а теперь можешь запускать Мастер Установки, в нем указывай способ выбора устройства вручную
(без автоматического поиска и определения), путь к каталогу с inf - файлом... Ну, думаю, тебя не нужно учить общению с Мастером 🙂 После завершения установки, если все пройдет нормально, то драйвер успешно встанет в систему и ты сможешь лицезреть его в списке устройств. Все, теперь его можно тестировать.

Перейдем к SCM - менеджеру. SCM - менеджер - это сервис Windows NT, предоставляющий удобную возможность работать с драйвером без использования Мастера Установки - с помощью функций, вызываемых из пользовательского приложения. Для того, чтобы начать работать с SCM - мененджером, необходимо вызвать функцию OpenSCManager, а для завершения работы - CloseServiceHandle. Но, к сожалению, работать с помощью SCM - менеджера можно не со всеми типами драйверов.

Ну а теперь мы приступим к написанию своего консольного приложения, тестирующего драйвер и использующего SCM - менеджер.

Написание консольного приложения для тестирования драйвера

Во-первых, нужно создать файл Ioctl.h. Его содержимое
(которое, надо думать, тебе знакомо по файлу Driver.h :)):

#ifndef _IOCTL_H_05703_ BASHBD_1UIWQ1_4763_ 1NJKDH256_801_
#define _IOCTL_H_05703_ BASHBD_1UIWQ1_4763_ 1NJKDH256_801_
#define IOCTL_PRINT_DEBUG_ MESS CTL_CODE( \FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x701, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)

#endif

Вот содержимое файла resource.h:

#ifdef APSTUDIO_INVOKED
#ifndef APSTUDIO_ READONLY_SYMBOLS
#define _APS_NEXT_ RESOURCE_VALUE 101
#define _APS_NEXT_ COMMAND_VALUE 40001
#define _APS_NEXT_ CONTROL_VALUE 1000
#define _APS_NEXT_ SYMED_VALUE 101
#endif
#endif

... и файла ресурсов .rc:

//Microsoft Developer Studio generated resource script.
//
#include "resource.h"

Ну а теперь головной .cpp - шник программы с комментариями:

////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Файл PrimerTest.cpp
// Консольное приложение для тестирования драйвера Primer.sys
////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Заголовочные файлы, которые необходимы данной проге:
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <winioctl.h>
#include <tchar.h>

// Имя объекта драйвера и местоположение загружаемого файла 
#define DRIVERNAME _T("Primer")
//#define DRIVERBINARY _T("C:\\Primer\\Primer.sys")
//#define DRIVERBINARY _T("C:\\Ex\\objchk_w2k\\i386\\Primer.sys")
#define DRIVERBINARY _T("C:\\Ex\\tester\\Primer.sys")

// Начинаем знакомиться с SCM - менеджером. Далее - функция установки драйвера на основе его вызовов.
BOOL InstallDriver(SC_HANDLE scm, LPCTSTR DriverName, LPCTSTR driverExec)
{
SC_HANDLE Service =
CreateService (scm, // открытый дескриптор к SCManager
DriverName, // имя сервиса - Primer
DriverName, // для вывода на экран
SERVICE_ALL_ACCESS, // желаемый доступ
SERVICE_KERNEL_DRIVER, // тип сервиса
SERVICE_DEMAND_START, // тип запуска 
SERVICE_ERROR_NORMAL, // указывает, как обрабатывается ошибка
driverExec, // путь к бинарному файлу
// Остальные параметры не используются – укажем NULL
NULL, // Не определяем группу загрузки
NULL, NULL, NULL, NULL);
if (Service == NULL) // неудача
{
DWORD err = GetLastError();
if (err == ERROR_SERVICE_EXISTS) {/* уже установлен
*/}
// более серьезная ошибка: 
else printf ("ERR: Can’t create service. Err=%d\n",err);
return FALSE;
}
CloseServiceHandle (Service);
return TRUE;
}

// Функция удаления драйвера на основе SCM вызовов
BOOL RemoveDriver(SC_HANDLE scm, LPCTSTR DriverName)
{
SC_HANDLE Service =
OpenService (scm, DriverName, SERVICE_ALL_ACCESS);
if (Service == NULL) return FALSE;
BOOL ret = DeleteService (Service);
if (!ret) { /* неудача при удалении драйвера
*/ } 

// Функция запуска драйвера на основе SCM вызовов
BOOL StartDriver(SC_HANDLE scm, LPCTSTR DriverName)
{
SC_HANDLE Service =
OpenService(scm, DriverName, SERVICE_ALL_ACCESS);
if (Service == NULL) return FALSE; /* open failed */
BOOL ret =
StartService(Service, // дескриптор
0, // число аргументов
NULL); // указатель на аргументы
if (!ret) // неудача
{ 
DWORD err = GetLastError();
if (err == ERROR_SERVICE_ALREADY_RUNNING)
ret = TRUE; // драйвер уже работает
else { /* другие проблемы */}
}

CloseServiceHandle (Service);
return ret;
}
// Функция остановки драйвера на основе SCM вызовов
BOOL StopDriver(SC_HANDLE scm, LPCTSTR DriverName)
{
SC_HANDLE Service =
OpenService (scm, DriverName, SERVICE_ALL_ACCESS);
if (Service == NULL) // невозможно выполнить остановку драйвера
{
DWORD err = GetLastError();
return FALSE;
}
SERVICE_STATUS serviceStatus;
BOOL ret = 
ControlService(Service, SERVICE_CONTROL_STOP, &serviceStatus);
if (!ret)
{
DWORD err = GetLastError();

// Соберем вместе действия по установке, запуску, останову
// и удалению драйвера (для учебных целей).
// Пользоваться этой функцией в данном примере нам не придется,
// поэтому закомментируем ее.
/*
void Test_SCM_Installation(void)
{
SC_HANDLE scm = OpenSCManager(NULL,NULL,SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
if(scm == NULL) // неудача
{ 
// получаем код ошибки и ее текстовый эквивалент
unsigned long err = GetLastError();
PrintErrorMessage(err); 
return;
}
BOOL res;
res = InstallDriver(scm, DRIVERNAME, DRIVERBINARY);
// ошибка может быть не фатальной. Продолжаем:
res = StartDriver (scm, DRIVERNAME);
if(res)
{
// Здесь следует разместить функции работы с драйвером
res = StopDriver (scm, DRIVERNAME);
if(res) res = RemoveDriver (scm, DRIVERNAME);
}
CloseServiceHandle(scm);
return;
}
*/

#define SCM_SERVICE ; // см. ниже
// вводим элемент условной компиляции, при помощи 
// которого можно отключать использование SCM установки драйвера
// в тексте данного приложения.

// Основная функция тестирующего приложения.
// Здесь диагностике ошибочных ситуаций уделено очень мало внимания.
// В реальных приложениях так делать
// нельзя!

int __cdecl main(int argc, char* argv[])
{
#ifdef SCM_SERVICE
// используем сервис SCM для запуска драйвера.
BOOL res; // получаем доступ к SCM :
SC_HANDLE scm = OpenSCManager(NULL,NULL,SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
if(scm == NULL) return -1; // неудача

// делаем попытку установки драйвера
res = InstallDriver(scm, DRIVERNAME, DRIVERBINARY);
if(!res) // неудача, но, быть может, драйвер уже установлен ?
printf("Cannot install service");

res = StartDriver (scm, DRIVERNAME);
if(!res)
{
printf("Cannot start driver!");
res = RemoveDriver (scm, DRIVERNAME);
if(!res)
{
printf("Cannot remove driver!");
}
CloseServiceHandle(scm); // отключаемся от SCM
return -1;
}
#endif

HANDLE hHandle = // Получаем доступ к драйверу
CreateFile("\\\\.\\Primer",
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if(hHandle==INVALID_HANDLE_VALUE)
{
printf("ERR: can not access driver Primer.sys !\n");
return (-1);
}
DWORD BytesReturned; // Переменная для хранения числа
// переданных байт
// Приступаем к тестированию драйвера. Последовательно выполняем обращения к драйверу 
// с различными кодами IOCTL: 

// Продолжаем тестирование. Получаем 1 байт данных из драйвера.
// По окончании данного вызова переменная xdata должна 
// содержать значение 33:
unsigned char xdata = 0x88;
ioctlCode=IOCTL_SEND_BYTE_TO_USER;
if(!DeviceIoControl(hHandle,
ioctlCode,
NULL, 0, 
&xdata, sizeof(xdata),
&BytesReturned,
NULL))
{
printf("Error in IOCTL_SEND_BYTE_TO_USER!");
return(-1);
}

// Выводим мессагу в дебаговую консоль:
printf("IOCTL_SEND_BYTE_TO_USER: BytesReturned=%d xdata=%d",
BytesReturned, xdata);

// Выполнение следующего теста в Windows NT приведет к
// краху ОС`и 
/*
ioctlCode=IOCTL_MAKE_SYSTEM_CRASH;
if(!DeviceIoControl(hHandle,
ioctlCode,
NULL, 0, 
NULL, 0, 
&BytesReturned,
NULL))
{
printf("Error in IOCTL_MAKE_SYSTEM_CRASH!");
return(-1);
}
*/
// Закрываем дескриптор доступа к драйверу:
CloseHandle(hHandle);

#ifdef SCM_SERVICE
// Останавливаем драйвер, удаляем его и отключаемся от
SCM.
res = StopDriver (scm, DRIVERNAME);
if(!res)
{
printf("Cannot stop driver!");
CloseServiceHandle(scm);
return -1;
}

return 0;
}

Вот и все, компиль и тестируй. Напоминаю еще раз: запусти вьювер дебаг-информации из Monitor
(например) и посмотри все дебаговые сообщения драйвера! 

Правка солюшенов визуальной студии

Теперь я расскажу тебе, как исправить солюшены визуальной студии, чтобы ты смог писать драйвера в ней. Тем не менее, код драйвера, откомпилированный с помощью DDK
(а лучше всего использовать именно его),
считается эталонным. Ниже я привожу текст файла Primer.sln
(Visual Studio 7) (для компиляции не-WDM драйвера):

Microsoft Visual Studio Solution File, Format Version 7.00
Project (" {8BC9CEB8-8B4A-11D0-8D11-00A0C91BC942} ") = "Primer",
EndProject
Global
GlobalSection (SolutionConfiguration) = preSolution
ConfigName.0 = Checked
EndGlobalSection
GlobalSection (ProjectDependencies) = postSolution
EndGlobalSection
GlobalSection (ProjectConfiguration) = postSolution
{ E524BA09-7993-4528-91A9-7E27FAA3565F }.Checked.ActiveCfg = 
Checked | Win32
{ E524BA09-7993-4528-91A9-7E27FAA3565F }.Checked.Build.0 = 
Checked | Win32
EndGlobalSection
GlobalSection (ExtensibilityGlobals) = postSolution
EndGlobalSection
GlobalSection (ExtensibilityAddIns) = postSolution
EndGlobalSection
EndGlobal

А теперь - .vcproj:

<?xml version = "1.0" encoding = "windows-1251" ?>
<VisualStudioProject ProjectType = "Visual C++"
Version = "7.00"
Name = "Primer"
SccProjectName = " "
SccLocalPath = " " >
<Platforms><Platform Name = "Win32" /> </Platforms>
<Configurations> <Configuration Name = "Checked | Win32 "
OutputDirectory = ".\checked"
IntermeaditeDirectory = ".\checked"
ConfigurationType = "2"
UseOfMFC = "0"
ATLMinimizesCRunTimeLibraryUsage = "FALSE"
CharacterSet = "1" >
<Tool Name = "VCCLCompilerTool"
AdditionalOptions = "/Zel - cbstring /QIfdiv- /QIf /Gi- /Gm- /GX"
Optimization = "0"
EnableIntrinsicFunctions = "FALSE"
OmitFramePointers = "TRUE"
OptimizeForProcessor = "2"
AdditionalIncludeDirectories = "C:\WinDDK\2600\inc\ddk\w2k;
C:\WinDDK\2600\inc\w2k;C:\WinDDK\2600\inc\crt"
PreprocessorDefinitions = "_X86_=1;i386=1;
CONDITION_HANDLING=1;NT_UP=1;
NT_INST=0; WIN32=100;_NT1X_= 100;WINNT=1;
_WIN32_WINNT=0x0400; WIN32_LEAN_AND_MEAN=1;
DEVL=1; DBG=1; FPO=0"
IgnoreStandartIncludePath="TRUE"
StringPooling = "TRUE"
ExceptionHandling = "TRUE"
RuntimeLibrary="0"
StructMemberAlignment="4"
BufferSecurityCheck = "FALSE"
EnableFunctionLevelLinking = "TRUE"
PrecompiledHeaderFile =  ".\checked/Primer.pch"
AssemblerListingLocation = ".\checked/"
ObjectFile=".\checked/"
ProgramDataBaseFileName= ".\checked\Primer.pdb"
WarningLevel="3"
SuppressStartupBanner="TRUE"
DebugInformationFormat="1"
CallingConvention="2"
CompileAs = "0"
ForcedIncludeFiles= "warning.h"/>
<Tool Name = "VCCustomerBuildTool"/>
<Tool Name = "VCLinkerTool" AdditionalOptions = " "
AdditionalDependencies = "hal.lib ntoskrnl.lib int64.lib
msvcrt.lib"
OutputFile = ".\checked\Primer.sys"
Version = "5.0"
LinkIncremental = "1'
SuppressStartupBanner = "TRUE"
AdditionalLibraryDirectories = "C:\WinDDK\2600\lib\w2k\i386"
IgnoreAllDefaultsLibraries = "TRUE"
ProgramDatabaseFile = ".\checked/Primer.pdb"
GenerateMapFile = "TRUE"
MapFileName = "Primer.map"
StackReserveSize = "262144"
StackCommitSize = "4096"
OptimizeReferences = "2"
EnableCOMDATFolding = "2"
EntryPointSymbol = "DriverEntry"
SetChecksum = "TRUE"
BaseAddress = "0x10000"
ImportLibrary = " "
MergeSections = ".rdata = .text"
TargetMachine = "1" />
<Tool Name = "VCMIDILTool"
MkTypeLibCompatible = "TRUE"
SuppressStartupBanner = "TRUE"
TargetEnvironment = "1"
TypeLibraryName = ".\checked/Primer.tlb"/>
<Tool Name = "VCPostBuildEventTool" />
<Tool Name = "VCPreBuildEventTool"/>
<Tool Name = "VCPreLinkEventTool" />
<Tool Name = "VCResourceCompilerTool"/>
<Tool Name = "VCWebServiceProxyGeneratorTool" />
<Tool Name = "VCWebDeploymentTool" />
</Configuration>
</Configurations>
<Files> <Filter Name = "Header Files" Filter = ".h">
<File RelativePath = ".\Driver.h"> </File>
</Filter>
<Filter Name = "Source Files" Filter = ".c;.cpp">
<File RelativePath = ".\main.cpp"> </File>
</Filter>
</Files>
<Globals></Globals>
</VisualStudioProject>

Комментарии тут излишни - все параметры понятны без слов. Это, конечно, примерная структура, в твоем проекте многое может отличаться. Но для нашего тестового драйвера такие два файла вполне подойдут.

Заключение

Ну вот и все. Желаю удачи и интересных находок в плавании по увлекательному океану драйверов и железа! Да не облысеют твои пятки!