文档介绍：设备驱动程序应用研究论文
为了保证操作系统的安全性和稳定性以及应用程序的可移植性,Windows操作系统不允许应用程序直接访问系统的硬件资源,而是必须借助于相应的设备驱动程序。设备驱动程序可以直接操作硬件,如果应用程序和设备驱动程序之间实现了双向通信,也就达到了应用程序控制底层硬件设备的目的。它们之间的通信包括两个方面:一方面是应用程序传送给设备驱动程序的数据;另一方面是设备驱动程序发送给应用程序的消息。前者的实现较容易,通过CreateFile()函数获取设备驱动程序的句柄后,就可以使用Win32函数,如DeviceIoControl()、ReadFile()或WriteFile()等实现应用程序与设备驱动程序之间的通信。后者的实现远比前者复杂,同时介绍这方面情况的文章较少。这不等于说它不重要,相反,它在有些应用场合发挥着重要的作用。设备驱动程序完成数据的采集工作后,需要马上通知应用程序,以便应用程序能够及时将数据取走并进行处理。诸如此类情况,不一而足。鉴于设备驱动程序通知应用程序的重要性,本人结合一些经验,对它进行了总结,归纳出5种方法:异步过程调用(APC)、事件方式(VxD)、消息方式、异步I/O方式和事件方式(WDM)。下面分别说明这几种方式的原理,并给出实现的部分源代码。 1 异步过程调用(APC) Win32应用程序使用CreateFile()函数动态加载设备驱动程序,然后定义一个回调函数backFunc(),并且将回调函数的地址&backFunc()作为参数,通过DeviceIoControl()传送给设备驱动程序。设备驱动程序获得回调函数的地址后,将它保存在一个全局变量(如callback)中,同时调用Get_Cur_Thread_Handle()函数获取它的应用程序线程的句柄,并且将该句柄保存在一个全局变量(如appthread)中。当条件成熟时,设备驱动程序调用_VWIN32_QueueUserApc()函数,向Win32应用程序发送消息。这个函数带有三个参数:第一个参数为回调函数的地址(已经注册);第二个参数为传递给回调函数的消息;第三个参数为调用者的线程句柄(已经注册)。Win32应用程序收到消息后,自动调用回调函数(实际是由设备驱动程序调用)。回调函数的输入参数是由设备驱动程序填入的,回调函数在这里主要是对消息进行处理。 2 事件方式(VxD) 首先,Win32应用程序创建一个事件的句柄,称其为Ring3句柄。由于虚拟设备驱动程序使用事件的Ring0句柄,因此,需要创建Ring0句柄。用LoadLibrary(),获得动态链接库的句柄。然后,调用GetProcAddress(), 找到函数OpenVxDHandle()在动态链接库中的位置。接着,用OpenVxDHandle()函数将Ring3事件句柄转化为Ring0事件句柄。Win32应用程序用CreateFile()函数加载设备驱动程序。如果加载成功,则调用DeviceIoControl()函数将Ring0事件句柄传给VxD;同时,创建一个辅助线程等待信号变成有信号状态,本身则可去干其它的事情。当条件成熟时,VxD置Ring0事件为有信号状态(调用_VWIN32_SetWin32Event()函数),这马上触