Window XP驱动开发(十六) 驱动程序调用驱动程序（通过设备指针）

2023-11-11

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(编译环境：VS2008+DDK库（参考:Window XP驱动开发(十六) XP下新建驱动程序工程并编译的第二种方法）)

我有一篇文章是介绍以文件句柄形式调用其它驱动程序的方法：

Window XP驱动开发(十五) 驱动程序调用驱动程序（以文件句柄形式）

现在介绍以设备指针调用其它驱动程序的方法。

1、通过设备指针调用其他驱动程序

前面介绍了如何使用ZwCreateFile内核函数打开设备，还介绍了如何用ZwReadFile内核函数读取设备。

这些操作和应用程序中的CreateFile和ReadFile 函数的使用很类似。其实，CreateFile和ReadFile这两个API函数分别调用了ZwCreateFile和ZwReadFile内核函数。

ZwReadFile内核函数内部会创建IRP_MJ_READ类型的IRP，然后通过这个IRP传送到相应驱动的派遣函数中。

本节介绍的驱动程序调用其他驱动程序的方法，不是借用ZwCreateFile和ZwReadFile等内核函数，而是“手动”构造各个IRP，

然后将IRP传递到相应的驱动程序的派遣函数里。

1、1 用IoGetDeviceObjectPointer获得设备指针

每个内核中的句柄都会和一个内核对象的指针联系起来。例如，进程对象的句柄和进程对象的指针关联，

线程对象的句柄和线程对象的指针关联，内核事件句柄和内核对象关联。

ZwCreateFile内核函数可以通过设备名打开设备句柄，这个设备句柄和一个文件对象的指针关联。

IoGetDeviceObjectPointer内核函数可以通过设备名获得文件对象指针，而不是获得设备句柄，其声明如下：

IoGetDeviceObjectPointer(
    __in  PUNICODE_STRING ObjectName,
    __in  ACCESS_MASK DesiredAccess,
    __out PFILE_OBJECT *FileObject,
    __out PDEVICE_OBJECT *DeviceObject
    );

第一个参数ObjectName：设备名，用UNICODE字符串表示；

第二个参数DesiredAccess ：以什么样的权限得到设备句柄；

第三个参数FileObject：同时会返回一个和设备相关的文件对象指针；

第四个参数DeviceObejct：返回的设备对象指针。

Windows内核会为每一个对象指针保存一个“引用计数”，当对象被创建时引用计数为1。如果想引用这个对象，计数会加1。

如果删除对象时，Windows先将引用计数减1，如果引用计数不是0，系统不会删除对象。

当调用IoGetDeviceObjectPointer内核函数后，设备对象的引用计数就会加1，当用完这个设备对象后，应用调用ObDereferenceObject内核函数，

使其引用计数减1。

#define ObDereferenceObject(a)                                     \
        ObfDereferenceObject(a)

当第一次调用IoGetDeviceObjectPointer内核函数时，会根据设备名打开设备，这时文件对象指针计数为1。此后如果再次调用

IoGetDeviceObjectPointer打开设备，就不是真正地打开设备了，而是只将引用计数加1。打开设备时，系统会创建一个

IRP_MJ_CREATE类型的IRP，并将这个IRP传递到驱动程序的派遣函数中。

每次调用ObDereferenceObject内核函数都会将“引用计数”减1，如果减至0就会关闭设备。关闭设备时，系统会创建一个IRP_MJ_CLOSE类型的IRP，

将将其传递到相应驱动的派遣函数中。

从上述内容可以看出IoGetDeviceObjectPointer和ObDereferenceObject内核函数完全正确可以代替ZwCreateFile和ZwCloseFile内核函数。另外，这种方法还能获

得设备对象指针关联的文件对象指针。

1、2 创建IRP传递给驱动的派遣函数

本节介绍如何手动创建IRP，并将其传递给相应的程序程序。这样的好处是比ZwReadFile内核灵活。ZwReadFile内核函数是针对设备句柄操作的，而传递IRP是通过设备对象的指针操作。

（1）可以通过IoBuildSynchronousFsdRequest和IoBuildAsynchronousFsdRequest两个内核函数创建IRP，它们分别用来创建同步类型的IRP和异步类型的IRP。

这两个内核函数可以创建IRP_MJ_PNP、IRP_MJ_READ、IRP_MJ_WRITE、MJ_FLUSH_BUFFERS和IIRP_MJ_SHUTDOWN类型的IRP。

可以通过IoBuildDeviceIoControlRequest内核函数创建IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL和IRP_MJ_DEVICE_CONTROL两个类型的IRP，

这两个内核函数只能创建同步类型的IRP。

另外，还可以使用IoAllocateIrp内核函数，它可以创建任意类型的IRP。IoBuildSynchronousFsdRequest、IoBuildAsynchronousFsdRequest、IoBuildDeviceIoControlRequest这三个内核函数都是属于靠近上层的内核函数。

而IoAllocateIrp是比较底层的内核函数，以下三个内核都是通过IoAllocateIrp实现的。

（2）创建完IRP后，还要构造IRP的I/O堆栈，每层I/O堆栈对应一个设备对象。由于示例程序DriverA是单层驱动程序，所以只需要构造IRP的第一层I/O堆栈。

（3）最后是通过IoCallDriver内核函数调用相应的驱动。IoCallDriver 内核函数会根据IRP的类型，找到相应的派遣函数。

总结一下，手动创建IRP有以下几个步骤：

（1）先得到设备的指针。一种方法是用IoGetDeviceObjectPointer内核函数得到设备对象的指针；

另一种方法是通过ZwCreateFile内核函数先得到设备句柄，然后调用ObReferenceObjectByPointer内核函数通过设备句柄得到设备对象指针。

（2）手动创建IRP，有4个内核函数可以选择，它们是IoBuildSynchronousFsdRequest、IoBuildAsynchronousFsdRequest、IoBuildDeviceIoControlRequest和

IoAllocateIrq，其中IoAllocateIrp内核函数是最灵活的，使用也最复杂。

（3）构造IRP的I/O堆栈。

（4）调用IoCallDriver内核函数，其内部会调用设备对象的派遣函数。

1、3 用IoBuildSynchronousFsdRequest创建IRP

函数声明如下：

PIRP
IoBuildSynchronousFsdRequest(
    __in  ULONG MajorFunction,
    __in  PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
    __inout_opt PVOID Buffer,
    __in_opt ULONG Length,
    __in_opt PLARGE_INTEGER StartingOffset,
    __in  PKEVENT Event,
    __out PIO_STATUS_BLOCK IoStatusBlock
    );

第一个参数MajorFunction：这个参数是创建的IRP的主类型，IoBuldSynchronousFsdRequest函数只支持IRP_MJ_PNP、IRP_MJ_READ、IRP_MJ_WRITE、MJ_FLUSH_BUFFERS和IIRP_MJ_SHUTDOWN。

第二个参数DeviceObject：这个参数是设备对象指针，IRP将会传递给这个设备对象。

第三个参数Buffer：对于IRP_MJ_READ和IRP_MJ_WRITE，Buffer指的是输入和输出缓冲区

第四个参数Length：这个参数是缓冲区的大小

第五个参数StartingOffset：这个参数是偏移量；

第六个参数Event：这个参数是同步事件，这个创建同步类型的IRP的关键，后面会有介绍。

使用IoBuildSynchronousFsdRequest内核函数创建同步类型的IRP，关键在于第六个参数Event 。

在调用IoBuildSynchronousFsdRequest之前，需要准备一个事件，这个事件会和IRP请求关联，当IRP请求被结束时该事件被触发。

IoBuildSynchronousFsdRequest和IoBuildAsynchronousFsdRequest内核函数之间的区别就是是否提供事件。

下面的代码演示了如何使用IoBuildSynchronousFsdRequest内核函数创建同步类型IRP（在代码中的DriverB工程中）：

NTSTATUS HelloDDKRead(IN PDEVICE_OBJECT pDevObj,
								 IN PIRP pIrp) 
{
	KdPrint(("DriverB:Enter B HelloDDKRead\n"));
	NTSTATUS ntStatus = STATUS_SUCCESS;

	UNICODE_STRING DeviceName;
	RtlInitUnicodeString( &DeviceName, L"\\Device\\MyDDKDeviceA" );

	PDEVICE_OBJECT DeviceObject = NULL;
	PFILE_OBJECT FileObject = NULL;
	//得到设备对象句柄，计数器加1
	//如果是第一次调用IoGetDeviceObjectPointer，会打开设备，相当于调用ZwCreateFile
	ntStatus = IoGetDeviceObjectPointer(&DeviceName,FILE_ALL_ACCESS,&FileObject,&DeviceObject);

	KdPrint(("DriverB:FileObject:%x\n",FileObject));
	KdPrint(("DriverB:DeviceObject:%x\n",DeviceObject));

	// 判断是否成功打开设备
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("DriverB:IoGetDeviceObjectPointer() 0x%x\n", ntStatus ));

		ntStatus = STATUS_UNSUCCESSFUL;
		// 设置IRP的完成状态
		pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;
		// 设置IRP操作的字节数
		pIrp->IoStatus.Information = 0;	// bytes xfered
		// 将IRP请求结束
		IoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );
		KdPrint(("DriverB:Leave B HelloDDKRead\n"));

		return ntStatus;
	}

	KEVENT event;
	// 初始化一个同步对象
	KeInitializeEvent(&event,NotificationEvent,FALSE);
	IO_STATUS_BLOCK status_block;
	// 将32位整数转为64位的整数
	LARGE_INTEGER offsert = RtlConvertLongToLargeInteger(0);

	//创建同步IRP
	PIRP pNewIrp = IoBuildSynchronousFsdRequest(IRP_MJ_READ,
												DeviceObject,
												NULL,0,
												&offsert,&event,&status_block);
 	KdPrint(("DriverB:pNewIrp:%x\n",pNewIrp));

	// 得到下一层的I/O堆栈
	PIO_STACK_LOCATION stack = IoGetNextIrpStackLocation(pNewIrp);
	// 设置I/O堆栈的文件对象指针
	stack->FileObject = FileObject;

	//调用DriverA，会一直调用到DriverA的派遣函数
	NTSTATUS status = IoCallDriver(DeviceObject,pNewIrp);
	// 判断操作是否被挂起
    if (status == STATUS_PENDING) 
	{

		//如果DriverA的派遣函数没有完成IRP，则等待IRP完成
       status = KeWaitForSingleObject(
                            &event,
                            Executive,
                            KernelMode,
                            FALSE, // Not alertable
                            NULL);
        status = status_block.Status;
    }

	//将引用计数减1，如果此时计数器减为0，
	//则将关闭设备，相当于调用ZwClose
 	ObDereferenceObject( FileObject );


	ntStatus = STATUS_SUCCESS;
	// 设置IRP的完成状态
	pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;
	// 设置IRP的操作字节数
	pIrp->IoStatus.Information = 0;	// bytes xfered
	IoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );
	KdPrint(("DriverB:Leave B HelloDDKRead\n"));
	return ntStatus;
}

测试方法：

（1）标准驱动DriverA的设计与文章（Window XP驱动开发(十五) 驱动程序调用驱动程序（以文件句柄形式））一样，请参考代码。

（2） DriverB 的设计请参考代码。

（3）安装HelloDDKA.sys、HelloDDKB.sys（安装方法与Window XP驱动开发(十五) 驱动程序调用驱动程序（以文件句柄形式）一样）

通过DebugView看到的打印信息如下：

1、4 用IoBuildAsynchronousFsdRequest创建IRP

这个内核函数比IoBuildSynchronousFsdRequest内核函数少一个事件参数。

1、5 用IoAllocate创建IRP

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