Sterowniki 

– pierwsze podejście

Sterownik  urządzenia  jest  plikiem 
wykonawczym  systemu  operacyjnego, 
który  zarządza  komunikacją  pomiędzy 
fizycznym  urządzeniem  i  programem 
użytkownika

Pierścieniowy model systemu 
operacyjnego

Podstawowa klasyfikacja ze 
względu na funkcjonalność

Sterownik monolityczny

Sterownik filtrujący (filter driver)

Sterownik miniport

Sterownik monolityczny

zawierają w sobie wszystkie 
funkcje potrzebne do 
prawidłowego działania 
urządzenia.

Dostęp do sterownika 

monolitycznego ma jedna lub 
kilka aplikacji. 

bezpośrednio steruje 

urządzeniem odwołując się do 
niego poprzez funkcje IOCTL. 

Filter drivers

są częścią stosu pomiędzy 
urządzeniem a aplikacją

przejmuje wszystkie dane 
transferowane do/z dysku.

znajduje się ponad 
sterownikiem urządzenia i 
zajmuje się tylko szyfrowaniem/ 
deszyfrowaniem danych

Miniport

Rozszerzenia do 
sterowników 
podstawowych

sterowniki do urządzeń HID

Sterownik NDIS jest 
odpowiedzialny za wszystkie 
protokoły transmisji a 
sterownik Miniport jest tylko 
dodatkiem dodającym nowe 
funkcje.

Krótkie przypomnienie

Krótkie przypomnienie 

Co to jest ten driver ?

Główny punkt wejściowy DriverEntry –
wywoływany tylko raz  w trakcie 
ładowania drivera do systemu

DRIVER_OBJECT (struktura inicjowana 
przez DriverEntry)

Z  punktu  widzenia  systemu  operacyjnego 
DRIVER_OBJECT  jest  widziany  jako  wskaźnik 
do 

wywoływania 

dodatkowych 

funkcji 

odwołujących 

się

do 

urządzenia. 

DRIVER_OBJECT 

jest 

tworzony 

przez 

sterownik  i  reprezentuje  fizyczne  lub  wirtualne 
urządzenie, które sterownik obsługuje. 

Co to jest ten driver cz.2

DRIVER_OBJECT 

jest 

blokiem 

pamięci 

umieszczanym  i  częściowo  inicjalizowanym przez 
system  operacyjny.  Ten  obiekt  opisuje  gdzie  kod 
sterownika  jest  ładowany  do  pamięci,  nazwę
sterownika,  oraz  zawiera  wskaźniki  do  adresów 
funkcji,  które  sterownik  oferuje.  Jeden  ze 
wskaźników  do  adresów  funkcji  musi  być
umieszczony  w  tablicy  wskaźników  nazwanej 
„Function Dispatch Table”.

Function Dispatch Table

zawiera  wejścia  do  każdej  Major  Function
Code oferowanej  przez  system  operacyjny. 
Obecnie  istnieje  28  funkcji,  które  sterownik 
może 

zawierać, 

jednak 

w 

większości 

przypadków wystarcza obsługa 8 funkcji:

Major fuction Code

IRP_MJ_CREATE, 

IRP_MJ_CLOSE, 

IRP_MJ_READ, 

IRP_MJ_WRITE, 

IRP_MJ_PNP, 

IRP_MJ_POWER,

IRP_MJ_DEVICE_CONTROL,

IRP_MJ_SYSTEM_CONTROL.

Windows Driver Model

Ściśle powiązane z NT (te same IRP 
– I/O Request Packet)

W przeciwieństwie do NT obsługuje 
PnP IRP oraz Power IRP

odpowiedzialność za sprzęt jest zrzucana 
na sterownik szyny systemowej WDM

Tryb Kernel Mode

Nowy rodzaj sterownika typu class

Class Driver

Odpowiedzialne za podstawoe
funkcjie wspólne dla danej klasy 
urządzeń (usb, firewire,HID) –
transmisja danych , odpowiednie 
protokoły

Np. dla usb do komunikacji możemy 
używać gotowych struktur danych 
dostarczanych przez Classdriver -
URBs

DriverEntry

extern "C" 
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Dri
verObject,  IN PUNICODE_STRING RegistryPath
)  {    }

Tworzy jeden  DeviceObject dla 
każdego urządzenia 
(IoCreateDevice)

Inicjalizacja drivera WDM, podczas 
pierwszego ładowania

Prosty przykład 

DriverEntry

extern "C" 
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver
Object,  IN PUNICODE_STRING RegistryPath) 

{

DriverObject->DriverUnload = DriverUnload; 

DriverObject->DriverExtension-> 
AddDevice = AddDevice; 

DriverObject-> 
MajorFunction[IRP_MJ_PNP] = DispatchPnp; 

DriverObject-> 
MajorFunction[IRP_MJ_POWER] = DispatchPower; 

DriverObject-> 

MajorFunction[IRP_MJ_SYSTEM_CONTROL]=Dispat
chWmi; 

servkey.Buffer =

(PWSTR) ExAllocatePool(PagedPool, 

RegistryPath->Length + sizeof(WCHAR) ); 

if (!servkey.Buffer) 

return STATUS_INSUFFICIE

NT_RESOURCES;

servkey.MaximumLength = RegistryPath
->Length + sizeof(WCHAR);
RtlCopyUnicodeString(&servkey, RegistryPath); 
servkey.Buffer[RegistryPath
->Length/sizeof(WCHAR)] = 0; 

return STATUS_SUCCESS;  } 

DriverObject

DriverObject - 1

HardwareDatabase
(PUNICODE_STRING) 

to nazwa jak 

\Registry\Machine\Hardware\Description\System
;w WDM nie istotna na programisty

FastIoDispatch

(PFAST_IO_DISPATCH) 

wskazuje na 

tablice  wskaźników funkcji które eksportują 
systemy plików i sterowniki sieciowe

DriverObject - 2

DriverStartIo (PDRIVER_STARTIO) 

wskaźnik na 

funkcje zajmujace się przetwarzanie żądań I/O uszeregowanych 
przez I/O Manager

DriverUnload (PDRIVER_UNLOAD) 

wskaźnik do 

funkcji czyszczącej (WDM w zasadzie nie potrzebuje) 

VOID DriverUnload(PDRIVER_OBJECT DriverObject) 
{  RtlFreeUnicodeString(&servkey);  } 

MajorFunction (array of PDRIVER_DISPATCH) 

tablica wskaźników do funkcji obsługujących I/O Requests

DEVICE OBJECT

DeviceObject - 1

NextDevice (PDEVICE_OBJECT) 

Wskazuje na kolejne DeviceObject nalezące do 
tego samego drivera

CurrentIrp (PIRP) 

wskaznik na ostatni IRP 

ze StartIo

Flags (ULONG) 

DO_BUFFERED_IO ; 

DO_EXCLUSIVE ; DO_DIRECT_IO ; 
DO_DEVICE_INITIALIZING; 
DO_POWER_PAGABLE ; DO_POWER_INRUSH

DeviceObject - 2

Characteristics (ULONG) 

FILE_REMOVABLE_MEDIA; 
FILE_READ_ONLY_DEVICE; 
FILE_FLOPPY_DISKETTE; 
FILE_WRITE_ONCE_MEDIA; 
FILE_REMOTE_DEVICE; 
FILE_DEVICE_IS_MOUNTED; 
FILE_VIRTUAL_VOLUME; 
FILE_AUTOGENERATED_DEVICE_NAME; I/O 
FILE_DEVICE_SECURE_OPENA;

DeviceObject - 3

DeviceExtension (PVOID)  

wskaźnik na 

strukturę danych; zawiera informacje dotyczące każdego 
wątku (urządzenia) obsługiwanego przez nasz driver; I/O 
Manager alokuje dla tej struktury miejsce w pamięci, ale 
definiowana jest całkowicie przez programistę 

PDEVICE_EXTENSION pdx =

(PDEVICE_EXTENSION) fdo-> DeviceExtension;

DeviceType (DEVICE_TYPE) okresla jeden 
z predefiniowany w wdm.h typów 
urządzeń

AddDevice

NTSTATUS AddDevice
(PDRIVER_OBJECT DriverObject,

PDEVICE_OBJECT pdo) 

{   

return STATUS_SOMETHING;

// e.g., STATUS_SUCCESS

} 

Co robi AddDevice?

Podstawowym zadaniem stworzenie 

DriverObject i dowiązać go do stosu 
zakorzenionego w PDO (Physical
Device Object)

Podstawowe kroki:

Wywołanie IoCreateDevice (device object
+ device extensions)

Rejestrowanie jednego lub więcej 
interfejsów urządzenia bądź alternatywnie 
nadanie nazwy temu urządzeniu

Inicjalizacja DeviceExtensions oraz Flags

Wywoładnie IoAttachDeviceToDeviceStack

Najprostszy 

przykład 

AddDevice

NTSTATUS AddDevice(PDRIVER_OBJECT Drive
rObject,  PDEVICE_OBJECT pdo) 
{
PDEVICE_OBJECT fdo;
NTSTATUS status = IoCreateDevice(
DriverObject,

sizeof(DEVICE_EXTENSION), NULL, 
FILE_DEVICE_UNKNOWN,

FILE_DEVICE_SECURE_OPEN, FALSE, &fdo);

PDEVICE_EXTENSION pdx =
(PDEVICE_EXTENSION)  fdo-

>DeviceExtension;

IoRegisterDeviceInterface ( 

pdo, &GUID_DEVINTERFACE_SIMPLE, 
NULL, &pdx->ifname); 

pdx->DeviceObject = fdo;

pdx->Pdo = pdo;

IoInitializeRemoveLock(&pdx-> 

RemoveLock, 0, 0, 0);

pdx->devstate = STOPPED;

pdx->devpower = PowerDeviceD0;

pdx->syspower = PowerSystemWorking; 

IoInitializeDpcRequest(fdo, DpcForIsr);

if (MYDEVICE_ALIGNMENT - 1 > fdo-> 

AlignmentRequirement)

fdo->AlignmentRequirement= 

MYDEVICE_ALIGNMENT- 1;

KeInitializeSpinLock(&pdx->SomeSpinLock);

KeInitializeEvent (&pdx->SomeEvent,

NotificationEvent, FALSE);

InitializeListHead(&pdx->SomeListAnchor); 

fdo-> 

Flags

│= DO_BUFFERED_IO │ DO_POWER_PAGA

BLE;

fdo-> Flags &= ~DO_DEVICE_INITIALIZING; 

return STATUS_SUCCESS;  }

Dziękuje za uwagę 

Dziękuje za uwagę 

Dziękuje za uwagę 

Dziękuje za uwagę