Справочник функций

Ваш аккаунт

Войти через: 
Забыли пароль?
Регистрация
Информацию о новых материалах можно получать и без регистрации:

Последние темы форума

Показать новые сообщения »

Почтовая рассылка

Подписчиков: 11639
Последний выпуск: 19.06.2015

Пишем драйвер WDM на Ассемблере.

jstrap@yandex.ru
Источник: http://progrex.narod.ru/

Краткое содержание.

  1. Цель работы. Постановка задачи.
  2. API для WDM драйвера.
  3. Пишем рыбу.
  4. Детализация.
  5. Компиляция и сборка.
  6. Как правильно установить драйвер.
  7. Тестовая программа.
  8. Напоследок.

Часть 1. Цель работы. Постановка задачи.

Признаюсь честно: мне нравится Ассемблер. Вернее, даже не сам Ассемблер, а стиль общения с компьютером через него. В сети есть несколько примеров создания драйверов виртуальных устройств VxD на Ассемблере. Но нет ни одного аналогичного примера для драйвера WDM. Так исправим же эту досадную оплошность!

Создание несложного драйвера с использованием только лишь Ассемблера - довольно трудоёмкое занятие. По двум причинам:

  • Отсутствие ассемблерных заголовочных файлов для использования драйверного API.
  • Методически трудная отладка драйверов в системе Windows.

Первая причина может быть некритичной. Были бы руки да голова. Ведь известно, что значительная часть заголовков Win32 API была переведена энтузиастами на Ассемблер. И работа эта немалая.

Вторая причина более серьёзна и именно она является сдерживающей. Практически, самым доступным способом отладки является отладочный вывод из самого драйвера. При этом код осторожно дописывается небольшими кусочками.

Однако, теперь у вас будет хороший кусок работающего кода. Мы его сейчас напишем! Изменяя и дополняя его, вы сможете создать свой собственный драйвер, довольно быстро и легко.

Сразу оговорюсь: я не собираюсь подробно объяснять принципы функционирования драйверной системы Windows и растолковывать специальные понятия. Для этого существует специальная литература.

Что нам потребуется? Вот что:

1) Текстовый редактор.

Notepad. Но лучше что-нибудь поудобнее, например, Патриот XP.

2) MS Windows DDK.

DDK содержит почти всё, что требуется для создания драйверов. Но нам важны: справка DDK, Ассемблер MASM 6.1, компоновщик Link, также оттуда мы возьмём библиотеки и заголовочные файлы для C (что с ними делать -- см. далее).

3) Утилита для визуализации отладочного вывода. Я использую DbgView, который можно взять с сайта www.sysinternals.com

4) Delphi для компиляции тестовой программы.

Но вам необязательно набирать текст с нуля. К счастью, я сделал это до вас :) Скачайте файл с исходниками проекта AsmDrv и распакуйте его в подкаталог \NTDDK\src\AsmDrv. Вот, кажется, всё. Можно начинать!

Часть 2. API для WDM драйвера.

Большинство функций драйверного API, которые нас интересуют, предоставляются модулем ntoskrnl.exe. Для их использования надо сделать следующее:

1) Объявить типы данных и определить константы.

Большинство определений для C находятся в файлах ntdef.h и wdm.h.

2) Объявить прототипы функций, которые мы намерены использовать.

Эти определения для C также находятся в wdm.h

3) Выполнить сборку драйвера с подключением библиотеки wdm.lib

Все три файла (wdm.h, ntdef.h и wdm.lib) входят в состав Windows DDK.

Я перевёл часть заголовков на Ассемблер и поместил их в файл usewdm.inc, который находится в базовом каталоге проекта.

Часть 3. Пишем рыбу.

3.1. Итак, приступим.

Вы можете проследить за последовательностью и содержанием действий, открыв файл main.asm для просмотра.

Начнём, пожалуй, так:

.586p ; Процессор Intel Pentium, разрешены инструкции защищённого режима
.model flat, stdcall ; Здесь всё ясно. Плоская модель адресации и тип вызовов stdcall.
option casemap:none ; "case-sensitive"

Дальше нужно задействовать файл включений usewdm.inc и библиотеку wdm.lib, чтобы мы смогли использовать драйверный API:

.include usewdm.inc
.includelib wdm.lib

Затем размещаем два сегмента -- данных и кода:

.data

; [...]

.code

; [...]

3.2. Процедура инициализации

Каждый драйвер имеет процедуру инициализации. Эта процедура вызывается системой сразу после загрузки драйвера в память.

У нас такая процедура называется DriverEntry. Объявим её как

Driver Entry proc near public, DriverObject:PDRIVER_OBJECT,
RegistryPath:PUNICODE_STRING

DriverObject -- это указатель на служебную структуру, сопоставленную драйверу. Она используется системой для вызова процедур драйвера. Её-то и следует инициализировать -- записать в эту структуру адреса соответствующих процедур нашего драйвера.

Наш драйвер довольно прост. Он будет отрабатывать только 4 стандартных запроса:

  • IRP_MJ_CREATE -- Вызов CreateFile() в приложении пользователя для установления связи с драйвером;
  • IRP_MJ_CLOSE -- Вызов CloseHandle() в приложении пользователя для разрыва связи с драйвером;
  • IRP_MJ_DEVICE_CONTROL -- Вызов DeviceIoControl() в приложении пользователя для запроса выполнения какой-либо функции в драйвере.

Все эти три запроса мы адресуем некоей диспетчерской функции OnDispatch. Мы узнаем о ней позже.

Четвёртый запрос -- на выгрузку. Об этом пойдёт речь ниже.

А пока необходимо сделать ещё 2 важные вещи - создать логический объект устройства при помощи функции IoCreateDevice() и символическую связь, имя которой пользовательские приложения будут использовать для связи с драйвером при помощи функции CreateFile(). Символическая связь создаётся при помощи вызова IoCreateSymbolicLink():

; Инициализируем юникодовые строки с именами устройства и линка

invoke RtlInitUnicodeString, offset NtDeviceName, offset wsNtDeviceName
invoke RtlInitUnicodeString, offset Win32DeviceName, offset wsWin32DeviceName

; [...]

; Создаём логический объект устройства

invoke IoCreateDevice, DriverObject, 0, offset NtDeviceName,
; Проверим, не было ли ошибки.
FILE_DEVICE_UNKNOWN,0,FALSE,offset DeviceObject; cmp eax,STATUS_SUCCESS 
jnz @F
; Создаём symbolic link
; в eax останется код результата
invoke IoCreateSymbolicLink, offset Win32DeviceName, offset NtDeviceName 
@@:
ret

Итак, только что мы завершили разбор процедуры инициализации.

3.3. Процедура выгрузки.

У нас она реализуется функцией OnUnload. Эта функция производит действия, обратные процедуре инициализации по отношению к связанным объектам: она удаляет символическую связь (вызов IoDeleteSymbolicLink()), и затем логическое устройство, сопоставленное драйверу (IoDeleteDevice()):

; Удаляем символическую связь
invoke IoDeleteSymbolicLink, offset Win32DeviceName
; Удаляем логическое устройство
invoke IoDeleteDevice, DeviceObject

3.4. Главная диспетчерская процедура.

Она называется OnDispatch и объявлена как

OnDispatch proc near, pDeviceObject:PDEVICE_OBJECT, pIrp:PIRP

Здесь нам важен указатель на структуру с данными запроса pIrp. Данная структура довольно сложна. Вы можете найти её объявление в файле usewdm.inc.

Но нам понадобятся лишь некоторые данные.

Сначала мы должны определить код запроса -- он будет один из трёх: IRP_MJ_CREATE, IRP_MJ_CLOSE или IRP_MJ_DEVICE_CONTROL.

Мы получаем этот код из структуры IO_STACK_LOCATION, указатель на которую мы получаем из структуры IRP (в свою очередь, указатель на IRP был передан нам в пераметре pIrp):

mov ebx,pIrp
; Восстанавливаем указатель на структуру IO_STACK_LOCATION
mov eax,(_IRP ptr [ebx]).Tail.Overlay.CurrentStackLocation 
mov pIrpStack,eax
mov ebx,pIrpStack
; al -- Код сообщения
mov al,(IO_STACK_LOCATION ptr [ebx]).MajorFunction 

Дальше отрабатываем запросы по-разному.

Для IRP_MJ_CREATE и IRP_MJ_CLOSE обработка фиктивная. Мы просто возвращаем код успеха STATUS_SUCCESS в регистре eax.

Для IRP_MJ_DEVICE_CONTROL мы должны получить данные о длине входного и выходного буферов приложения пользователя, восстановить указатель на промежуточный системный буфер и адрес переменной, в которую будет записана длина информационного пакета, передаваемого из драйвера приложению пользователя.

Мы размещаем эти данные в локальных переменных, чтобы потом вызвать вторичную функцию DeviceIoControlHandler, где и будет выполнена обработка.

Часть 4. Детализация.

Детализация заключается в размещении пользовательского кода во вторичной процедуре обработчика IRP_MJ_DEVICE_CONTROL.

Мы будем отрабатывать 2 запроса:

  • IOCTL_USER_REQUEST_1 -- отправка переданной строки в отладочный вывод, и
  • IOCTL_USER_REQUEST_2 -- перевод литер переданной строки в нижний регистр.

Коды запросов объявлены в файле-включении ioctlcodes.inc

В принципе, реализация этих вещей довольно проста и не требует комментариев.

Часть 5. Компиляция и сборка.

Для компиляции программы следует выполнить командный файл assemble.cmd.

Его содержимое:

..\..\bin\ml.exe -coff -Fl -c -Foasmdrv.obj main.asm

В результате мы получим листинг main.lst и объектный модуль asmdrv.obj.

Дальше мы должны собрать бинарник драйвера из объектного модуля. Для этой цели существует команда link.cmd:

..\..\bin\link.exe @linkcmd.rsp

в файле linkcmd.rsp размещены настройки линкера. Полный список выглядит так:

-MACHINE:IX86 
-STACK:32768,4096
-OPT:REF
-OPT:ICF
-INCREMENTAL:NO
-FORCE:MULTIPLE
-RELEASE
-DEFAULTLIB:wdm.lib
-DRIVER
-ALIGN:0x20
-SUBSYSTEM:NATIVE
-BASE:0x10000
-ENTRY:DriverEntry@8
-OUT:disk1\asmdrv.sys

asmdrv.obj

В результате сборки мы получаем файл AsmDrv.sys в подкаталоге Disk1.

Часть 6. Как правильно установить драйвер.

Чтобы установить драйвер в системе, нам потребуется специальный конфигурационный файл, хранящий некоторые дополнительные сведения о драйвере, важные для системы.

Это так называемый inf-файл.

Опять-таки, к счастью для вас, я уже написал этот файл -- asmdrv.inf. Вы можете открыть его для просмотра и изучить.

Файл находится в подкаталоге Disk1 проекта.

Ну что же? -- Пробуем установиться.

Открываем Панель управления, запускаем Мастер установки оборудования и указываем ему путь к файлу asmdrv.inf в режиме ручного выбора.

Завершаем установку.

Windows 98 на этом месте может попросить перезагрузки. Не отказывайте ей :)

Windows 2000/XP запускает драйвер сразу.

Вы можете проконтролировать установку, убедившись в наличии устройства "Простейший WDM драйвер на Ассемблере" в списке менеджера устройств.

Поздравляю, если вы всё сделали правильно, наш драйвер -- о, чудо! -- работает.

Часть 7. Тестовая программа.

Проект тестовой программы расположен в подкаталоге TestApp.

Откройте его в Delphi и перекомпилируйте.

В результате вы получите файл AsmDrvTest.exe, который нужно будет запустить.

В принципе, это одна из самых простых программ в мире. Она занимается отправкой драйверу AsmDrv.sys запросов IOCTL_USER_REQUEST_1 и _2 по требованию пользователя, передавая драйверу строку символов.

Работу этой программы рекомендуется изучить самостоятельно.

Одновременно с тестовой программой используйте утилиту DbgView для просмотра отладочного вывода.

Часть 8. Напоследок.

Мы убедились ещё раз, что не боги горшки обжигают. Следует ли писать драйверы WDM на ассемблере? -- Зависит от желания и возможностей. Однако вопрос оставлю открытым.

Оставить комментарий

Комментарий:
можно использовать BB-коды
Максимальная длина комментария - 4000 символов.
 

Комментарии

1.
Аноним
+1 / -0
Мне нравитсяМне не нравится
21 августа 2005, 02:12:29
MS-DOS драйвера разрабатывались только на языке ассемблера. 95 DDK также поддерживал разработку VXD-драйверов на ассемблере. Начиная с Win'98 Microsoft со своим Си-пи-пи и ООП'е развернулись к ассемблеру жо... Видимо новое поколение поцанов в фирме просто-напросто подзабыли как с ним работать. Теперь, чтоб разработать худо-бедно работающий драйвер необходимо с бубном попрыгать вместе с Си, Nume'гой и DDK 2000, например. Можно взять Jungo, но драйвер будет не полноценным и тонкие вещи на нем не наклепаешь.
Поэтому увидеть макет WDM-драйвера на ассемблере приятно ... но не более. Реально использовать его проблематично, т.к. для применения драйверного API необходимо собственноручно перелопатить кучу структур из wdm.h и прочих *.h в файлы *.inc, которые начиная с ddk98 Microsoft не утруждается поддерживать. Кроме всего прочего, придется еще и поработать с DDK'ашным Help'ом от Microsoft. Муки при изучении его полуметровых названий функций и структур настолько невыносимы, что приходиться ежесекундно вспоминать ласковыми словами славную компанию пацанов из Microsoft'а.
К моему удивлению, ранее мною легко решенный вопрос выделения блока памяти для ПДП в VXD-драйвере с помощью VMMCall _PageAllocate вызвал у меня затруднения в DDK 98. Аналога в DDK 98 этой функции я не нашел, видимо у пацанов из Microsoft'а в очередной раз произошла ломка, которая сподвигла их на радикальные изменения подходов к системному программированию. Основным моментом в функции _PageAllocate для ПДП является получение физического адреса буфера. Help 98 DDK отправил меня к использованию функции AllocateCommonBuffer, которая почему-то оказалась неразрывно связанной с ПДП, а следовательно и с кучей структур: DMA_ADAPTER, DEVICE_OBJECT, DRIVER_OBJECT и т.д. Убить время на перевод *.h в *.inc ? Очевидно, реку не повернуть вспять и следует стать СИонистом, взять в руки бубен и начать хороводить...
2.
Аноним
Мне нравитсяМне не нравится
17 августа 2004, 22:24:08
>Отсутствие ассемблерных заголовочных файлов для использования драйверного API.

http://www.wasm.ru/tools/11/kmdkit17.zip
Вообще-то заголовочные файлы уже давно есть.
Реклама на сайте | Обмен ссылками | Ссылки | Экспорт (RSS) | Контакты
Добавить статью | Добавить исходник | Добавить хостинг-провайдера | Добавить сайт в каталог