Александр Тарво - Использование NuMega DriverStudio для написания WDM-драйверов

dll-библиотека (Dynamic Link Library) — программный модуль, который может быть динамически подключен к выполняющемуся процессу. Dll–библиотека может содержать функции и данные. При подключении dll к процессу она отображается на адресное пространство этого процесса.

Если говорить по русски, то это означает: в любой момент времени программа может загрузить dll-библиотеку, получить указатели на функции и данные этой библиотеки. Потом приложение как-то использует функции и данные библиотеки, и когда они больше не нужны — выгружает библиотеку.

Dll-библиотека содержит два вида функций: внешние (External) и внутренние (Internal). Внутренние функции могут вызываться только самой dll, а внешние может также вызывать приложение, подключившее библиотеку. В этом случае говорят, что dll-библиотека экспортирует функции и данные.

Как было упомянуть выше, в настоящее время для связи с драйвером используется схема Приложение→Библиотека dll→Драйвер. При использовании такой архитектуры запрос приложения на операцию ввода-вывода поступает в dll-библиотеку, проходит там предварительную обработку и передается драйверу. Результат, возвращенный драйвером библиотеке dll, также обрабатывается и передается приложению. Преимущества такого подхода очевидны:

• Выпускается огромное количество различных периферийных устройств, и, соответственно, для каждого устройства разрабатывается свой драйвер. Программисту будет тяжело разбираться во всех тонкостях работы драйвера устройства: формат данных для чтения/записи, запоминать непонятные IOCTL-коды. Гораздо лучше — предоставить для него понятный интерфейс API-функций для работы с устройством. Еще лучше, если такой интерфейс будет унифицированным для всех устройств данного типа. Задача dll-библиотеки, поставляемой с драйвером – связать стандартные интерфейсы, предоставляемые прикладной программе, со специфическими алгоритмами работы драйвера.

• если в будущем измениться алгоритм взаимодействия приложения с драйвером, то пользователю для работы с новым драйвером будет необходимо обновить только библиотеку dll. Все ранее разработанные программы остануться прежними.

Естественно, такой подход имеет свои минусы. В данном случае за счет большего числа вызовов, через которые проходит запрос на ввод-вывод, снижается быстродействие работы системы.

В нашем случае нам необходимо разработать dll-библиотеку, которая будет предоставлять приложению три функции: чтение памяти, запись в память и получение общего количества памяти устройства. Естественно, dll – библиотеку мы также будем проектировать в среде Visual C++.

Запустите среду VC++ и создайте новый проект с названием XDSPInter. В качестве типа проекта выберите Win32 Dynamic-Link Library. Далее в качестве типа проекта выберите A Simple DLL (простая dll-библиотека). Среда VC++ создаст для Вас пустой проект с одной– единственной функцией DllMain().

Функция DllMain() вызывается при подключении и отключении dll процессом. DllMain() имеет возвращаемое значение BOOL APIENTRY (фактически, она возвращает значение типа BOOL) и три параметра —HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved.

Параметры:

• HANDLE hModule — дескриптор (хэндл) нашей dll;

• DWORD ul_reason_for_call — флаг, показывающий, почему была вызвана функция. Может принимать значения:

• DLL_PROCESS_ATTACH или DLL_THREAD_ATTACH — библиотека подключается к процессу;

• DLL_PROCESS_DETACH или DLL_THREAD_DETACH — библиотека отключается от процесса.

• LPVOID lpReserved – зарезервировано.

Функция DllMain() — единственная функция, которая обязательно должна присутствовать в библиотеке. Остальные функции и переменные добавляет программист в соответствии с решаемой задачей.

В нашем случае dll–библиотека будет экспортировать следующие функции: bool IsDriverPresent(void). Функция будет определять, присутствует ли в системе необходимый драйвер и попытаться подключиться к нему. Если это удастся — функция вернет true, в противном случае — false.

int ReadMem(char data, int len) — чтение данных из памяти устройства. Char* data — буфер для данных, int len — число 32-битных слов для чтения. Функция вернет число прочитанных слов.

int WriteMem(char *data, int len) — аналогична предыдущей; запись данных в память.

int GetMemSize(void) — получить объем доступной памяти устройства. Для того, чтобы функция стала экспортируемой, она должна быть скомпилирована со специальным объявлением типа:

extern "C" __declspec (dllexport)

Для того, чтобы при каждом объявлении функции не писать эту длинную малопонятную строку, определим ее, как директиву препроцессора:

#define EXPORT extern "C" __declspec (dllexport)

Теперь перед каждым объявлением функции просто следует писать слово EXPORT. Создадим заголовочный файл нашей dll-библиотеки, в котором перечислим все экспортируемые функции и директивы препроцессора:

#define EXPORT extern "C" __declspec (dllexport)

EXPORT int ReadMem(char *data, int len);

EXPORT int WriteMem(char *data, int len);

EXPORT int GetMemSize(void);

EXPORT bool IsDriverPresent(void);

Теперь рассмотрим текст исходного срр–файла библиотеки.

//В начале идут включения заголовочных файлов:

#include "stdafx.h" // Основной заголовочный файл MFC

#include "XDSPInter.h" //Наш заголовочный файл

//Определим IOCTL-код для нашего драйвера:

#define XDSPDRV_IOCTL_GETMEMSIZE 0x800

//Введем переменную, которая будет содержать HANDLE драйвера, возвращаемый

//вызовом API CreateFile.

HANDLE hDevice = INVALID_HANDLE_VALUE;

//Также введем строку со значением символической ссылки на наше устройство:

char *sLinkName = \\\\.\\XDSPdrvDevice0;

//И зарезервируем переменную для хранения объема памяти карточки

UINT dwSize;

//Вспомогательная внутренняя функция OpenByName будет пытаться связаться с

//драйвером.

HANDLE OpenByName(void) {

// вызов API.

return CreateFile(sLinkName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);

//Функция возвращает NULL, если не удалось подключится к драйверу и хэндл

//на него в противном случае.

}

//Далее – функция DllMain:

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved) {

//Определяем, почему была вызвана функция:

switch (ul_reason_for_call) {

//Приложение подключает библиотеку. Ничего не делаем.

case DLL_PROCESS_ATTACH: {

break;

}

case DLL_THREAD_ATTACH: {

break;

}

//Приложение отключает библиотеку.

case DLL_THREAD_DETACH: {

//Закрыть хэндл драйвера

if (hDevice != INVALID_HANDLE_VALUE) CloseHandle(hDevice);

hDevice = INVALID_HANDLE_VALUE;

break;

}

case DLL_PROCESS_DETACH: {

//Закрыть хэндл драйвера

if (hDevice != INVALID_HANDLE_VALUE) CloseHandle(hDevice);

hDevice = INVALID_HANDLE_VALUE;

break;

}

} //Все операции завершились успешно. Вернем true.

return TRUE;

}