虚拟设备驱动程序结构介绍

虚拟设备驱动程序结构

LE文件格式

在LE文件中，代码和数据被存放在几类运行属性不同的段中。以下是一些可用的段类。

• LCODE页面锁定的代码和数据段 这种段被锁定在内存里。换句话说，这段永远不会被放到硬盘上去，所以你一定要谨慎的使用这种段类以免浪费宝贵的内存。那些每时每刻都必须放在内存中的代码和数据应该放在这个段里。尤其是那些硬件中断处理程序。
• PCODE 可调页代码段 VMM可以对这种段实行调页处理，在这种段里的代码不必时刻放在内存里，当VMM需要物理内存的时候，它就会把这段放到硬盘上去。
• PDATA 可调页数据段
• ICODE 仅用于的初始化段 这种段里的代码仅仅用来进行VxD的初始化。当初始化完成后，VMM就把这段从内存中释放。
• DBOCODE 仅用于调试的代码数据段 当你要调试VxD程序时，就要用到这种段里的代码和数据，例如，它包含要调试的消息的处理代码。
• SCODE 静态代码和数据段 这种段时刻存在于内存中，即使VxD已经卸载，这种段对某些动态的VxD程序很有用，这些VxD程序需要在某一Windows进程里不停的加载/卸载而又要纪录上次的环境和状态。
• RCODE 实模式初始化代码数据段 这种段包含实模式初始化需要的16位代码和数据。
• 16ICODE 16ICODE USE16保护模式初始化数据段 这是一个16位的段，它包含VxD要从保护模式拷贝到V86模式的代码。例如，如果你要把一些V86的代码拷贝到一个虚拟机上时，你想拷贝的代码就要放在这里。如果你把它放在其他的段里，编译程序就会产生错误的代码，例如，它会产生32位代码而不是16位代码。
• MCODE 锁定的消息字串 这种段包含了由VMM消息宏帮助编译的消息字串，这有助于你构造你的驱程的国际版本。

VXD FIRSTVXD
SEGMENTS
_LPTEXT CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_LTEXT CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_LDATA CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_TEXT CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_DATA CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
CONST CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_TLS CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_BSS CLASS 'LCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE
_LMGTABLE CLASS 'MCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE IOPL
_LMSGDATA CLASS 'MCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE IOPL
_IMSGTABLE CLASS 'MCODE' PRELOAD DISCARDABLE IOPL
_IMSGDATA CLASS 'MCODE' PRELOAD DISCARDABLE IOPL
_ITEXT CLASS 'ICODE' DISCARDABLE
_IDATA CLASS 'ICODE' DISCARDABLE
_PTEXT CLASS 'PCODE' NONDISCARDABLE
_PMSGTABLE CLASS 'MCODE' NONDISCARDABLE IOPL
_PMSGDATA CLASS 'MCODE' NONDISCARDABLE IOPL
_PDATA CLASS 'PDATA' NONDISCARDABLE SHARED
_STEXT CLASS 'SCODE' RESIDENT
_SDATA CLASS 'SCODE' RESIDENT
_DBOSTART CLASS 'DBOCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE CONFORMING
_DBOCODE CLASS 'DBOCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE CONFORMING
_DBODATA CLASS 'DBOCODE' PRELOAD NONDISCARDABLE CONFORMING
_16ICODE CLASS '16ICODE' PRELOAD DISCARDABLE
_RCODE CLASS 'RCODE'
EXPORTS
FIRSTVXD_DDB @1

每个宏都有它相对应的结束宏，例如，如果你要在你的源文件中定义一个_LTEXT段，你应该这样写：

VxD_LOCKED_CODE_SEG

(把你的代码写在这里)

VxD_LOCKED_CODE_ENDS

VxD结构

.386p
include vmm.inc

DECLARE_VIRTUAL_DEVICE FIRSTVXD,1,0, FIRSTVXD_Control, UNDEFINED_DEVICE_ID, UNDEFINED_INIT_ORDER

Begin_control_dispatch FIRSTVXD
End_control_dispatch FIRSTVXD

end

这段源程序给人的第一印象就是：它并不像一个汇编源程序。那是因为它用了很多宏。让我们来分析一下源程序以便你能很快理解它。

.386p

include vmm.inc

DECLARE_VIRTUAL_DEVICE FIRSTVXD,1,0, FIRSTVXD_Control, UNDEFINED_DEVICE_ID, UNDEFINED_INIT_ORDER

Declare_Virtual_Device Name, MajorVer, MinorVer, CtrlProc, DeviceID, InitOrder, V86Proc, PMProc, RefData

你可以看到：VxD源程序中的标号是不区分大小写的，你可以用大写，小写或者混合起来用都可以。让我们来看一下Declare_virtual_device里的每一个参数。

• Name VxD的名字 最多8个字符。它必须是大写！在系统中的所有VxD程序里，它们的名字不能重复，每个VxD的名字应该是唯一的。这个宏同时也会根据这个名字产生DDB的名字，产生的办法就是：在这个名字的后面加上_DDB。所以如果你的VxD的名字是FIRSTVXD, Declare_Virtual_Device这个宏就会把DDB的名字定为FIRSTVXD_DDB。记住，你还要在.DEF文件里导出DDB。所以你必须使DDB的名字和.DEF文件定义中的相同。
• MajorVer 和 MinorVer 你的VxD的主要的和次要的版本。
• CtrlProc 你的VxD程序的设备控制函数的名字。设备控制函数是一个接受和处理VxD程序的控制消息的函数。你可以把设备控制函数看作Window函数的等价物。既然我们要用Begin_Control_Dispatch这个宏来生成我们的设备控制函数，那么我们应该使用一个标准格式的名字，那就是VxD的名字_Control。 Begin_Control_Dispatch这个宏把_Control 加到它后面的那个名字上(而我们又通常把VxD的名字写在它后面)作为设备控制函数的名字，所以我们就应该把VxD的名字加上_Control作为CtrlProc 参数的值。
• DeviceID 你的VxD程序的16位唯一标识符 当且仅当你的VxD程序需要处理以下情况时你需要用到这个ID:
  • 你的VxD程序导出一些供其他VxD程序使用的VxD服务。因为20H中断接口用设备ID来定位/区分VxD程序，所以一个唯一的ID对你的VxD程序是必要的。
  • Your VxD 你的VxD程序要在初始化中断2FH,1607H时通知实模式程序它的存在。
  • Some 一些实模式软件(TSR)要用中断2FH,1605H来加载你的VxD程序。
  如果你的VxD程序不需要一个唯一的设备ID，你可以把这一项设为UNDEFINED_DEVICE_ID ，如果你需要它，你可以去Microsoft要一个。
• InitOrder 初始化的顺序，简单的说，就是加载的顺序。VMM就按照这个次序来加载VxD程序。每个VxD程序都有一个加载次序号，例如：

你可以看到：VMM, DEBUG和 DEBUGCMD是首先加载的VxD程序，然后是PERF和APM。初始化顺序值越低的VxD程序越先被加载。如果你的VxD程序在初始化时需要用到其他VxD程序提供的服务，那么你必须把初始化顺序的值设得比你所要调用的那个VxD程序的大，这样，当你的VxD程序加载时，你所要的VxD就已经在内存中为你准备好了。如果不想去管你的VxD的初始化顺序，就把这个参数填写为UNDEFINED_INIT_ORDER 。

Begin_control_dispatch FIRSTVXD
End_control_dispatch FIRSTVXD

Control_Dispatch message, function

Begin_Control_Dispatch FIRSTVXD
Control_Dispatch Device_Init, OnDeviceInit
End_Control_DispatchFIRSTVXD

编译VxD

ml -coff -c -Cx -DMASM6 -DBLD_COFF -DIS_32 firstvxd.asm

-coff 表明COFF数据格式
-c 只汇编，不调用连接程序来连接，这样我们就可以在调用link.exe的时候使用跟多的参数。
-Cx 保存公共，外部标记。
-D<text> 定义一个文本宏，例如，-DBLD_COFF定义了一个文本宏BLD_COFF，这个宏用来作为编译的条件。如果你有兴趣，你可以在库文件中查找BLD_COFF，自己亲眼看看它对汇编过程起什么作用。上面的命令行定义了三个文本宏：BLD_COFF，IS_32和MASM6。如果你对C编程熟悉的话，你会知道这些定义相当于完成以下功能：

#define BLD_COFF
#define IS_32
#define MASM6

-vxd 表明我们要根据obj文件来生成一个VxD文件。
-def:<.DEF file> 指定该VxD文件的模式定义文件。

我觉得用makefile很方便，如果你不喜欢用makefile，你也可以创建批处理文件来自动完成编译过程。我的makefile如下：

NAME=firstvxd

$(NAME).vxd:$(NAME).obj
link -vxd -def:$(NAME).def $(NAME).obj

$(NAME).obj:$(NAME).asm
ml -coff -c -Cx -DMASM6 -DBLD_COFF -DIS_32 $(NAME).asm

• VMM_INIT_ORDER EQU 000000000H
  DEBUG_INIT_ORDER EQU 000000000H
  DEBUGCMD_INIT_ORDER EQU 000000000H
  PERF_INIT_ORDER EQU 000900000H
  APM_INIT_ORDER EQU 001000000H
  • V86Proc和PMProc 你的程序可以导出供V86和保护模式程序使用的API，这两个参数就是用来填写这些API的地址。记住，VxD程序除了监控系统虚拟机外，还要监控一个或多个运行在DOS或者保护模式下的虚拟机程序。理所当然的，VxD程序要为DOS和保护模式程序提供API支持。如果你不导出这些API，你可以不填这两个参数。
  • RefData 输入输出监视器(IOS)要用到的参考数据。只有一种情况下你要用到这个参数：当你在为IOS编写一个层驱动程序时。否则，你可以不填这个参数。
  接下来是 Begin_Control_Dispatch宏。 这两个宏定义了设备控制函数，当VxD的控制消息发生时，VMM就调用这个函数。你必须填写设备控制函数名字的前半部分，在本例中，我们用的是 FIRSTVXD。这个宏会在你输入的前半部分后加上_Control作为设备控制函数的名字。这个名字一定要和你在Declare_virtual_device 宏中给参数CtrlProc填的名字一致。设备控制函数总是放在锁定段(VxD_LOCKED_CODE_SEG)内的。上面定义的设备控制函数什么也不干。你需要说明你的VxD程序要响应什么控制消息，以及处理这个消息的函数，你可以用Control_Dispatch宏来实现这一点。 例如，如果你的VxD程序只要处理Device_Init 消息，你的设备控制程序要这样写： OnDeviceInit就是要处理Device_Init消息的函数的名字。你可以给你的函数取任何你想取的名字。
  你可以用end 直接地结束你的VxD源程序。
  综上所述，一个VxD程序至少包含一个设备控制块和一个设备控制函数。你要用Declare_Virtual_Device宏来定义一个设备控制块，用Begin_Control_Dispatch宏来定义一个设备控制程序。你必须在.def文件中的EXPORTS下面填写设备控制块的名字，从而导出该设备控制块。 编译的过程和编译普通的win32程序一样。先调用ml.exe编译asm源文件，然后用link.exe来连接object文件。不同的地方是ml.exe和link.exe后所带的命令行参数不同。 link -vxd -def:firstvxd.def firstvxd.obj