入口函数，即驱动加载函数
NTSTATUS
DriverEntry(
IN PDRIVER_OBJECT DriverObject,
IN PUNICODE_STRING RegistryPath
)
/*++
Routine Description:
Installable driver initialization entry point.
This entry point is called directly by the I/O system.
Arguments:
DriverObject - pointer to the driver object
RegistryPath - pointer to a unicode string representing the path
to driver-specific key in the registry
Return Value:
STATUS_SUCCESS if successful.
--*/
{
WDF_DRIVER_CONFIG config;
KdPrint(("Windows Ramdisk Driver - Driver Framework Edition.\n"));
KdPrint(("Built %s %s\n", __DATE__, __TIME__));
WDF_DRIVER_CONFIG_INIT( &config, RamDiskEvtDeviceAdd );
return WdfDriverCreate(DriverObject, RegistryPath, WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES, &config, WDF_NO_HANDLE);
}
初始化可配置变量config，指定RamDiskEvtDeviceAdd的地址，这里的RamDiskEvtDeviceAdd相当于wdm中AddDevice回调函数，当即插即用管理器发现了一个新设备 ，则调用的函数。然后调用WdfDriverCreate返回，我的理解是WdfDriverCreate创建了WDF驱动框架。
接下来是RamDiskEvtDeviceAdd函数
NTSTATUS
RamDiskEvtDeviceAdd(
IN WDFDRIVER Driver,
IN PWDFDEVICE_INIT DeviceInit
)
{
//将要建立的设备对象的属性描述变量
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES deviceAttributes;
//将要调用的各种函数的状态返回值
NTSTATUS status;
//将要建立的设备对象
WDFDEVICE device;
//将要建立的队列对象的属性描述变量
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES queueAttributes;
//将要简历的队列配置变量
WDF_IO_QUEUE_CONFIG ioQueueConfig;
//设备对象的扩展域的指针
PDEVICE_EXTENSION pDeviceExtension;
//将要建立的队列扩展域指针
PQUEUE_EXTENSION pQueueContext = NULL;
//将要建立的队列对象
WDFQUEUE queue;
//初始化字符串
DECLARE_CONST_UNICODE_STRING(ntDeviceName, NT_DEVICE_NAME);
//保证这个函数可以操作paged内存
PAGED_CODE();
//防止产生警告
UNREFERENCED_PARAMETER(Driver);
//初始化设备的名字
status = WdfDeviceInitAssignName(DeviceInit, &ntDeviceName);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
return status;
}
//磁盘设备的类型 必须是FILE_DEVICE_DISK
WdfDeviceInitSetDeviceType(DeviceInit, FILE_DEVICE_DISK);
//设备的io类型 WdfDeviceIoBuffered 使用缓冲区接受数据 WdfDeviceIoDirect 直接接收数据 IRP所携带的缓冲区 可以直接使用
//WdfDeviceIoBufferedOrDirect 前面两种方式 都可以使用
WdfDeviceInitSetIoType(DeviceInit, WdfDeviceIoDirect);
//Exclusive：独占 设置设备为非独占的
WdfDeviceInitSetExclusive(DeviceInit, FALSE);
//设置属性描述变量 就是说 设备对象的扩展 使用什么样的数据结构存储数据
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT_CONTEXT_TYPE(&deviceAttributes, DEVICE_EXTENSION);
//制定设备的清理回调函数
deviceAttributes.EvtCleanupCallback = RamDiskEvtDeviceContextCleanup;
//建立这个设备
status = WdfDeviceCreate(&DeviceInit, &deviceAttributes, &device);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
return status;
}
//将指针指向新建立设备的设备扩展
pDeviceExtension = DeviceGetExtension(device);
//将队列的配置对象初始化为默认值
WDF_IO_QUEUE_CONFIG_INIT_DEFAULT_QUEUE (
&ioQueueConfig,
WdfIoQueueDispatchSequential
);
//wdf中我们需要将发往自己创建的设备的请求处理函数 在队列对象的设置对象中设置
//我们暂时只关心IoDeviceControl和读写事件
ioQueueConfig.EvtIoDeviceControl = RamDiskEvtIoDeviceControl;
ioQueueConfig.EvtIoRead = RamDiskEvtIoRead;
ioQueueConfig.EvtIoWrite = RamDiskEvtIoWrite;
//指定这个队列设备的属性描述对象
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT_CONTEXT_TYPE(&queueAttributes, QUEUE_EXTENSION);
//创建这个队列对象 这里第一个参数是设备对象 说明这个队列在创建的时候 已经和设备绑定了
status = WdfIoQueueCreate( device,
&ioQueueConfig,
&queueAttributes,
&queue );
if (!NT_SUCCESS(status)) {
return status;
}
//获取队列设备的扩展指针
pQueueContext = QueueGetExtension(queue);
//设置队列对象的扩展的设备对象扩展
pQueueContext->DeviceExtension = pDeviceExtension;
//设置进度条显示
//status = SetForwardProgressOnQueue(queue);
//if (!NT_SUCCESS(status)) {
// return status;
//}
//初始化设备扩展中一些变量
pDeviceExtension->DiskRegInfo.DriveLetter.Buffer =
(PWSTR) &pDeviceExtension->DriveLetterBuffer;
pDeviceExtension->DiskRegInfo.DriveLetter.MaximumLength =
sizeof(pDeviceExtension->DriveLetterBuffer);
//从注册表中获取 这个注册表信息 其实是由inf文件指定
RamDiskQueryDiskRegParameters(
WdfDriverGetRegistryPath(WdfDeviceGetDriver(device)),
&pDeviceExtension->DiskRegInfo
);
//分配非分页内存给这个磁盘 DiskImage是磁盘镜像的意思
//分页内存和非分页内存 分页内存的存储介质有可能在内存 也有可能在硬盘
//非分页内存的存储介质一定是内存 所以分配非分页内存 不会引起复杂的换页操作和一些缺页中断
//RAMDISK_TAG 代表空间标识 便于调试
pDeviceExtension->DiskImage = ExAllocatePoolWithTag(
NonPagedPool,
pDeviceExtension->DiskRegInfo.DiskSize,
RAMDISK_TAG
);
if (pDeviceExtension->DiskImage) {
UNICODE_STRING deviceName;
UNICODE_STRING win32Name;
//初始化磁盘空间
RamDiskFormatDisk(pDeviceExtension);
status = STATUS_SUCCESS;
// /DosDevice/xxx windows下代表了磁盘设备
RtlInitUnicodeString(&win32Name, DOS_DEVICE_NAME);
RtlInitUnicodeString(&deviceName, NT_DEVICE_NAME);
pDeviceExtension->SymbolicLink.Buffer = (PWSTR)
&pDeviceExtension->DosDeviceNameBuffer;
pDeviceExtension->SymbolicLink.MaximumLength =
sizeof(pDeviceExtension->DosDeviceNameBuffer);
pDeviceExtension->SymbolicLink.Length = win32Name.Length;
RtlCopyUnicodeString(&pDeviceExtension->SymbolicLink, &win32Name);
//初始化磁盘盘符
RtlAppendUnicodeStringToString(&pDeviceExtension->SymbolicLink,
&pDeviceExtension->DiskRegInfo.DriveLetter);
status = WdfDeviceCreateSymbolicLink(device,
&pDeviceExtension->SymbolicLink);
}
return status;
}
调用PAGED_CODE()保证代码可以调用非分页内存，这个宏其实是判断IRQL级别不处于DISPATCH_LEVEL级别及以上，如果是，则触发断言。
使用WdfDeviceInitAssignName初始化设备的名字，设备名和符号链接是不一样的，设备名只能在内核态被其他驱动识别。而符号链接则可以在用户态被应用程序识别。
使用WdfDeviceInitSetIoType指定设备的IO类型，一共有三种类型可选，1.WdfDeviceIoBuffered 使用缓冲区接受数据 2.WdfDeviceIoDirect，直接接收数据，IRP所携带的缓冲区 ，可以直接使用
3.WdfDeviceIoBufferedOrDirect 前面两种方式都会使用
使用函数WdfDeviceInitSetExclusive设置设备为非独占
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT_CONTEXT_TYPE指定设备扩展使用什么样的数据结构存储数据，DEVICE_EXTENSION为自定义的结构体
deviceAttributes.EvtCleanupCallback这里指定设备的清理函数为RamDiskEvtDeviceContextCleanup
准备完毕之后使用WdfDeviceCreate创建磁盘设备，参数都是前面处理过，其中device为传出参数
下面是创建队列对象的代码
ioQueueConfig为队列对象的配置对象，首先通过WDF_IO_QUEUE_CONFIG_INIT_DEFAULT_QUEUE初始化为默认值，然后指定IoDeviceControl和读写事件，通过WdfIoQueueCreate创建这个队列对象
注意的是队列对象的扩展结构里面包含了设备对象的扩展结构指针
RamDiskQueryDiskRegParameters取得注册表数据，系统在驱动加载之前，会首先提供访问注册表的功能，这里的数据其实是安装驱动时ramdisk.inf指定
pDeviceExtension->DiskImage这个指针是磁盘镜像，即磁盘位置的起始，然后为这个指针分配非分页内存，调用ExAllocatePoolWithTag传入第一个参数NonPagedPool。使用非分页内存的原因是，非分页内存的存储介质一定是内存，所以分配非分页内存 ，不会引起复杂的换页操作和一些缺页中断。
如果分配内存成功，则使用RamDiskFormatDisk函数初始化磁盘空间。接下来使用了win32Name存储符号链接，最终的符号链接为/DosDevice/Z: ,在用户态会默认显示Z作为盘符
刚开始我找到WdfControlFinishInitializing这个函数，以为可以通知用户层更新，从而显示出新建的磁盘对象，后来发现这个函数不能达到目的。在这里也求大神指教，如何不用重启，即可显示出新建的磁盘设备。
//初始化磁盘结构的一些数据
NTSTATUS
RamDiskFormatDisk(
IN PDEVICE_EXTENSION devExt
)
{
//将分配的非分页内存的首地址 转化为DBR结构的指针
PBOOT_SECTOR bootSector = (PBOOT_SECTOR) devExt->DiskImage;
//指向FAT表的指针
PUCHAR firstFatSector;
//根目录入口点个数
ULONG rootDirEntries;
//一个簇由多少扇区组成
ULONG sectorsPerCluster;
//fat文件系统类型
USHORT fatType; // Type FAT 12 or 16
//FAT表里面有多少表项
USHORT fatEntries; // Number of cluster entries in FAT
//一个FAT表需要占多少簇存储
USHORT fatSectorCnt; // Number of sectors for FAT
//第一个根目录入口点
PDIR_ENTRY rootDir; // Pointer to first entry in root dir
//保证这个函数可以操作paged内存
PAGED_CODE();
ASSERT(sizeof(BOOT_SECTOR) == 512);
ASSERT(devExt->DiskImage != NULL);
//清空磁盘镜像
RtlZeroMemory(devExt->DiskImage, devExt->DiskRegInfo.DiskSize);
//每个扇区有512个字节
devExt->DiskGeometry.BytesPerSector = 512;
//每个磁道有32个扇区
devExt->DiskGeometry.SectorsPerTrack = 32; // Using Ramdisk value
//每个柱面有两个磁道
devExt->DiskGeometry.TracksPerCylinder = 2; // Using Ramdisk value
//计算得出磁柱面数
devExt->DiskGeometry.Cylinders.QuadPart = devExt->DiskRegInfo.DiskSize / 512 / 32 / 2;
devExt->DiskGeometry.MediaType = RAMDISK_MEDIA_TYPE;
KdPrint((
"Cylinders: %ld\n TracksPerCylinder: %ld\n SectorsPerTrack: %ld\n BytesPerSector: %ld\n",
devExt->DiskGeometry.Cylinders.QuadPart, devExt->DiskGeometry.TracksPerCylinder,
devExt->DiskGeometry.SectorsPerTrack, devExt->DiskGeometry.BytesPerSector
));
//初始化根目录入口点个数
rootDirEntries = devExt->DiskRegInfo.RootDirEntries;
//一个簇由多少扇区组成
sectorsPerCluster = devExt->DiskRegInfo.SectorsPerCluster;
//这里 调整根目录数目的地方很疑惑
if (rootDirEntries & (DIR_ENTRIES_PER_SECTOR - 1)) {
rootDirEntries =
(rootDirEntries + (DIR_ENTRIES_PER_SECTOR - 1)) &
~ (DIR_ENTRIES_PER_SECTOR - 1);
}
KdPrint((
"Root dir entries: %ld\n Sectors/cluster: %ld\n",
rootDirEntries, sectorsPerCluster
));
//硬编码写入跳转指令
bootSector->bsJump[0] = 0xeb;
bootSector->bsJump[1] = 0x3c;
bootSector->bsJump[2] = 0x90;
//oem名字
bootSector->bsOemName[0] = ‘R‘;
bootSector->bsOemName[1] = ‘a‘;
bootSector->bsOemName[2] = ‘j‘;
bootSector->bsOemName[3] = ‘u‘;
bootSector->bsOemName[4] = ‘R‘;
bootSector->bsOemName[5] = ‘a‘;
bootSector->bsOemName[6] = ‘m‘;
bootSector->bsOemName[7] = ‘ ‘;
//每个扇区有多少字节
bootSector->bsBytesPerSec = (SHORT)devExt->DiskGeometry.BytesPerSector;
//指定这个磁盘卷保留扇区 仅DBR这一个扇区为保留扇区
bootSector->bsResSectors = 1;
//fat表一般一式两份 但这里就创建一份就可以
bootSector->bsFATs = 1;
//指定根目录入口点个数
bootSector->bsRootDirEnts = (USHORT)rootDirEntries;
//磁盘总扇区数 磁盘大小除以扇区大小
bootSector->bsSectors = (USHORT)(devExt->DiskRegInfo.DiskSize /
devExt->DiskGeometry.BytesPerSector);
//磁盘介质类型
bootSector->bsMedia = (UCHAR)devExt->DiskGeometry.MediaType;
//每个簇有多少个扇区
bootSector->bsSecPerClus = (UCHAR)sectorsPerCluster;
//fat表项数 总扇区数-保留扇区数
//这里很疑惑 如何得到FAT表项数
fatEntries =
(bootSector->bsSectors - bootSector->bsResSectors -
bootSector->bsRootDirEnts / DIR_ENTRIES_PER_SECTOR) /
bootSector->bsSecPerClus + 2;
//如果表项数 大于2的12次方 则使用FAT16
if (fatEntries > 4087) {
fatType = 16;
//这一步的调整 我很不理解
fatSectorCnt = (fatEntries * 2 + 511) / 512;
fatEntries = fatEntries + fatSectorCnt;
fatSectorCnt = (fatEntries * 2 + 511) / 512;
}
else {
fatType = 12;
fatSectorCnt = (((fatEntries * 3 + 1) / 2) + 511) / 512;
fatEntries = fatEntries + fatSectorCnt;
fatSectorCnt = (((fatEntries * 3 + 1) / 2) + 511) / 512;
}
//初始化FAT表所占的扇区数
bootSector->bsFATsecs = fatSectorCnt;
//初始化DBR每个磁道的扇区数
bootSector->bsSecPerTrack = (USHORT)devExt->DiskGeometry.SectorsPerTrack;
//初始化每个柱面的磁道数
bootSector->bsHeads = (USHORT)devExt->DiskGeometry.TracksPerCylinder;
//初始化启动签名 windows要求必须是0x29或者0x28
bootSector->bsBootSignature = 0x29;
//卷ID 随便填写
bootSector->bsVolumeID = 0x12345678;
//初始化卷标
bootSector->bsLabel[0] = ‘R‘;
bootSector->bsLabel[1] = ‘a‘;
bootSector->bsLabel[2] = ‘m‘;
bootSector->bsLabel[3] = ‘D‘;
bootSector->bsLabel[4] = ‘i‘;
bootSector->bsLabel[5] = ‘s‘;
bootSector->bsLabel[6] = ‘k‘;
bootSector->bsLabel[7] = ‘ ‘;
bootSector->bsLabel[8] = ‘ ‘;
bootSector->bsLabel[9] = ‘ ‘;
bootSector->bsLabel[10] = ‘ ‘;
//设置磁盘文件类型
bootSector->bsFileSystemType[0] = ‘F‘;
bootSector->bsFileSystemType[1] = ‘A‘;
bootSector->bsFileSystemType[2] = ‘T‘;
bootSector->bsFileSystemType[3] = ‘1‘;
bootSector->bsFileSystemType[4] = ‘?‘;
bootSector->bsFileSystemType[5] = ‘ ‘;
bootSector->bsFileSystemType[6] = ‘ ‘;
bootSector->bsFileSystemType[7] = ‘ ‘;
bootSector->bsFileSystemType[4] = ( fatType == 16 ) ? ‘6‘ : ‘2‘;
//设置DBR结束标识
bootSector->bsSig2[0] = 0x55;
bootSector->bsSig2[1] = 0xAA;
//初始化FAT表结构
firstFatSector = (PUCHAR)(bootSector + 1);
firstFatSector[0] = (UCHAR)devExt->DiskGeometry.MediaType;
firstFatSector[1] = 0xFF;
firstFatSector[2] = 0xFF;
if (fatType == 16) {
firstFatSector[3] = 0xFF;
}
rootDir = (PDIR_ENTRY)(bootSector + 1 + fatSectorCnt);
//接下来 初始化根目录入口点信息
rootDir->deName[0] = ‘M‘;
rootDir->deName[1] = ‘S‘;
rootDir->deName[2] = ‘-‘;
rootDir->deName[3] = ‘R‘;
rootDir->deName[4] = ‘A‘;
rootDir->deName[5] = ‘M‘;
rootDir->deName[6] = ‘D‘;
rootDir->deName[7] = ‘R‘;
//
// Set device extension name to "IVE"
// NOTE: Fill all 3 characters, eg. sizeof(rootDir->deExtension);
//
rootDir->deExtension[0] = ‘I‘;
rootDir->deExtension[1] = ‘V‘;
rootDir->deExtension[2] = ‘E‘;
rootDir->deAttributes = DIR_ATTR_VOLUME;
return STATUS_SUCCESS;
}
RamDiskFormatDisk函数用来初始化硬盘空间,如果是引导盘,那么硬盘镜像的第一个结构是MBR(主引导扇区),但是ramdisk虚拟的硬盘没有引导系统的作用,所以,第一个结构是DBR,结构如下
typedef struct _BOOT_SECTOR
{
UCHAR bsJump[3]; // x86 jmp instruction, checked by FS
CCHAR bsOemName[8]; // OEM name of formatter
USHORT bsBytesPerSec; // Bytes per Sector
UCHAR bsSecPerClus; // Sectors per Cluster
USHORT bsResSectors; // Reserved Sectors
UCHAR bsFATs; // Number of FATs - we always use 1
USHORT bsRootDirEnts; // Number of Root Dir Entries
USHORT bsSectors; // Number of Sectors
UCHAR bsMedia; // Media type - we use RAMDISK_MEDIA_TYPE
USHORT bsFATsecs; // Number of FAT sectors
USHORT bsSecPerTrack; // Sectors per Track - we use 32
USHORT bsHeads; // Number of Heads - we use 2
ULONG bsHiddenSecs; // Hidden Sectors - we set to 0
ULONG bsHugeSectors; // Number of Sectors if > 32 MB size
UCHAR bsDriveNumber; // Drive Number - not used
UCHAR bsReserved1; // Reserved
UCHAR bsBootSignature; // New Format Boot Signature - 0x29
ULONG bsVolumeID; // VolumeID - set to 0x12345678
CCHAR bsLabel[11]; // Label - set to RamDisk
CCHAR bsFileSystemType[8];// File System Type - FAT12 or FAT16
CCHAR bsReserved2[448]; // Reserved
UCHAR bsSig2[2]; // Originial Boot Signature - 0x55, 0xAA
} BOOT_SECTOR, *PBOOT_SECTOR;
DBR结构如下图
时间： 2024-10-10 11:41:44