Windows文件系统过滤驱动开发教程(3)

Windows文件系统过滤驱动开发教程

3.分发例程,fast io

上一节仅仅生成了控制设备对象。但是不要忘记，驱动开发的主要工作是撰写分发例程(dispatch functions.).接上一接，我们已经知道自己的DriverObject保存在上文代码的driver中。现在我写如下一个函数来指定一个默认的dispatch function给它。

//-----------------wdf.h中的代码----------------------
typedef PDRIVER_DISPATCH wd_disp_fuc;
_inline wd_void wd_drv_set_dispatch(in wd_drv* driver,
   in wd_disp_fuc disp)
{
wd_size i;
    for (i = 0; i <= IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
        driver->MajorFunction = disp;
}

在前边的wd_main中，我只要加

wd_drv_set_dispatch(driver,my_dispatch_func);

就为这个驱动指定了一个默认的Dispatch Function.所有的irp请求，都会被发送到这个函数。但是，我可能不希望这个函数处理过于复杂，而希望把一些常见的请求独立出来，如Read,Write,Create,Close,那我又写了几个函数专门用来设置这几个Dispatch Functions.

//-----------------wdf.h中的代码----------------------
_inline wd_void wd_drv_set_read(
in wd_drv* driver,
in wd_disp_fuc read)
{
driver->MajorFunction[IRP_MJ_READ] = read;
}
_inline wd_void wd_drv_set_write(
in wd_drv* driver,
in wd_disp_fuc write)
{
driver->MajorFunction[IRP_MJ_WRITE] = write;
}

wd_void wd_drv_set_create(in wd_drv* driver,
 in wd_disp_fuc create)
{
    driver->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = create;
    driver->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE_NAMED_PIPE] = create;
    driver->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE_MAILSLOT] = create;
}

wd_void wd_drv_set_file_sys_control(in wd_drv* driver,
in wd_disp_fuc control)
{
driver->MajorFunction[IRP_MJ_FILE_SYSTEM_CONTROL] = control;
}

wd_void wd_drv_set_clean_up(in wd_drv* driver,
   in wd_disp_fuc clean_up)
{
driver->MajorFunction[IRP_MJ_CLEANUP] = clean_up;
}

wd_void wd_drv_set_close(in wd_drv* driver,
in wd_disp_fuc close)
{
driver->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = close;
}

别看我罗列n多代码，其实就是在设置driver->MajorFunction这个数组而已。因此在wd_main对dispatch functions的设置，就变成了下边这样的：

// 开始设置几个分发例程
wd_drv_set_dispatch(driver,my_disp_default);
wd_drv_set_create(driver,my_disp_create);
wd_drv_set_clean_up(driver,my_disp_clean_up);
wd_drv_set_file_sys_control(driver,my_disp_file_sys_ctl);
wd_drv_set_close(driver,my_disp_close);
wd_drv_set_read(driver,my_disp_read);
wd_drv_set_write(driver,my_disp_write);

下面的任务都在写my_xxx系列的这些函数了。但是对于这个DriverObject的设置，还并不是仅仅这么简单。

由于你的驱动将要绑定到文件系统驱动的上边，文件系统除了处理正常的IRP之外，还要处理所谓的FastIo.FastIo是Cache Manager调用所引发的一种没有irp的请求。换句话说，除了正常的Dispatch Functions之外，你还得为DriverObject撰写另一组Fast Io Functions.这组函数的指针在driver->FastIoDispatch.我不知道这个指针留空会不会导致系统崩溃。在这里本来是没有空间的，所以为了保存这一组指针，你必须自己分配空间。

下面是我常用的内存分配函数。

//-----------------wdf.h中的代码----------------------
// 最简单的分配内存的函数，可以指定分页非分页
_inline wd_pvoid wd_malloc(wd_bool paged,wd_size size)
{
if(paged)
return ExAllocatePool(PagedPool,size);
else
return ExAllocatePool(NonPagedPool,size);
}

// 释放内存
_inline wd_void wd_free(wd_pvoid point)
{
ExFreePool(point);
}

_inline wd_void wd_memzero(
wd_pvoid point,
wd_size size)
{
RtlZeroMemory(point,size);
}

有了上边的基础，我就可以自己写一个初始化FastIoDispatch指针的函数。

//-----------------wdf.h中的代码----------------------
wd_bool wd_fio_disp_init(wd_drv *driver,wd_ulong size)
{
wd_fio_disp *disp = wd_malloc(wd_false,size);
if(disp == wd_null)
return wd_false;
wd_memzero((wd_pvoid)disp,size);
driver->FastIoDispatch = disp;
driver->FastIoDispatch->SizeOfFastIoDispatch = size;
return wd_true;
}

这个函数为FastIoDispacth指针分配足够的空间并填写它的大小。下面是再写一系列的函数来设置这个函数指针数组。实际上，FastIo接口函数实在太多了，所以我仅仅写出这些设置函数的几个作为例子：
//-----------------wdf.h中的代码----------------------
_inline wd_void wd_fio_disp_set_query_standard(
wd_drv *driver,
wd_fio_query_standard_func func)
{
    driver->FastIoDispatch->FastIoQueryStandardInfo = func;
}

_inline wd_void wd_fio_disp_set_io_lock(
wd_drv *driver,
wd_fio_io_lock_func func)
{
    driver->FastIoDispatch->FastIoLock = func;
}

_inline wd_void wd_fio_disp_set_io_unlock_s(
wd_drv *driver,
wd_fio_unlock_single_func func)
{
    driver->FastIoDispatch->FastIoUnlockSingle = func;
}

...

好，如果你坚持读到了这里，应该表示祝贺了。我们回顾一下，wd_main中，应该做哪些工作。

a.生成一个控制设备。当然此前你必须给控制设置指定名称。

b.设置Dispatch Functions.

c.设置Fast Io Functions.

// ----------------wd_main 的近况----------------------------

...

wd_dev *g_cdo = NULL;

wd_stat wd_main(in wd_drv* driver,
in wd_ustr* reg_path)
{
wd_ustr name;
wd_stat status = wd_stat_suc;

// 然后我生成控制设备,虽然现在我的控制设备什么都不干
wd_ustr_init(&name,L\"\\FileSystem\\Filters\\our_fs_filters\");
status = wdff_cdo_create(driver,0,&name,&g_cdo);

if(!wd_suc(status))
{
if(status == wd_stat_path_not_found)
{
// 这种情况发生于FileSystemFilters路径不存在。这个路径是
// 在xp上才加上的。所以2000下可能会运行到这里
wd_ustr_init(&name,L\"\\FileSystem\\our_fs_filters\");
status = wdff_cdo_create(driver,0,&name,&g_cdo);
};
if(!wd_suc(status))
{
wd_printf0(\"error: create cdo failed.rn\");
return status;
}
}

wd_printf0(\"success: create cdo ok.rn\");

// 开始设置几个分发例程
wd_drv_set_dispatch(driver,my_disp_default);
wd_drv_set_create(driver,my_disp_create);
wd_drv_set_clean_up(driver,my_disp_clean_up);
wd_drv_set_file_sys_control(driver,my_disp_file_sys_ctl);
wd_drv_set_close(driver,my_disp_close);
wd_drv_set_read(driver,my_disp_read);
wd_drv_set_write(driver,my_disp_write);

// 指定fast io处理函数
if(!wd_fio_disp_init(driver,sizeof(wd_fio_disp)))
{
wd_dev_del(g_cdo);
wd_printf0(\"error: fast io disp init failed.rn\");
return wd_stat_insufficient_res;
}

// 下面指定的这些函数都定义在wdf_filter_fio.h中,其实这些函数都统
// 一的返回了false
wd_fio_disp_set_check(
driver,
my_fio_check);
wd_fio_disp_set_read(
driver,
my_fio_read);
wd_fio_disp_set_write(
driver,
my_fio_write);
wd_fio_disp_set_query_basic(
driver,
my_fio_query_basic_info);

...

}
FastIo函数个数数量不明，我只觉得很多。因此不打算全部罗列，以\"...\"敷衍之。某些读者可能会认为这些代码无法调试安装。其实您可以参考sfilter中的示例自己完成这些代码。

现在我们的my_xxx系列的函数还没有开始写，因此驱动也不能编译通过。在后边的内容中再逐步介绍。

[编辑 -  4/19/05 by  znsoft]

期待继续！ :D :D

顺便介绍下FASTIO接口介绍
FASTIO接口介绍
  
作者:陆麟
转载请征得作者同意.
2003.3.22



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NT下FASTIO是一套IO MANAGER与DEVICE DRIVER沟通的另外一套API. 在进行基于IRP为基础的接口调用前, IO MANAGER会尝试使用FAST IO接口来加速各种IO操作. FASTIO本身的文档并不多见, 本篇就是要介绍一下FASTIO接口.
FastIoCheckIfPossible, 此调用并不是IO MANAGER直接调用. 而是被FsRtlXXX系列函数调用. 用于确认读写操作是否可以用FASTIO接口进行.
FastIoRead/FastIoWrite, 很明显, 是读写处理的调用.
FastIoQueryBasicInfo/FastIoQueryStandardInfo, 用于获取各种文件信息. 例如创建,修改日期等.
FastIoLock/FastIoUnlockSingle/FastIoUnlockAll/FastIoUnlockAllByKey,用于对文件的锁定操作. 在NT中.有2中锁定需要存在.1.排他性锁. 2.共享锁. 排他性锁在写操作前获取,不准其他进程获得写操作权限, 而共享锁则代表需要读文件某区间. 禁止有写动作出现. 在同一地址上, 如果有多个共享锁请求, 那是被允许的.
FastIoDeviceControl用于提供NtDeviceIoControlFile的支持.
AcquireFileForNtCreateSection/ReleaseFileForNtCreateSection是NTFS在映射文件内容到内存页面前进行的操作.
FastIoDetachDevice, 当REMOVABLE介质被拿走后, FILE SYSTEM的DEVICE对象会在任意的时刻被销毁. 只有正确处理这个调用才能把上层DEVICE和将要销毁的DEVICE脱钩. 如果不解决这个函数, 系统会当.
FastIoQueryNetworkOpenInfo, 当CIFS也就是网上邻居,更准确的说是网络重定向驱动尝试获取文件信息, 会使用这个调用. 该调用是因为各种历史原因而产生. 当时设计CIFS时为避免多次在网上传输文件信息请求, 在NT4时传输协议增加了一个FileNetworkOpenInformation的网络文件请求. 而FSD则增加了这个接口. 用于在一次操作中获得所有的文件信息. 客户段发送FileNetworkOpenInformation, 服务器端的FSD用本接口完成信息填写.
FastIoAcquireForModWrite, Modified Page Writer会调用这个接口来获取文件锁. 如果实现这个接口. 则能使得文件锁定范围减小到调用指定的范围. 不实现此接口, 整个文件被锁.
FastIoPrepareMdlWrite, FSD提供MDL. 以后向此MDL写入数据就代表向文件写入数据. 调用参数中有FILE_BOJECT描述要写的目标文件.
FastIoMdlWriteComplete, 写操作完成. FSD回收MDL.
FastIoReadCompressed, 当此调用被调用时, 读到的数据是压缩后的.应该兼容于标准的NT提供的压缩库. 因为调用者负责解压缩.
FastIoWriteCompressed,当此调用被调用时, 可以将数据是压缩后存储.
FastIoMdlReadCompressed/FastIoMdlReadCompleteCompressed, MDL版本的压缩读. 当后一个接口被调用时,MDL必须被释放.
FastIoMdlWriteCompressed/FastIoMdlWriteCompleteCompressed, MDL版本的压缩写.当后一个接口被调用时,MDL必须被释放.
FastIoQueryOpen, 这不是打开文件的操作. 但是却提供了一个IRP_MJ_CREATE的IRP. 我在以前版本的SECUSTAR的软件中错误地实现了功能. 这个操作是打开文件/获取文件基本信息/关闭文件的一个操作.
FastIoReleaseForModWrite,释放FastIoAcquireForModWrite调用所占有的LOCK.
FastIoAcquireForCcFlush/FastIoReleaseForCcFlush FsRtl会调用此接口,在LAZY WRITE线程将要把修改后的文件数据写入前调用.获取文件锁.

兄弟，果然厉害

好文章，再推一把3333