驱动程序开发学习（四）编译

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WDM程序编译出来的并不是我们常见的.exe，而是.sys文件，在未经设置编译环境之前，是不能直接用VC来编译的。这种类型的文件你可以在WINNT\System32\Drivers里面找到很多。其实驱动程序也是一种PE文件，它同样由DOS MZ header开头，也有完整的DOS stub和PE header，同样拥有Import table和Export table——……那跟普通的PE文件有什么不一样呢？那么就让我们先来做个小剖析，加深对.sys文件的认识吧

首先祭出Delphi里附带的tdump.exe程序。让我们键入：

C:\WINNT\System32\Drivers>tdump ccport.sys -em -ee

参数-em是列出Import table，-ee是列出Export table。回车之后，屏幕列出一大堆东西：

C:\WINNT\SYSTEM32\DRIVERS>tdump ccport.sys -em -ee Turbo Dump Version 5.0.16.12 Copyright ? 1988, 2000 Inprise Corporation Display of File CCPORT.SYS IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:011Fh}.’memcpy’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:003Dh}.’IoDeleteDevice’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0030h}.’IoAttachDeviceToDeviceStack’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:008Eh}.’KeSetEvent’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0068h}.’IofCallDriver’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0095h}.’KeWaitForSingleObject’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0074h}.’KeInitializeEvent’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:003Fh}.’IoDetachDevice’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:00D3h}.’RtlFreeUnicodeString’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0077h}.’KeInitializeSpinLock’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0129h}.’strcpy’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0121h}.’memset’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:003Ch}.’IoCreateUnprotectedSymbolicLink’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0038h}.’IoCreateDevice’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:00C2h}.’RtlAnsiStringToUnicodeString’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0069h}.’IofCompleteRequest’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0124h}.’sprintf’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:003Eh}.’IoDeleteSymbolicLink’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0042h}.’IoFreeIrp’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:004Dh}.’IoInitializeIrp’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:002Dh}.’IoAllocateIrp’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0027h}.’InterlockedExchange’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0025h}.’InterlockedCompareExchange’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0035h}.’IoCancelIrp’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:012Ah}.’strlen’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0126h}.’strcat’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0114h}.’atoi’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0128h}.’strcmp’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:0034h}.’IoBuildSynchronousFsdRequest’ IMPORT: NTOSKRNL.EXE={hint:00D5h}.’RtlInitAnsiString’ IMPORT: HAL.DLL={hint:0006h}.’KfAcquireSpinLock’ IMPORT: HAL.DLL={hint:0009h}.’KfReleaseSpinLock’ EXPORT ord:0001=’Vcomm_DriverControl’

看到了吗？它主要调用了NTOSKRNL.EXE和HAL.DLL文件（实际上你会发现，几乎所有的WDM驱动程序都会调用NTOSKRNL.EXE文件，从它的名字你可以看出为什么了吧？），并且输出了一个函数“Vcomm_DriverControl”。这表明，其实.sys跟.exe文件一样，都是一种PE文件来的。不同的是，.sys文件Import的通常是NTOSKRNL.EXE，而.exe文件Import的通常是KERNEL32.DLL和USER32.DLL。

知道了这些有什么用呢？实际上，由于.sys通常不调用KERNEL32.DLL和USER32.DLL，所以你是不能在设备驱动程序里面调用任何C、C++和Win32函数的，而且也不能用C++关键字new和delete等（可以用malloc和free来代替），而必须使用大量的内核函数。另外，你应该也能看到她调用了像IoDeleteDevice、IoAttachDeviceToDeviceStack等等函数，这些你以前可能没有见过的函数都是些内核函数。为了读者的方便，下面我列出一些常见的驱动程序可用的内核函数：

Ex… 执行支持 Hal… 硬件抽象层（仅NT/Windows 2000） Io… I/O管理器（包括即插即用函数） Ke… 内核 Ks… 内核流IRP管理函数 Mm… 内存管理器 Ob… 对象管理器 Po… 电源管理 Ps… 进程结构 Rtl… 运行时库 Se… 安全引用监视 Zw… 其他函数

最后让我们再来看看，写设备驱动程序时必须注意的一些问题：

1、内核宏

如果查看DDK头文件，会发现有几个内核函数是以宏的方式实现的。这种宏中有几个宏的定义是相当糟糕的。例如，我们看到RemoveHeadList的定义如下：

#define RemoveHeadList(ListHead) (ListHead)->Flink; {RemoveEntryList((ListHead)->Flink)}

如果以以下方式调用RemoveHeadList，则将编译错误的代码：

if(SomethingInList) Entry = RemoveHeadList(list);

使这个调用安全的唯一方法是使用花括号：

if(SomethingInList) { Entry = RemoveHeadList(list); }

所以我们切勿为了贪图一时的方便，而使用不太规范的写法，最好是在所有的if、for和while等语句中使用花括号。

2、驱动程序函数名称

跟C/C++的main()函数一样，设备驱动程序也有一个必须存在，而且只能以DriverEntry()为名称的入口函数。然而，除此之外，我们可以使用任何名字来给其他函数命名——只要你自己记得就行了，当然，最好符合某些特定的规范啦，例如匈牙利命名法……

3、安装时的问题

·在Windows98中驱动程序可执行文件必须是8.3文件名。

·如果INF文件中含有非法节的详细资料，Windows将不使用这个INF文件。

准备工作

1、确定你已经安装了Visual C++

2、安装2000 DDK

3、安装2000 DDK成功后，在“开始”->“程序”里应该有“Development Kits”->“Windows 2000 DDK”的项目。

（注意一定要先安装好VC，然后才安装DDK，这个顺序决不能颠倒！！）

4、保证DDKROOT环境变量设置为Windows 2000 DDK的基目录，如果不是的话，请在控制面板“系统”属性的“高级”标签环境变量编辑器中设置好这个环境变量。

·编写必需的文件

编译WDM程序的时候，有两个文件是必须要有的，它们是：

1、makefile

（这个是什么啊？你可能会问。）对于比较年轻的程序员来说，有可能没有见过这个文件吧。其实在VC这些IDE出现之前，我们都必须使用makefile来确定项目中哪些文件需要重新编译，现在的IDE都把这个工作自动做好了

我们要做的工作很简单，就是提供这样一个文件，它的内容是：

# # DO NOT EDIT THIS FILE!!! Edit .\sources. If you want to add a new source # file to this component. This file merely indirects to the real make file # that is shared by all the driver components of the Windows NT DDK # !INCLUDE $(NTMAKEENV)\makefile.def

正如它所述，不要编辑这个文件。事实上每个WDM程序所需要的makefile的内容都是一样的，也就是说，我们只需要简单地copy一个makefile到新的项目中就可以了

2、Sources

TARGETNAME=HelloWDM //编译出来的驱动程序的名称 TARGETTYPE=DRIVER //编译的类型是驱动程序编译 DRIVERTYPE=WDM //驱动程序的类型是WDM驱动程序 TARGETPATH=OBJ //生成的文件存放在OBJ目录中 INCLUDES=$(BASEDIR)\inc;\ //这是需要引入的头文件 $(BASEDIR)\inc\ddk;\ TARGETLIBS=$(BASEDIR)\lib\*\free\usbd.lib\ //这是需要引入的库文件 SOURCES=HelloWDM.cpp\ //这是源码文件

这个文件指定了驱动程序目标名是HelloWDM.sys，是一个WDM驱动程序，生成的文件存放在OBJ目录中。值得注意的是，“=”前后不能有空格，否则编译的时候会出错。

·开始编译

娃哈哈，前面罗罗嗦嗦讲了一大堆，现在终于到重点了。WDM程序的编译过程比较特殊，它不是在VC里面按F7来编译的（尽管你可以通过设置来达到这一目的），而是通过一个DDK实用工具build来完成。下面我们来讲讲具体步骤：

1、“Debug”版的生成

首先，我们假设你的源代码放在D:\HelloWDM里面。请跟着以下步骤：

“开始”->“程序”->“Development Kits”->“Windows 2000 DDK”->“Checked Build Environment”

屏幕将显示：（有“回车”的那行是需要读者你亲自打进去的）

New or updated MSVC detected. Updating DDK environment…. Setting environment for using Microsoft Visual C++ tools. Starting dirs creation…Completed. D:\NTDDK>cd\HelloWDM （回车） D:\HelloWDM>build （回车）

如果源代码没有错误的话，生成的HelloWDM.sys将存放在objchk\i386目录中。

2、“Release”版的生成

请跟着以下步骤：

“开始”->“程序”->“Development Kits”->“Windows 2000 DDK”->“Free Build Environment”

随后的步骤跟“Debug”版相同，不同的是生成的HelloWDM.sys将存放在objfre\i386目录中。