User Mode Driver Management介绍(一) -jeffasdasd-ChinaUnix博客

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一． User Mode Driver与Kernel Mode Driver

1．User Mode Driver与Kernel Mode Driver

顾名思义，User Mode Driver就是运行在User Mode的Driver，而Kernel Mode Driver是运行在Kernel Mode的Driver。

User Mode和Kernel Mode的有很多差别，首先，运行在Kernel Mode的程序一般都是处理系统的核心功能的程序，而运行在User Mode多是一些与应用有关的程序或者驱动，再者，运行在User Mode下的程序不可以进行物理内存映射和调用中断处理相关函数，而运行在Kernel Mode下的程序和驱动却没有这方面的限制。

在这里，我着重说的是User Mode和Kernel Mode下内存访问权限的差别。

运行在User Mode下的程序合法的虚拟内存空间访问权限如下：

Read：VM_USER_BASE（0x00010000）~ VM_KMODE_BASE（0x80000000）

Write：VM_USER_BASE（0x00010000）~ VM_SHARED_HEAP_BASE（0x70000000）

而运行在Kernel Mode下的程序可以自由地访问4GB的内存空间（对32位机而言）。

在老版本的Windows CE5.0中，所有的Driver和应用程序都运行在User Mode下。操作系统提供了API SetKMode()来在User Mode和Kernel Mode之间自由地切换，提供了API SetProcPermissions()来提升线程的访问权限。另外，Platform Builder提供了编译选项Full Kernel Mode来决定是否让系统中所有的程序，包括驱动和应用程序都运行在Kernel Mode下。

显然，如果一支应用程序恶意的去访问修改Kernel Mode下的一些参数或者结构体的话，整个系统就会增加很多风险。所以，在Windows CE 6.0中，Microsoft将桌面操作系统中的内存管理策略引入进来。例如，所有的Driver都运行在Kernel Mode下，而应用程序运行在User Mode下。

当然，Microsoft也不想让一些写的很差的Driver以及一些有缺陷的Driver运行在Kernel Mode下，由此提出了和桌面操作系统类似的概念User Mode Driver Framework。通过User Mode Driver Framework编写出来的Driver，也就是User Mode Driver，将运行在User Mode下。

熟悉Microsoft Windows桌面驱动程序的人都应该知道，驱动程序包括三种模型，分别是虚拟设备驱动程序（Virtual Device Driver），内核模式驱动程序（Kernel Mode Driver）和Win32驱动程序模型（Win32 Driver Mode）。所以，User Mode Driver Framework是一个很老的概念。

2．Windows CE 6.0中User Mode Driver Framework简介

User Mode Driver Framework包括两部分，第一部分是User Mode Driver Reflector（Reflector/Service，有的地方也成为Reflector Service），它存在于Device Manager中，第二部分是User Mode Driver Host，它被User Mode Driver Reflector进行加载和管理，运行在User Mode下。

User Mode Driver Reflector加载User Mode Driver Host后，会将I/O请求传递给它，然后User Mode Driver Host将I/O请求传递给User Mode Driver。

由于User Mode的局限性，User Mode Driver不允许访问硬件，例如不允许使用中断函数以及映射物理内存的函数等。为了解决这个问题，User Mode Driver调用User Mode Driver Reflector来处理类似的这些请求。User Mode Driver Reflector会去检查Registry的配置，去决定是否响应这些要求。

这部分内容可以用下面的几张图来进行描述：

第一张，摘自帮助文档，其中Parent Bus Driver就是CEDDK Driver，而Reflector/Service就是User Mode Driver Reflector。

第二图摘自微软官方关于Windows CE6.0的PPT介绍。

二． User Mode Driver Host的加载

1．User Mode Driver Host Manager的初始化

在Device.dll被kernel.dll加载起来的后，Device.dll中的函数StartDeviceManager()将会被kernel.dll调用并执行。该函数会去调用InitUserProcMgr()以完成对User Mode Driver Process进行管理的一系列初始化工作。

函数InitUserProcMgr()完成的初始化工作非常简单，就是创建并初始化类UDPContainer和 UDServiceContainer实例，并赋值给全局变量g_pUDPContainer和g_pServiceContainer，然后调用类的初始化函数。

类UDPContainer用来维护所有User Mode Driver Host的进程。在其初始化过程中会创建一个类UDPContainer的对象，然后调用InsertObjectBy插入到一个莫名其妙的链表中，另外到注册表[HKEY_LOCAL_MACHINE/Drivers]下查找默认的User Group名字和Prefix，对于那些没有指定使用哪个User Group也即User Mode Driver Host的Driver，将会使用这个User Mode Driver Host进行管理。

类UDPContainer可以用下图来描述：

类UDServiceContainer同样是用来维护所有User Mode Driver Host的Reflector Service，每一个User Mode Driver都会存在一个类UserDriverService的实例，而UDServiceContainer则维护着这些UserDriverService结点。在它的初始化过程中会调用API CreateAPISet()和RegisterAPISet()向系统注册ReflServApiMethods[]。ReflServApiMethods包括了函数REFL_DevCloseFileHandle和REFL_DevDeviceIoControl。

当调用CEDDK BUS Driver中BusIoControl() 以及BusTransBusAddrToVirtual()等函数时，实际上执行的就是REFL_DevDeviceIoControl()。

类UDServiceContainer的作用可以用下图来进行描述：

2. User Mode Driver Host进程的创建过程

1> 检查注册表判断是否是User Mode Driver

当设备管理器调用ActivateDeviceEx()来加载流驱动的时候，如果发现设备的注册表中指定了该设备驱动是一个User Mode Driver的时候，则设备管理器将会通过Reflector Service来加载流驱动。

这部分代码可以参照文件DEVICE/DEVCORE/devload.c中的函数CreateDevice()，如下：

// 可以看到，创建user mode driver的唯一条件就是dwFlags & DEVFLAGS_LOAD_AS_USERPROC>0

if ((dwFlags & DEVFLAGS_LOAD_AS_USERPROC)) {

lpdev->hLib = NULL;

lpdev->dwData = Reflector_Create(lpszDeviceKey, pEffType, lpszLib, dwFlags );

if (lpdev->dwData != 0 ) {

lpdev->fnInit = NULL;

lpdev->fnInitEx = (pInitExFn)Reflector_InitEx;

lpdev->fnPreDeinit = (pDeinitFn)Reflector_PreDeinit;

lpdev->fnDeinit = (pDeinitFn)Reflector_Deinit;

lpdev->fnOpen = (pOpenFn)Reflector_Open;

lpdev->fnPreClose = (pCloseFn)Reflector_PreClose;

lpdev->fnClose = (pCloseFn)Reflector_Close;

lpdev->fnRead = (pReadFn)Reflector_Read;

lpdev->fnWrite = (pWriteFn)Reflector_Write;

lpdev->fnSeek = (pSeekFn)Reflector_SeekFn;

lpdev->fnControl = (pControlFn)Reflector_Control;

lpdev->fnPowerup = (pPowerupFn)Reflector_Powerup;

lpdev->fnPowerdn = (pPowerupFn)Reflector_Powerdn;

}

else {

DEBUGMSG(ZONE_WARNING, (_T("DEVICE!CreateDevice: couldn't load(%s) to user mode!!/r/n"),lpszLib));

dwStatus = ERROR_FILE_NOT_FOUND;

}

else {

DEBUGMSG(ZONE_ACTIVE, (_T("DEVICE!CreateDevice: loading driver DLL '%s'/r/n"), lpszLib));

// 下面这里会去判断两种load library的方式

lpdev->hLib =

(dwFlags & DEVFLAGS_LOADLIBRARY) ? LoadLibrary(lpszLib) : LoadDriver(lpszLib);

if (!lpdev->hLib) {

DEBUGMSG(ZONE_WARNING, (_T("DEVICE!CreateDevice: couldn't load '%s' -- error %d/r/n"),

lpszLib, GetLastError()));

dwStatus = ERROR_FILE_NOT_FOUND;

} else {

lpdev->fnInitEx = NULL;

lpdev->fnInit = (pInitFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Init",lpdev->hLib);

lpdev->fnPreDeinit = (pDeinitFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"PreDeinit",lpdev->hLib);

lpdev->fnDeinit = (pDeinitFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Deinit",lpdev->hLib);

lpdev->fnOpen = (pOpenFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Open",lpdev->hLib);

lpdev->fnPreClose = (pCloseFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"PreClose",lpdev->hLib);

lpdev->fnClose = (pCloseFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Close",lpdev->hLib);

lpdev->fnRead = (pReadFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Read",lpdev->hLib);

lpdev->fnWrite = (pWriteFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Write",lpdev->hLib);

lpdev->fnSeek = (pSeekFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"Seek",lpdev->hLib);

lpdev->fnControl = (pControlFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"IOControl",lpdev->hLib);

lpdev->fnPowerup = (pPowerupFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"PowerUp",lpdev->hLib);

lpdev->fnPowerdn = (pPowerdnFn)GetDMProcAddr(pEffType,L"PowerDown",lpdev->hLib);

// Make sure that the driver has an init and deinit routine. If it is named,

// it must have open and close, plus at least one of the I/O routines (read, write

// ioctl, and/or seek). If a named driver has a pre-close routine, it must also

// have a pre-deinit routine.

if (!(lpdev->fnInit && lpdev->fnDeinit) ||

lpdev->pszDeviceName != NULL && (!lpdev->fnOpen ||

!lpdev->fnClose ||

(!lpdev->fnRead && !lpdev->fnWrite &&

!lpdev->fnSeek && !lpdev->fnControl) ||

(lpdev->fnPreClose && !lpdev->fnPreDeinit))) {

DEBUGMSG(ZONE_WARNING, (_T("DEVICE!CreateDevice: illegal entry point combination in driver DLL '%s'/r/n"),

lpszLib));

dwStatus = ERROR_INVALID_FUNCTION;

}

if (!lpdev->fnOpen) lpdev->fnOpen = (pOpenFn) DevFileNotSupportedBool;

if (!lpdev->fnClose) lpdev->fnClose = (pCloseFn) DevFileNotSupportedBool;

if (!lpdev->fnControl) lpdev->fnControl = (pControlFn) DevFileNotSupportedBool;

if (!lpdev->fnRead) lpdev->fnRead = (pReadFn) DevFileNotSupportedDword;

if (!lpdev->fnWrite) lpdev->fnWrite = (pWriteFn) DevFileNotSupportedDword;

if (!lpdev->fnSeek) lpdev->fnSeek = (pSeekFn) DevFileNotSupportedDword;

}

2> User Mode Drive Host进程的创建过程

从上面粘贴出来的代码中可以看到，设备管理器中会去调用Reflector_Create()，该函数就属于Reflector Service，其实User Mode Driver Host进程就是在这里被创建的。

函数Reflector_Create()实质上直接去调用CReflector * CreateReflector()。

函数CReflector * CreateReflector()会去读取User Mode Driver注册表下"UserProcGroup"的键值，然后调用FindUserProcByID()去到类UDPContainer的成员m_rgLinkList指向的链表中去查询系统中有没有该User Mode Driver Host，如果没有的话，则调用UDPContainer::CreateUserProcByGroupID()去读取其"ProcName"和"ProcVolPrefix"去创建该User Mode Driver Host进程。

有关这部分代码如下：

// 看清楚了，这个不是类的method，而是一个返回类实例指针的函数

// 另外，该函数的功能就是根据lpszDeviceKey的值，到当前系统中去寻找是否有对应的user mode driver host

// 进程已经创建起来，如果有则返回其指针

// 如果没有的话，则查询注册表中相应的配置值并创建起进程

CReflector * CreateReflector(LPCTSTR lpszDeviceKey, LPCTSTR lpPreFix, LPCTSTR lpDrvName, DWORD dwFlags )

{

CRegistryEdit m_DeviceKey (HKEY_LOCAL_MACHINE, lpszDeviceKey);

DWORD dwUserProcGroupID = 0;

CReflector * pReturn = NULL;

UserDriverProcessor * pUserDriverProc = NULL;

DWORD dwRetry = 2;

do {

//获取注册表中TEXT("UserProcGroup")的值，其实也就是获取user mode driver host的编号

if (m_DeviceKey.IsKeyOpened() && m_DeviceKey.GetRegValue(DEVLOAD_USERPROCGROUP_VALNAME,(PBYTE)&dwUserProcGroupID, sizeof(dwUserProcGroupID))) {

pUserDriverProc = FindUserProcByID(dwUserProcGroupID,TRUE);

}

// 判断传入的参数lpszDeviceKey是不是L"services//"

else if (IsServicesRegKey(lpszDeviceKey)) {

// Not all services may have explicitly set their group explicitly

// in registry, so steer them to default here.

// 可以看到，service.exe固定为group2

pUserDriverProc = FindUserProcByID(SERVICEDS_EXE_DEFAULT_PROCESSOR_ID,TRUE);

}

else {

pUserDriverProc = CreateUserProc ();

if (pUserDriverProc)

pUserDriverProc->AddRef();

};

if (pUserDriverProc) {

pReturn = pUserDriverProc->CreateReflector(lpPreFix, lpDrvName,dwFlags);

pUserDriverProc->DeRef();

}

if (pReturn==NULL)

Sleep(1000);

} while (dwRetry-- != 0 && pReturn == NULL);

DEBUGMSG(ZONE_WARNING && pReturn==NULL,(L"CreateReflector : failed to create refelctor object"));

return pReturn;

}

// 按照group id来查找系统当前的user mode driver host，如果没有找到的话，就到系统的注册表

// 中查找其对应的注册表信息，然后创建其进程

// 例如查找dwUserProcGroupID=3，系统中没有找到的话，会查询注册表并创建进程udevice.exe

// param:

// dwUserProcGroupID: user group id

// fCreateOnNoExit: 如果当前系统中不存在个该group的话，是否创建该group的线程

inline UserDriverProcessor * FindUserProcByID(DWORD dwUserProcGroupID,BOOL fCreateOnNoExit)

{

if (g_pUDPContainer)

return g_pUDPContainer->FindUserProcByID(dwUserProcGroupID,fCreateOnNoExit);

else

return NULL;

}

// 这里用user process group id到链表m_rgLinkList中查找UserDriverProcessor

// param:

// dwUserProcGroupID: user group id

// fCreateOnNoExit: 如果当前系统中不存在个该group的话，是否创建该group的线程

UserDriverProcessor * UDPContainer::FindUserProcByID(DWORD dwUserProcGroupID,BOOL fCreateOnNoExit)

{

UserDriverProcessor * pReturn = NULL;

if (dwUserProcGroupID < UDP_RANDOM_PROCESSOR_START_OFFSET && dwUserProcGroupID != 0) {

Lock();

UserDriverProcessor * pCur = m_rgLinkList;

while (pCur) {

if (pCur->GetProcID() == dwUserProcGroupID ) {

pReturn = pCur;

break;

}

else {

pCur = pCur->GetNextObject();

}

if (pReturn) {

pReturn->AddRef();

}

// 如果当前系统中不存在该user group，则创建该group的

if (pReturn == NULL && fCreateOnNoExit) {

UserDriverProcessor * pNewProc = CreateUserProcByGroupID(dwUserProcGroupID);

if (pNewProc) { // This is newly created. So it should succeeded.

pReturn = FindUserProcBy(pNewProc);

ASSERT(pReturn);

}

Unlock();

}

else {

UserDriverProcessor * pNewProc = CreateUserProc () ;

if (pNewProc) {

pReturn = FindUserProcBy(pNewProc);

ASSERT(pReturn);

}

ASSERT(pReturn);

return pReturn;

}

// 这里会去创建一个UserDriverProcessor的对象，然后调用InsertObjectBy插入到一个莫名其妙的链表中

UserDriverProcessor * UDPContainer::CreateUserProcByGroupID(DWORD dwUserProcGroupID)

{

TCHAR lpGroupSubKeyPath[MAX_PATH] ;

LPCTSTR lpProcName = m_lpProcName;

LPCTSTR lpProcVolName = m_lpProcVolName;

TCHAR localProcName[MAX_PATH];

TCHAR localProcVolume[MAX_PATH];

DWORD dwProgTimeout= m_dwProgTimeout ;

// 读取group_***的注册表值

CRegistryEdit regKey(HKEY_LOCAL_MACHINE , DEVLOAD_DRIVERS_KEY );

if (regKey.IsKeyOpened() && SUCCEEDED(StringCchPrintf(lpGroupSubKeyPath,MAX_PATH,TEXT("%s_%04x"),UDP_REGKEY_PROCESSOR_GROUP_PREFIX,dwUserProcGroupID))) {

CRegistryEdit groupSubKey(regKey.GetHKey(),lpGroupSubKeyPath);

if (groupSubKey.IsKeyOpened()) {

DWORD dwType;

DWORD dwLen = sizeof(localProcName);

if (groupSubKey.RegQueryValueEx(UPD_REG_PROCESSOR_NAME_VAL,&dwType,(LPBYTE)localProcName,&dwLen) && dwType == UPD_REG_PROCESSOR_NAME_TYPE) {

localProcName[MAX_PATH-1] = 0 ; // Force to terminate if it is not.

lpProcName = localProcName;

}

dwLen = sizeof(localProcVolume) ;

if (groupSubKey.RegQueryValueEx(UDP_REG_PROCESSOR_VOLPREFIX_VAL,&dwType,(LPBYTE)localProcVolume,&dwLen) && dwType == UDP_REG_PROCESSOR_VOLPREFIX_TYPE) {

localProcVolume[MAX_PATH-1] = 0 ; // Force to terminate if it is not.

lpProcVolName = localProcVolume;

}

DWORD dwTimeout;

if (groupSubKey.GetRegValue(UDP_REG_PROCESSOR_TIMEOUT_VAL,(LPBYTE)&dwTimeout,sizeof(DWORD))) {

dwProgTimeout = dwTimeout ;

}

Lock();

// 创建user proc的时候需要prefix/process name/timeout值

UserDriverProcessor * pNewProc = new UserDriverProcessor(dwUserProcGroupID,lpProcName,lpProcVolName,dwProgTimeout);

if (pNewProc!=NULL && !pNewProc->Init()) { // Init Fails.

delete pNewProc;

pNewProc = NULL;

}

if (pNewProc) {

if (InsertObjectBy(pNewProc)==NULL) { // Something Really Bad.

ASSERT(FALSE);

delete pNewProc;

pNewProc = NULL;

}

Unlock();

return pNewProc;

};

// 创建user mode driver host进程

BOOL UserDriverProcessor::Init()

{

BOOL bReturn = FALSE;

Lock();

if (m_lpProcName!=NULL && m_lpProcVolName!=NULL) {

// We have to lauch processor with the value name

// 第二个参数，就是m_lpProcVolName，也就是注册表项ProcVolPrefix的值，作为参数传递给m_lpProcName

bReturn = CreateProcess( m_lpProcName, m_lpProcVolName, NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, NULL,&m_ProcessInformation);

if (bReturn) {

DWORD dwWaitTicks = m_dwTimewout ;

while (!SendIoControl(IOCTL_USERPROCESSOR_ALIVE,NULL,0,NULL,0,NULL) && dwWaitTicks!=0) {

if (WaitForSingleObject(m_ProcessInformation.hProcess,TIMOUT_INTERVAL)== WAIT_OBJECT_0)

break;

if (dwWaitTicks<=TIMOUT_INTERVAL )

break;

else

dwWaitTicks-= TIMOUT_INTERVAL;

}

bReturn = (WaitForSingleObject(m_ProcessInformation.hProcess,1)!= WAIT_OBJECT_0);

DEBUGMSG(ZONE_WARNING && !dwWaitTicks,(TEXT("REFLECTOR! Processor %s %s is not responding!/r/n"),m_lpProcName,m_lpProcVolName));

DEBUGMSG(ZONE_ERROR && !bReturn,(TEXT("REFLECTOR! Processor %s %s is dead!!!/r/n"),m_lpProcName,m_lpProcVolName));

}

Unlock();

ASSERT(bReturn);

return bReturn;

}

至此，User Mode Driver Host进程就已经创建起来了。

3．User Mode Driver Host和Reflector Service之间的通信

在上述的过程中，值的注意的一点是，创建User Mode Driver Host进程的时候，传入参数m_lpProcVolName 将会用来向系统注册User Mode Driver Host的API时候使用。它形如$udevice_XXX [***为group ID]。

例如udevice.exe的入口函数WinMain中会去调用RegisterAFSAPI来向系统注册FS API，其中就用到了上面传入的m_lpProcVolName，这部分代码如下：

// This routine is the entry point for the device manager. It simply calls the device

// management DLL's entry point.

// 这里就是udevice.exe的入口

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInst, HINSTANCE hPrevInst, LPWSTR lpCmdLine, int nCmdShow)

{

int status=-1;

DEBUGMSG(1,(TEXT("udevice.exe %s /r/n"),lpCmdLine));

DEBUGREGISTER(NULL);

if (RegisterAFSAPI(lpCmdLine)) {

BOOL bRet = (WaitForPrimaryThreadExit(INFINITE) == WAIT_OBJECT_0) ;

ASSERT(bRet);

}

else

ASSERT(FALSE);

DEBUGMSG(1,(TEXT("exiting udevice.exe/r/n")));

UnRegisterAFSAPI();

return status;

}

// 调用CreateAPISet和RegisterAPISet创建udevice.exe的api，以方便后续的操作

// 这里传入的参数就是创建udevice.exe和servicesd.exe进程的时候传入的参数

// cflector中创建user mode driver host进程时候传入的参数

BOOL RegisterAFSAPI (LPCTSTR VolString)

{

g_pUserDriverContainer = new UserDriverContainer () ;

ghDevFileApiHandle = CreateAPISet("W32D", NUM_UD_SERV_APIS, UdServApiMethods, UdServApiSigs );

BOOL bReturn = FALSE;

if (ghDevFileApiHandle!=INVALID_HANDLE_VALUE)

bReturn =RegisterAPISet(ghDevFileApiHandle, HT_FILE | REGISTER_APISET_TYPE);

ASSERT(ghDevFileApiHandle!=INVALID_HANDLE_VALUE && bReturn) ;

//Before any process can become a handle server, the process must create and register a handle-based API set with CreateAPISet and RegisterAPISet.

ghDevFSAPI = CreateAPISet("UDFA", ARRAYSIZE(gpfnDevFSAPIs), (const PFNVOID *) gpfnDevFSAPIs, gDevFSSigs);

RegisterAPISet (ghDevFSAPI, HT_AFSVOLUME | REGISTER_APISET_TYPE);

ASSERT(ghDevFSAPI!=NULL);

giFSIndex = RegisterAFSName(VolString);

ASSERT(giFSIndex!=(DWORD)-1);

if (ghDevFSAPI!=NULL && giFSIndex!=(DWORD)-1) {

gfRegisterOK = RegisterAFSEx(giFSIndex, ghDevFSAPI, 0 , AFS_VERSION, AFS_FLAG_HIDDEN|AFS_FLAG_KMODE);

ASSERT(gfRegisterOK);

}

if (gfRegisterOK)

ghExit = CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL) ;

ASSERT(ghExit!=NULL);

return (g_pUserDriverContainer && gfRegisterOK && ghExit && ghDevFileApiHandle!=INVALID_HANDLE_VALUE && bReturn);

}

这里创建的API如下：

// 下面定义的api是用作udevice.exe的管理

extern "C"

BOOL UD_DevDeviceIoControl(DWORD dwContent, DWORD dwIoControlCode, PVOID pInBuf, DWORD nInBufSize, PVOID pOutBuf, DWORD nOutBufSize, PDWORD pBytesReturned, OVERLAPPED *pOverlapped);

const PFNVOID UdServApiMethods[] = {

(PFNVOID)UD_DevCloseFileHandle,

(PFNVOID)0,

(PFNVOID)UD_DevDeviceIoControl,

};

#define NUM_UD_SERV_APIS (sizeof(UdServApiMethods)/sizeof(UdServApiMethods[0]))

const ULONGLONG UdServApiSigs[NUM_UD_SERV_APIS] = {

FNSIG1(DW), // CloseFileHandle

FNSIG0(),

FNSIG5(DW,I_PTR,DW,O_PDW,IO_PDW), // ReadFile

FNSIG5(DW,O_PTR,DW,O_PDW,IO_PDW), // WriteFile

FNSIG2(DW,O_PDW), // GetFileSize

FNSIG4(DW,DW,O_PDW,DW), // SetFilePointer

FNSIG2(DW,O_PDW), // GetDeviceInformationByFileHandle

FNSIG1(DW), // FlushFileBuffers

FNSIG4(DW,O_PDW,O_PDW,O_PDW), // GetFileTime

FNSIG4(DW,IO_PDW,IO_PDW,IO_PDW), // SetFileTime

FNSIG1(DW), // SetEndOfFile,

FNSIG8(DW, DW, IO_PTR, DW, IO_PTR, DW, O_PDW, IO_PDW), // DeviceIoControl

};

// 下面定义的api用于FSD的管理

// 因为device.dll和udevice.exe的功能类似，所以两个组件都向系统注册了一组自己的api

// User Device Manager filesystem APIs

static CONST PFNVOID gpfnDevFSAPIs[] = {

(PFNVOID)DEVFS_StubFunction,

(PFNVOID)NULL,

(PFNVOID)DEVFS_StubFunction,

(PFNVOID)DEVFS_IoControl,

(PFNVOID)DEVFS_StubFunction,

};

static CONST ULONGLONG gDevFSSigs[] = {

FNSIG0(), // CloseVolume

FNSIG0(), //

FNSIG0(), // CreateDirectoryW

FNSIG0(), // RemoveDirectoryW

FNSIG0(), // GetFileAttributesW

FNSIG0(), // SetFileAttributesW

FNSIG0(), // CreateFileW

FNSIG0(), // DeleteFileW

FNSIG0(), // MoveFileW

FNSIG0(), // FindFirstFileW

FNSIG0(), // CeRegisterFileSystemNotification

FNSIG0(), // CeOidGetInfo

FNSIG0(), // PrestoChangoFileName

FNSIG0(), // CloseAllFiles

FNSIG0(), // GetDiskFreeSpace

FNSIG0(), // Notify

FNSIG0(), // CeRegisterFileSystemFunction

FNSIG0(), // FindFirstChangeNotification

FNSIG0(), // FindNextChangeNotification

FNSIG0(), // FindCloseNotification

FNSIG0(), // CeGetFileNotificationInfo

FNSIG9(DW, DW, DW, IO_PTR, DW, IO_PTR, DW, O_PDW, IO_PDW), // FsIoControlW

FNSIG0(), // SetFileSecurityW

FNSIG0(), // GetFileSecurityW

};

注意上面注册的API的调用方法。其实Reflector Service中就是通过DeviceIoControl()调用上面注册的API的，从而和User Mode Driver Host进行通信。

三．User Mode Driver的加载

1．User Mode Driver被Load到内存的过程

1> 流程概述

上面二.1中已经粘贴出来设备管理器在创建User Mode Driver设备时，会去调用Reflector Service的函数Reflector_Create()，进而调用到函数CReflector * CreateReflector()。

函数CReflector * CreateReflector()完成了两个功能：

第一，查询OS中是否已经存在所需要的User Mode Driver Host，如果没有，则创建一个。

查询类UDPContainer维护的UserDriverProcessor实例链表中是否存在所需要的UserDriverProcessor，也即User Mode Driver Host。

其实，上面也曾提到，系统中会在设备管理器初始化的时候创建一个类UDPContainer的实例，并通过g_pUDPContainer指向。

如果没有找到对应的User Mode Driver Host，则创建一个对应的进程。

另外，需要指出的是，一个特定的User Mode Driver Host对应一个UserDriverProcessor实例，而每一个UserDriverProcessor实例下面维护了一张链表m_ReflectorList，可以挂很多个设备驱动。

已经在前面详细的进行过描述，这一章节不再进行描述。

第二，为设备创建CReflector实例，并将其加入到对应的User Mode Driver Host维护的链表m_ReflectorList中。

上面已经提到，User Mode Driver Host和UserDriverProcessor是一一对应的，UserDriverProcessor下面维护了使用该User Mode Driver Host的所有User Mode Driver。

在这里，一个具体的User Mode Driver的存在形式就是类CReflector实例。

接下来，我会着重的描述这部分得代码实现。

有关函数CReflector * CreateReflector()的实现，我画了一个流程图，如下:

前面已经提到，User Mode Driver存在的具体形式就是挂在类UserDriverProcessor上的一个CReflector实例。上述流程图中红颜色方框中的部分就是创建CReflector的实现。接下来，我会详细的去分析这部分代码。

2> 函数UserDriverProcessor::CreateReflector()在调用User Mode Driver Host之前的Stack

函数UserDriverProcessor::CreateReflector()到CeFsIoControl()过程

从函数UserDriverProcessor::CreateReflector()的实现可以看到，其为当前的User Mode Driver创建一个CReflector类实例，每一个User Mode Driver都对应一个类 CReflector的实例。

CReflector * UserDriverProcessor::CreateReflector( LPCTSTR lpPreFix, LPCTSTR lpDrvName, DWORD dwFlags)

{

CReflector * pRetReflect = NULL;

Lock();

if (!m_fTerminate) {

// 这里看清楚，非常重要

// 将this传递给创建的CReflector对象，然后把CReflector对象加入到类UserDriverProcessor维护的链表中，这样UserDriverProcessor和CReflector就可以互相的调用

// 实际上，每一个user mode driver host对应一个UserDriverProcessor实例，而每一个user mode driver对应一个CReflector实例

pRetReflect = new CReflector(this,lpPreFix, lpDrvName, dwFlags);

// 接下来调用的CReflector::Init()就没有做任何事情

if (pRetReflect && !pRetReflect->Init()) {

delete pRetReflect;

pRetReflect = NULL;

}

if (pRetReflect) {

m_ReflectorList.InsertObjectBy(pRetReflect) ;

}

CheckReflectorForEmpty();

}

Unlock();

return pRetReflect;

}

下面对类CReflector的构造函数进行分析，这里是Driver Load到内存的精髓，中间牵扯到很多的类和变量。

类CReflector的构造函数会将类UserDriverProcessor对象指针填充到其自己的成员变量m_pUDP，后面会用它来调用类UserDriverProcessor的Method。然后，调用CReflector::FnDriverLoad()去创建了类对象UserDriver，并获取User Mode Driver Host进程向系统注册API的 Handle。前者记录在类CReflector的成员m_dwData中，而后者记录到m_hUDriver，后续会将其保存到注册项”ReflectorHandle”下,供CEDDK的Bus Driver使用。

// 类CReflector的构造函数

// 参数：

// pUDP：其User Mode Driver Host的对象指针

CReflector::CReflector(UserDriverProcessor * pUDP, LPCTSTR lpPreFix, LPCTSTR lpDrvName,DWORD dwFlags, CReflector * pNext)

: m_pUDP(pUDP)

, m_pNextReflector(pNext)

{

m_pFileFolderList = NULL;

m_pPhysicalMemoryWindowList = NULL;

m_dwData = 0 ;

m_fUserInit = FALSE ;

m_hInterruptHandle = NULL;

m_hIsrHandle = NULL;

m_hUDriver = INVALID_HANDLE_VALUE ;

m_DdkIsrInfo.cbSize = sizeof(m_DdkIsrInfo);

m_DdkIsrInfo.dwSysintr = 0;

m_DdkIsrInfo.dwIrq = 0;

if (m_pUDP) {

m_pUDP->AddRef();

FNDRIVERLOAD_PARAM fnDriverLoad;

fnDriverLoad.dwAccessKey = (DWORD)this;

fnDriverLoad.dwFlags = dwFlags;

BOOL fCpyOk = FALSE;

__try {

if (lpPreFix==NULL) { // Special case. for naked entry.

fnDriverLoad.Prefix[0] = 0 ;

fCpyOk = TRUE;

}

else

fCpyOk =SUCCEEDED(StringCbCopy(fnDriverLoad.Prefix,sizeof(fnDriverLoad.Prefix),lpPreFix));

fCpyOk =(fCpyOk && SUCCEEDED(StringCbCopy(fnDriverLoad.DriverName,sizeof(fnDriverLoad.DriverName),lpDrvName)));

}

__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {

fCpyOk = FALSE ;

}

if (fCpyOk) {

FNDRIVERLOAD_RETURN driversReturn;

driversReturn.dwDriverContext = 0 ;

driversReturn.hDriversAccessHandle = INVALID_HANDLE_VALUE ;

// m_hUDriver此时仍为INVALID_HANDLE_VALUE，后面会对其进行初始化

// 函数FnDriverLoad()调用了之前user mode driver host进程向系统注册的api--DEVFS_IoControl(IOCTL_USERDRIVER_LOAD)

// 完成了两个功能： 1.创建了类对象UserDriver，并将其填充到driversReturn.dwDriverContext

// 2.将user mode driver host进程向系统注册的api的handle填充到driversReturn.hDriversAccessHandle

// 后面会将该Handle记录到注册表中，然后CEDDK的Bus Driver会去获取该值并调用相应的功能

BOOL bRet = FnDriverLoad(fnDriverLoad,driversReturn);

if (bRet) {

m_dwData = driversReturn.dwDriverContext;

// 找到了，找到了!!!!!!!

// 这里会为类CReflector的成员m_hUDriver赋值，它的值就是driversReturn.hDriversAccessHandle,

// 也就是指向了udevice.exe或者其他user mode driver host向系统注册api的handle

if (driversReturn.hDriversAccessHandle!=NULL && driversReturn.hDriversAccessHandle!= INVALID_HANDLE_VALUE && m_hUDriver==INVALID_HANDLE_VALUE) {

bRet = DuplicateHandle((HANDLE)m_pUDP->GetUserDriverPorcessorInfo().dwProcessId,driversReturn.hDriversAccessHandle,

GetCurrentProcess(),&m_hUDriver,

0,FALSE,DUPLICATE_SAME_ACCESS);

if (!bRet || m_hUDriver == 0 || m_hUDriver == INVALID_HANDLE_VALUE) {

ASSERT(FALSE);

m_hUDriver = INVALID_HANDLE_VALUE;

}

DEBUGMSG(ZONE_WARNING && !bRet,(L"CReflector: FnDriverLoad return FALSE!"));

}

有关上面提到的函数CReflector::FnDriverLoad()实际上调用了udevice.dll（或其它的User Mode Driver Host）向系统注册的API DEVFS_IoControl()。

调用的Stack如下：

CReflector::FnDriverLoad()àCReflector::SendIoControl()àUserDriverProcessor::SendIoControl()àCeFsIoControl()。