驱动开发之 设备读写方式：缓冲区方式

驱动开发之 设备读写方式：缓冲区方式

1.

设备对象一共有三种读写方式：缓冲区方式读写（Buffered方式）；直接方式读写（Direct方式）；Neither方式。这三种方式的Flags分别对应DO_BUFFERED_IO,DO_DIRECT_IO,0

在buffered方式中，I/O管理器先创建一个与用户模式数据缓冲区大小相等的系统缓冲区。而你的驱动程序将使用这个系统缓冲区工作。I/O管理器负责在系统缓冲区和用户模式缓冲区之间复制数据。 
在direct方式中，I/O管理器锁定了包含用户模式缓冲区的物理内存页，并创建一个称为MDL(内存描述符表)的辅助数据结构来描述锁定页。因此你的驱动程序将使用MDL工作。 
在neither方式中，I/O管理器仅简单地把用户模式的虚拟地址传递给你。而使用用户模式地址的驱动程序应十分小心。

2.

下面介绍缓冲区方式读写。其优点是比较简单的解决了将用户地址传入驱动的问题，缺点是需要用户模式和内核模式之间数据复制，可想而知，运行效率会受到影响。适合少量内存操作时使用的一种方法。

创建好设备IoCreateDevice后，需要设置DO_BUFFERED_IO,  pDevObj->Flags |= DO_BUFFERED_IO.

现在以readfile为例，首先应用程序中需要提供一段缓冲区并把缓冲区大小作为参数传入，例如

UCHAR OutputBuffer[10];
DWORD RetLen = 0;
readfile(hDevice,OutputBuffer,sizeof(OutputBuffer),&RetLen,NULL);

OutputBuffer是提供的输出缓冲区，是用户模式的内存地址，操作系统将此缓冲区的数据复制到内核模式下的地址中，sizeof(OutputBuffer)是缓冲区的大小，而RetLen是真正的输出的字节数。

那么内核模式怎么得到此内核模式地址呢？怎么得到writefile或readfile的字节数呢？答案在下面。

此内核模式下的地址可以通过此readfile创建的IRP的AssociatedIrp.SystemBuffer得到。

假如请求的IRP为PIRP pIrp(一般是派遣函数的参数),那么UCHAR* OutputBuffer= (UCHAR*)pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer;

而readfile请求的字节数为IO_STACK_LOCATION中的Parameters.Read.Length,writefilew为IO_STACK_LOCATION中的Parameters.Write.Length

//得到当前堆栈
PIO_STACK_LOCATION stack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
//得到readfile缓冲区大小
ULONG cbread = stack->Parameters..Read.Length;
//得到writefile缓冲区大小
ULONG cbwrite = stack->Parameters.Write.Length;

得到了内核模式下的缓冲区地址了就可以对此缓冲区操作了。比如：

UCHAR* OutputBuffer= (UCHAR*)pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer;

ULONG cbread = stack->Parameters..Read.Length;

memcpy(OutputBuffer,0xBB,cbread);

这样用户模式下的缓冲区内得到的数据是0xBB。

另外还要设置实际操作的字节数，pIrp->IoStatus.Information = cbread;（实际操作的字节数不一定要设置为缓冲区的大小，但也不应该大于缓冲区的大小）

那么用户模式下readfile的RetLen被设置为cbread。

下面是IRP_MJ_READ的派遣函数：

NTSTATUS DispatchRead(IN PDEVICE_OBJECT pDevObj, IN PIRP pIrp) 
{
	KdPrint(("Enter DispatchRead
"));

	//对一般IRP的简单操作，后面会介绍对IRP更复杂的操作
	NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;

	PIO_STACK_LOCATION stack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
	ULONG ulReadLength = stack->Parameters.Read.Length;
	
	// 完成IRP
	//设置IRP完成状态
	pIrp->IoStatus.Status = status;

	//设置IRP操作了多少字节
	pIrp->IoStatus.Information = ulReadLength;	

	memset(pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer,0xAA,ulReadLength);

	//处理IRP
	IoCompleteRequest( pIrp, IO_NO_INCREMENT );

	KdPrint(("Leave DispatchRead
"));

	return status;
}