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詳述C++語言的VxD與外界通訊的所有接口

2019-11-17 05:09:30
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供稿：網友
一.什么是VxD?

　　從多任務操作系統Windows 3.1起,計算機中的任一物理設備x可同時被基于Dos或Windows的多個進程使用,這種一對多的關系稱為"設備虛擬化",各進程通過運行在核心層的VxD（虛擬x設備驅動程序）存取物理設備x.操作系統提供給用戶的軟件服務也可以用VxD實現.計算機中的其它資源,如CPU,內存等也可同時被多個進程使用,各進程在系統提供的虛擬機（VM）環境下存取這類資源.
　　VxD可由虛擬機治理器（VMM）在開機時裝入核心層（稱靜態裝入,即置VxD于c:/windows/system目錄下,在c:/windows/system.ini文件中,對節[386Enh]加一行"device=此VxD文件名"）,或由應用程序實時裝入（稱動態裝入）,而后,各進程便可存取鎖定在內存中的VxD數據區,以實時控制VxD的行為,VxD的內部結構可防止兩個進程同時存取其數據區.VxD通過響應VMM發給它的事件與外界交互.　　Windows 95中,基于Dos的每個進程在單獨的VM中運行（稱在V86模式下運行）,既可按Dos單進程方式,在640k低內存中運行（稱在實模式下運行）,又可利用多進程環境的優點,在整個內存中運行（稱在保護模式下運行）,以通過95的DPMI接口存取內存高端的Windows圖形環境.其它16位或32位應用程序均在同一系統VM中運行.　　下面只討論95環境下的VxD.　　二. VxD的創建:　　1. 由匯編語言創建VxD:需安裝微軟公司的Win32 SDK及DDK.　　2. 由C或C++語言創建VxD:需安裝VC2.0或BC4.0,及Vireo Software公司的VToolsD軟件包.VToolsD含3個實用工具:可創建VxD框架的QuickVxD；可動態裝卸VxD的VxD Loader；可顯示內存VxD特性的VxD Viewer；　　QuickVxD含7個對話頁:　　（1） Device Parameters頁包括:最多8個字符的VxD名,唯一標識號（ID）,相對其它VxD的裝入順序（VxD Viewer可顯出某VxD的裝入順序值Init Order,若指定新VxD的裝入順序小于此Init Order,則新VxD將在此VxD前被裝入）,實現語言（C或C++）,靜、動態裝入方式等.　　（2） VxD Services頁包括:可被其它VxD訪問的接口（稱為VxD服務）,要求本VxD的ID>0,且未與內存各VxD的ID值沖突. 此ID可向微軟公司申請,也可使用Vireo公司的VIREO_TEST_ID（3180h）.下稱此類ID為接口ID.　　（3） API頁包括:可被應用程序在實模式/V86模式下、保護模式下、DPMI的實模式/V86模式下、DPMI的保護模式下訪問的接口（統稱應用接口）,前兩者要求本VxD提供接口ID,后兩者只要求本VxD提供以0結尾的唯一標識串；訪問前,先要靜態或動態裝入本VxD（第4者要求靜態裝入）. 第1,3者可被普通匯編程序訪問,第2,4者可被在BC的windows 3.x（16）平臺上生成的Windows程序訪問.　　（4） Control Messages頁包括: 對出現在Windows 3.1及Windows 95中各消息的響應,如靜態裝入時的DYNAMIC_INIT消息.　　（5） Windows95 Control Messages頁包括: 對只出現在Windows 95中各消息的響應,如動態裝入時的SYS_DYNAMIC_INIT消息.　　（6） 用C++實現VxD時,Classes頁包括: 從虛擬設備驅動程序類VDevice派生的類名（如MyDevice）,此類的成員函數將接收（4）及（5）頁中出現的大多數消息.　　從VM實例類VVirtualMachine派生的類名（如MyVM）,此類的成員函數將接收貫穿在VM生命期中的各消息,如系統VM初啟消息Sys_VM_Init；　　從線程實例類VThread派生的類名（如MyThread）.此類的成員函數將接收貫穿在線程生命期中的各消息,如新線程初啟消息THREAD_INIT；　　（7） Output Files頁包括: 體現以上內容的3個VxD文件（.h,.c或.cpp,.mak）將被存放的目錄位置. 更多文章 更多內容請看C/C++技術專題專題，或
　　3. C++語言的VxD與外界通訊的所有接口: 我們將簡要實現my.VxD的應用接口及服務,它們均作為類的函數成員,存于my.h,my.cpp中.　　（1） 被32位C應用程序訪問的接口:

　　應用程序先用CreateFile打開VxD,后用DeviceIoControl使VMM發送W32_DEVICEIOCONTROL消息給VxD:　　HANDLE h；char ibuf[2],obuf[2]；BOOL r；DWord oc；OVERLAPPED o；　　h=CreateFile（"http:////.//my.vxd",0,0,0,0,FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE,0）； //打開靜態my.VxD,或動態裝入my.VxD　　r=DeviceIoControl（h,命令碼C,ibuf,sizeof（ibuf）,obuf,sizeof（obuf）,&oc,NULL或&o）； /*與my.VxD的事件過程OnW32DeviceIoControl交換數據,用ibuf向VxD傳數據,用obuf從VxD取 數據,VxD傳回的數據總量放在oc中*/　　CloseHandle（h）；//關閉或動態卸下VxD　　my.VxD應在windows 95 control messages頁上選W32_DEVICEIOCONTROL事件,在 DWORD MyDevice::OnW32DeviceIoControl（PIOCTLPARAMS p）事件過程中寫:switch（p->dioc_IOCtlCode）{
case 命令碼C:
用p指向的IOCTLPAR
AMS結構,與應用程序交換數據；
if （成功） return（0）； /*
使DeviceIoControl的返回值r為TRUE*/
else return（1）；
default:
return（0）；
}　　以上做法要求VxD立即交換數據（同步通訊）,值FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE指明 CloseHandle將不在內存中保留引用記數為0的VxD.
　　VxD也可延遲交換數據,此時,應用程序先傳值FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSEFILE_FLAG_OVERLAPPED　　到CreateFile,用o.hEvent=CreateEvent（0,TRUE,0,NULL）創建事件,再傳o的地址到DeviceIoControl,然后用GetOverlappedResult（h,&o,&oc,TRUE）在o上睡眠.　　此時,p->lpoOverlapped一定大于0,VxD可用VMM服務_LinPageLock,按頁上鎖p->dioc_InBuf指向的應用程序ibuf區,p->dioc_OutBuf指向的obuf區,p->lpoOverlapped指向的o結構.要交換數據時,可置數據及數據總量到p->dioc_OutBuf及p->lpoOverlapped->O_InternalHigh,然后調用VMM服務　　VWIN32_DIOCCompletionRoutine（p->lpoOverlapped->O_Internal）喚醒應用程序.　　VMM動態裝卸VxD時,以命令碼0及-1發送W32_DEVICEIOCONTROL消息給VxD,故Vireo公司建議命令碼C取[2048,4095].　　（2） 被Real/V86模式下16位應用程序訪問的接口:　　my.VxD先要指定接口ID（如3180h）,再在API頁上選Standard application Entry Points框中的Real/V86 Mode標簽,即可生成MyDevice::V86_API_Entry入口,訪問它的匯編程序是:entry dd ?
mov ax,1684h ；功能號
mov bx,3180h ；接口ID
int 2fh ；取入口的段/
偏移到es/di,成功時,
di及es返回非零值mov ax,es
or ax,di
jz L0mov word ptr [entry],di
mov word ptr [entry+2],esmov ah,碼C
call [entry]　　L0: 錯誤處理
MyDevice::V86_API_Entry（VMHANDLE hVM
,CLIENT_STRUCT* p）入口可以是:
if （p->CBRS.Client_AH==碼C） p->CBRS.Client_AL=0；　　（3） 被保護模式下16位應用程序訪問的接口:

　　與（2）類似,但選PRotected Mode標簽,即可生成MyDevice::PM_API_Entry入口,訪問它的程序是:int PASCAL WinMain（HANDLE h1,HANDLE h0,
LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow）{
FARPROC entry； //32位
_asm{
mov ax,1684h
mov bx,3180h
int 2fh；取入口的選擇符/偏移到es/di,成功時,di及es返回非零值mov ax,es
or ax,di
jz L0mov word ptr [entry],di
mov word ptr [entry+2],esmov ah,碼C
call [entry]
}　　對PM_API_Entry的處理如（3.2）.

　　（4） 被DPMI的實模式/V86模式下16位應用程序訪問的接口:　　與（2）類似,但在API頁上選Vendor Specific Application Entry Points中的Real/V86 Mode標簽,然后在Vendor ID String中輸入唯一標識串my,即可生成My_V86VendorEntry::handler入口,訪問它的程序是:str db 'my',0 ；VxD的唯一標識串
entry dd ?
mov ax,168Ah ；功能號
lea si,str ；要求ds/si值是str的段值/偏移值
int 2Fh ；取入口的段/偏移到es/di,成功時,al返回0
cmp al,0
jne L0
mov word ptr [entry],di
mov word ptr [entry+2],es
...
call [entry]
　　對handler的處理如（3.2）.

　　（5） 被DPMI的保護模式下16位應用程序訪問的接口: 與（4）類似,但選Protected Mode標簽,即可生成My_ProtVendorEntry::handler入口,訪問它的程序是:int PASCAL WinMain（HANDLE h1,HANDLE h0,
LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow）{
char *id="my"；
FARPROC entry；
_asm{
mov ax,168Ah
mov si,id
int 2Fh ；取入口的選擇符/偏移到es/di
cmp al,0
...
}
}　　對handler的處理如（3.2）.

　　（6） 可被其它VxD訪問的接口:　　若your.VxD欲調my.VxD的做兩數相減的minus接口,需在my.VxD的VxD service頁上輸入原型DWORD _cdecl minus（DWORD i,DWORD j）,再在MyDevice::minus中,寫return（i-j）；　　your.mak中,需處理中間文件wrap.cpp:OBJECTS=your.OBJ wrap.obj
...
wrap.OBJ:wrap.cpp my.h　　wrap.cpp中,對帶參數的VxD服務,需用VMM宏指令VxDJmp轉入,各參數進入wrap時,已按C的調用約定入棧；對不帶參數VxD服務,可調用VMM宏指令VxDCall（接口名）:
#include "my.h"
DWORD _cdecl MyDevice::
minus（DWORD i,DWORD j）{
VxDJmp（minus）；
}　　your.cpp的某一函數f,可用VMM服務Get_DDB,查my.VxD是否已裝入,若未裝入,則用VxDLDR服務

　　VxDLDR_LoadDevice將其裝入:
#define DEVICE_MAIN
#include "your.h"
Declare_Virtual_Device（YOUR）
#undef DEVICE_MAIN　　#include "my.h" //此行需在DEVICE_MAIN外
VOID f（）{
PDEVICEINFO pinfo；
PDDB pddb；
DWORD r；
pddb=Get_DDB（0,"MY "）；
//用空格補全長度小于8的VxD名
if （pddb==0） {//未裝入
r=VxDLDR_LoadDevice（"my.VxD",
VxDLDR_INIT_DEVICE,&pinfo,&pddb）；
if （r!=0） //VxDLDR_LoadDevice未能成功裝入my.VxD
return；
}
MyDevice::minus（值1,值2）；
} 更多文章 更多內容請看C/C++技術專題專題，或

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