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C++語言的VxD與外界通信的所有接口

2019-11-17 05:44:06
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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。計算機中的其他資源,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),通過95的DPMI接口存取內存高端的Windows圖形環境。其他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),相對其他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

    可被其他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

    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

    對出現在Windows 3.1及Windows 95中各消息的響應,如靜態裝入時的DTNAMIC_IN99v消息。

    (5) Windows95 Control Messages頁

    對只出現在Windows 95中各消息的響應,如動態裝入時的SYS_DYNAMIC_IN99v消息。

    (6) 用C++實現VxD時的Classes頁

    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_IN99v。

    (7) Output Files頁

    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。

    三、 C++語言的VxD與外界通信的所有接口

    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("////.//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IOCTLPARAMS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 L0

    mov word ptr [entry],di

    mov word ptr [entry+2],es

    mov 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

    與第2條類似,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 h

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