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使用Windows虚拟设备驱动程序(VxD)之2

时间:2009/12/11 作者:平凡之路 来源:xuhantao.com 浏览:

八、VxD初始化

VMM初始化一个VxD时做下列工作:

1、装载实模式初始化段并调用实模式初始化过程。该过程可以完成阻止装载VxD,阻止启动Windows,指定设备实例数据和在内存中选择页面给

设备专用的工作。

2、装载VxD其它段到32位平坦内存模式的保护模式内存,并丢弃实模式初始化段。

3、发送Sys_Critical_Init消息到设备控制过程。禁止硬件中断,所以VxD应该尽可能地用较少的时间完成自身初始化。

4、发送Device_Init消息到设备控制过程。允许硬件中断,所以必须准备让VxD管理来自设备的中断。

5、发送Init_Complete消息到设备控制过程。

6、丢弃初始化代码和数据段,释放其它被使用的内存。VxD不能在处理完Init_Complete消息以后试图存取这些段中的过程和数据。

在初始化过程中的任何时刻,VxD都可以设置进位标志返回到VMM以阻止装载VxD。部分VMM服务,例如初始化信息服务只在初始化过程中有效。

九、实模式初始化

任何静态设备驱动程序都可以提供实模式初始化过程以在Windows切换到保护模式之前执行初始化任务。VMM装载VxD时调用该过程,该过程检查

有关的Windows环境,包括注册表和初始化文件中的有关设置以判断是否应该装载该VxD。该过程也可以给Windows返回信息以为每个虚拟机的实

例指定物理内存页保留给设备专用和数据项地址。要获得关于实模式初始化的更多信息,请参阅相关资料。

十、VxD服务

VxD可以提供服务功能(函数或过程——译者注)给VMM和其它VxD使用。这些服务让其它VxD可以直接访问该VxD的特征,允许测试和修改该VxD的功能和能力。

VxD不能和Windows DLL一样引出函数,代之的是VMM通过INT 20H提供到VxD服务的动态链接,该中断处理过程使用服务编号判断支持服务的

VxD,该中断处理过程也使用服务编号查询在VxD服务表中的服务地址。

下面的内容讲述怎样在VxD中定义服务,声明VxD服务表以及从一个VxD向另一个VxD中引入服务。

1、定义服务

VxD使用BeginProc和EndProc宏以及Service和Async_Service选项定义服务。宏标记服务过程代码的开始和结束,选项标识该过程是一个服务。

下面的实例给出了VSAMPLED_Get_Version服务的定义:

BeginProc VSAMPLED_Get_Version, Service

mov ax, 030Ah

clc

ret

EndProc VSAMPLED_Get_Version

Async_Service选项标识该服务可以被异步调用,也就是说在处理中断的过程中调用。异步服务必须是可重入的,而且不能调用VMM和不是异步服

务的VxD服务。

VMM和标准VxD对服务使用两种调用约定:基于寄存器的调用约定和基于32位C语言的调用约定。这两种调用约定有不同的服务名格式,参数传递

和返回值方法以及寄存器保护。

对于基于寄存器的服务,服务名不应该以下划线(_)开头,所有的参数通过寄存器传递,结果也通过寄存器返回,服务保护所有不显式用于返回

值的寄存器。

对于基于C语言的服务,服务名必须以下划线(_)开头,所有的参数通过堆栈中的32位值传递,结果(如果存在)通过EAX寄存器(32位值)

或者EAX和EDX寄存器(64位值)返回,服务保护EBX、ES、FS和GS寄存器以及ESI和EDI寄存器,只有标志寄存器和EAX、EBX、EDX寄存器被修改。

2、声明服务

VxD使用Begin_Service_Table和End_Service_Table宏声明服务。宏标记包含服务名和可选的包含服务的段名的列表的开始和结束。声明必须建

立在进行VxD定义的文件中(也就是说在包含Declare_Virtual_Device宏的文件中),而且必须先进行设备指定符号的定义。下面的实例给出了

一个实例VxD——VSAMPLED的服务表声明:

Create_VSAMPLED_Service_Table equ 1

Begin_Service_Table VSAMPLED

VSAMPELD_Service VSAMPLED_Get_Version, Local

VSAMPLED_Service VSAMPLED_Service_1

VSAMPLED_Service VSAMPLED_Service_2, VxD_ICODE

End_Service_Table VSAMPLED

上例中,Create_VSAMPLED_Service_Table符号在紧接服务表声明之前定义,指定Begin_Service_Table宏为VSAMPLED创建服务表。声明开始以

后,VSAMPLED_Service宏定义实际服务,这个宏是Begin_Service_Table宏创建的,只在服务表声明中有效。每个服务名必须与服务定义名,也就

是BeginProc宏给出的名字完全符合。

当声明服务时,如果一个服务定义在包含服务表声明的文件中,必须在服务名后使用LOCAL选项,也就是说如果不使用LOCAL选项,服务表自动声

明一个服务是外部服务。上例中,VSAMPLED_Get_Version服务定义在包含服务表声明的文件中。

与之相似,如果一个服务不是定义在VxD_CODE段中,必须在服务名后注明段名。上例中,VSAMPLED_Service_2服务定义在VxD_ICODE段中。

服务声明的顺序是很重要的。VxD中第一个被声明的服务必须是Get_Version服务(该服务清除进位标志并在AX寄存器中返回VxD版本号),任何加入VxD的新服务必须定义在服务表的末尾(或者定义在服务表中显式保留的空间中)。由于VMM依靠服务在服务表中的顺序正确链接

服务,在服务表中间插入一个新服务需要VxD使用的所有VxD服务被重建。

为了方便,服务表声明应该放在一个包含文件中,使得其它VxD可以通过包含该文件引入服务而不需要重新声明。

3、引入服务

一个VxD可以通过包含另一个VxD的服务表声明引入另一个VxD的服务,在这种情况下,设备指定符号的定义不能先于该服务表声明(参见上一节

的讲述)。例如:VSAMPLED.INC文件包含VSAMPLED服务的服务表声明,一个包含该文件的VxD可以调用这些服务。VxD使用VMMcall宏调用VMM服

务,使用VxDcall宏调用VxD服务。

由于计算机配置不同,一个VxD可能会在Windows启动时装载失败,这说明使用其它VxD提供的服务的VxD必须检验其它VxD服务在调用它们之前

是否有效。为了检验服务,调用服务的VxD必须尝试调用提供服务的VxD的Get_Version功能,如果VxD没有装载,VMM会设置进位标志并在AX寄

存器中返回0。

十一、VxD API过程

一个VxD提供V86模式和保护模式API过程以允许在一个虚拟机中运行的应用程序和其它软件访问该VxD的特征。如果要使这些可选的过程有效,

VxD必须将它们定义为Declare_Virtual_Device宏的参数,如果没有定义,VMM认为该VxD没有API过程。

在一个虚拟机中运行的应用程序或者其它软件通过设置BX寄存器为VxD标识并调用获取设备入口地址功能(INT 2FH 1684H功能)获取特定的虚

拟机的API过程的入口地址,VMM返回该地址使得应用程序可以间接调用该API过程。

当一个应用程序调用该入口地址时,VMM保存该应用程序的寄存器并调用VxD相应的API过程,保存当前虚拟机的句柄到BX寄存器中并保存

Client_Reg_Struc结构地址到EBP寄存器中。API过程必须检测客户寄存器的值(使用Client_Reg_Struc结构)以判断运行的API调用。

按照常规,大多数API过程使用AH寄存器指定主功能号,使用AL寄存器指定次功能号,其它客户寄存器用于附加参数。API过程通过修改客户寄

存器返回值,API过程可以修改EAX、EBX、ECX、EDX、ESI和EDI寄存器。

下面的实例给出了一个实例API过程——VSAMPLED_API_Get_Version:

BeginProc VSAMPLED_API_Get_Version

movzx eax, [ebp.Client_AX] ;取功能号

or eax, eax

jnz Undefined

Get_Version:

mov [ebp.Client_AX], 030AH ;在客户寄存器AX中返回值

and [ebp.Client_Flags], NOT CF_Mask ;清除进位标志

ret

Undefined:

or [ebp.Client_Flags], CF_Mask ;设置进位标志

ret

EndProc VSAMPLED_API_Get_Version

十二、VxD INT 2FH功能

VxD可以通过为INT 2FH中断安装回调过程提供INT 2FH功能。INT 2FH功能允许在一个虚拟机中运行的应用程序和其它软件在VxD不提供API过

程的情况下访问VxD,例如,标准虚拟显示设备支持与Windows显示驱动程序通信的INT 2FH功能集合。

Windows安装自己的INT 2FH中断处理程序支持各种功能,以允许MS-DOS 设备驱动程序和TSR在Windows启动或者虚拟机运行过程中执行特定动作。要获得有关这些功能的更多信息,请参阅有关资料。

十三、建立一个VxD

应该通过进行下列步骤来建立一个VxD:

1、创建VxD源文件并用32位平坦模式汇编器MASM.EXE(MASM 6.11以上——译者注)汇编源文件。

2、创建模块定义文件(DEF文件)并用32位平坦模式连接器LINK.EXE连接目标文件。按照常规,结果可执行文件应该有与VxD相同的文件名,文

件扩展名为VXD。

3、用MAPSYM.EXE为可执行文件创建调试信息。

VxD并不与Windows动态链接库兼容,基于Windows的应用程序并不能直接装载和使用VxD,然而,基于Win32的应用程序可以通过使用CreateFile

和DeviceIoControl函数装载动态装载的VxD和与之相互作用。VxD模块定义文件有以下格式:

LIBRARY VSAMPLED

DESCRIPTION 'VSAMPLED Device (Version 4.0)'

EXETYPE DEV386

SEGMENTS

_LTEXT PRELOAD NONDISCARDABLE

_LDATA PRELOAD NONDISCARDABLE

_ITEXT CLASS 'ICODE' DISCARDABLE

_IDATA CLASS 'ICODE' DISCARDABLE

_TEXT CLASS 'PCODE' NONDISCARDABLE

_DATA CLASS 'PCODE' NONDISCARDABLE

EXPORTS

VSAMPLED_DDB @1

LIBRARY语句必须指定一个与在已知设备描述块(DDB)中相同的VxD名字,EXPORT语句必须指定一个DDB的名字,在任何情况下,DDB引出序号都是1。

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