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[原创][成果3.6]驱动和应用层的异步通信
发表于: 2008-1-28 11:13 27507

[原创][成果3.6]驱动和应用层的异步通信

sislcb 活跃值
7
2008-1-28 11:13
27507

这里来简单的讲解下驱动和应用层的异步通信，上次我写了驱动和应用层的三种基本通信方法，但是那三种方法都是通过同步的方法来实现的，就是说，在应用层向驱动层发送消息后，就堵死在那里等待驱动层的返回了，而异步的概念就是，应用层向驱动发送消息后，就马上返回了，而在驱动层的消息触发后，再将该消息反馈给应用层。

给个网上的例子：
同步就是你叫我去吃饭，我听到了就和你去吃饭；如果没有听到，你就不停的叫，直到我告诉你听到了，才一起去吃饭。
异步就是你叫我，然后自己去吃饭，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃饭。

其实在明白了三种通信方式后，很容易使用异步方式来通信。

在调用DeviceIoControl时,不指定FILE_FLAG_OVERLAPPED标志,表示以同步方式调用,调用线程将被阻塞直到控制操作完成.
当指定FILE_FLAG_OVERLAPPED标志调用DeviceIoControl,表示以异步方式调用,调用线程不立即阻塞,直到调用线程需要结果时,调用者调用事件等待函数,等待驱动发出事件.
在异步调用时,得使用事件(event)来通信.

下面看应用层的代码：

// 初始化时创建设备
procedure TfrmMain.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  //创建设备
  try
	  m_hCommDevice := CreateFile('\\.\Overlapp',	GENERIC_READ or GENERIC_WRITE,	FILE_SHARE_READ, nil,
		                	OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL or FILE_FLAG_OVERLAPPED, 0);
    //执行异步I/O的设备必须用FILE_FLAG_OVERLAPPED标志打开

    hEvent := CreateEvent( nil, False, False, nil);     //创建自动重置的事件
  except
    MessageBox(Handle, '创建设备失败', '驱动应用层通信', MB_OK + MB_ICONWARNING);
  end;
end;

//异步通信按钮，创建线程和驱动通信
procedure TfrmMain.btnBufferdClick(Sender: TObject);
var
  hThread:THandle;
  dwThreadID:DWORD;
begin
  hThread  := CreateThread(nil, 0, @WaitForNotify, self, 0, dwThreadID);
	CloseHandle(hThread);
end;

//线程的处理代码
//初始化一个OVERLAPPED 结构，然后用DeviceIoControl来通信
//在WaitForSingleObject等待返回
procedure WaitForNotify;
var
  dwReturn: DWORD;
  inData:array[0..1023] of char;
  outData:array[0..1023] of char;
  ol:OVERLAPPED ;
begin
  StrPCopy(inData, Trim(frmMain.edtBufferd_in.Text));

  //OVERLAPPED结构的Offset，OffsetHigh和hEvent成员必须被初始化。在这里初始化为0
  FillMemory(@ol, sizeof(OVERLAPPED), 0);
  ol.hEvent := frmMain.hEvent;

  if frmMain.m_hCommDevice <> 0 then
    DeviceIoControl(frmMain.m_hCommDevice, IOCTL_OVERLAP_BUFFERED_IO, @inData,	Length(inData), @outData, Length(outData), dwReturn, @ol);


  //调用WaitForSingleObject并传递设备内核对象的句柄。WaitForSingleObject会挂起调用线程直至内核对象变成有信号态。
  //设备驱动在它完成I/O后使内核对象有信号。在WaitForSingleObject返回后，I/O被完成 .
  while WaitForSingleObject(frmMain.hEvent,  100) = WAIT_TIMEOUT do
  begin
  end;

  GetOverlappedResult(frmMain.m_hCommDevice, ol, dwReturn, TRUE);
  frmMain.edtBufferd_out.Text := outData;
end;

//这里触发驱动将数据传输回来，异步消息得以完成
procedure TfrmMain.btnNotifyClick(Sender: TObject);
var
  dwReturn:DWORD;
begin
  if m_hCommDevice <> 0 then
    DeviceIoControl(m_hCommDevice, IOCL_OVERLAP_NOTIFY, nil, 0, nil, 0, dwReturn, nil);
end;

//退出时，关闭句柄，这时候如果irp还未处理，即btnNotifyClick这个函数没有触发
//则驱动中会触发取消irp的请求。
procedure TfrmMain.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);
begin
  if(m_hCommDevice <> 0) then
		CloseHandle(m_hCommDevice);
  if (hEvent <> 0) then
    CloseHandle(hEvent);
end;

[培训]内核驱动高级班，冲击BAT一流互联网大厂工作，每周日13:00-18:00直播授课

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2 楼
好，分析的很透
2008-1-28 11:46
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sudami
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3 楼
嗯, 设置FILE_FLAG_OVERLAPPED标志后, ZwWriteFile等就可以实现异步调用了.

APC...

呵呵. 顶个~
2008-1-28 12:15
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foxabu
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   只有学习的份。
2008-1-28 12:32
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火影
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学习一下
2008-1-28 18:41
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petnt
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还有一份是羡慕
2008-1-28 19:03
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北极星2003
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7 楼
设置FILE_FLAG_OVERLAPPED，用于实现重叠IO，是基于内核事件对象的，与APC是两回事
2008-1-28 19:24
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sudami
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哦.学习.

俺最近学习APC. 嘿嘿, 混了混了
2008-1-28 20:37
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jackmorris
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9 楼
不错啊，多谢楼主！！
2009-4-24 00:13
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neworld
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学习写驱动....
2009-4-25 16:35
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晕 我早看见这个程序就好了 我这几天百度 GOOGLE 猛个搜索
2009-10-1 07:58
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sunwubo
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12 楼
谢谢楼主分享
2010-11-2 20:35
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majinxin
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13 楼
其实就是用户层建一个线程在那阻塞着等
2010-11-2 21:35
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bifang
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爱死你了LZ。太给力了，竟然是DelphiDE
2010-11-6 05:35
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15 楼
这用情况下应该怎么调试应用层程序呢？？？
2010-11-6 11:00
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sunwubo
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16 楼
先安装驱动程序，在调试应用层序，要是崩了但是没有来得及关闭驱动程序怎么办？我看还是在虚拟机中安装一个应用层序开发的环境还是保险吧……
2010-11-6 11:23
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sunwubo
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17 楼
在调试驱动层代码的时候，我发现如下的结果好像有问题？
//当通知要获取数据时，获得异步的irp，然后传输数据

//-----驱动层代码
NTSTATUS COMM_BufferedIo(PIRP Irp, PIO_STACK_LOCATION pIoStackIrp)
{
    NTSTATUS status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
    PVOID pInputBuffer, pOutputBuffer;
  ULONG  outputLength, inputLength;

    DbgPrint("COMM_BufferedIo\r\n");

  outputLength = pIoStackIrp->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength;
    inputLength  = pIoStackIrp->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;
    pOutputBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer;   //输出缓冲区
    pInputBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer;    //输入缓冲区

    if(pInputBuffer && pOutputBuffer)
    {              
    DbgPrint("COMM_BufferedIo UserModeMessage = '%s'", pInputBuffer);
        RtlCopyMemory(pOutputBuffer, pInputBuffer, outputLength);
    Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
    Irp->IoStatus.Information = sizeof(pOutputBuffer);
    IoCompleteRequest(Irp,IO_NO_INCREMENT); //设置该irp已经完成
        status = STATUS_SUCCESS;
    }
    return status;
}
//---------------

在上面这段代码中outputLength 和inputLength的值都为0；而输入缓冲和输出缓冲为同一个缓冲区。
这样的话拷贝缓冲的代码
RtlCopyMemory(pOutputBuffer, pInputBuffer, outputLength);
不会执行，或者说执行完后结果不受影响。
2010-11-6 13:03
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LeoF
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18 楼
在虚拟机上面放一个debugview,在应用层程序里面用OutputDebugString来输出,用debugview来看结果.这样麻烦一些,但是免去虚拟机安装开发环境了,毕竟那玩意儿很慢
2010-12-7 09:58
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LeoF
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19 楼 
  
 
outputLength = pIoStackIrp->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength; //[COLOR=red]为零[/COLOR]    inputLength  = pIoStackIrp->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;  //[COLOR=red]为零[/COLOR]    if(pInputBuffer && pOutputBuffer)
    {              
    DbgPrint("COMM_BufferedIo UserModeMessage = '%s'", pInputBuffer);
        RtlCopyMemory(pOutputBuffer, pInputBuffer, outputLength); //很奇怪为什么它可以复制成功呢
    Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS; 
    Irp->IoStatus.Information = sizeof(pOutputBuffer);   [COLOR=red]//指针大小为4，所以返回只能有4个字符.[/COLOR]


还有就是应用程序退出不了是怎么回事儿啊~不知道那个取消IRP的函数什么时候调用
2010-12-7 17:56
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LeoF
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20 楼
outputLength = pIoStackIrp->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength;
inputLength  = pIoStackIrp->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;

pIoStackIrp这个是错误的,因为这个应该是IOCL_OVERLAP_NOTIFY的栈顶指针,并不是IOCTL_OVERLAP_BUFFERED_IO的,应该定义一个全局的PIO_STACK_LOCATION,像保存PIRP一样保存起来:gUserMessageIrp = Irp;//保存请求的irp  girpStack = irpStack;这样在后面取得的Inbuff和OutBuff的长度才是正确的.

刚学驱动,如果哪里讲错,楼主别介意...都两年了,不知道楼主还看得到不?
2010-12-8 10:02
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LeoF
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21 楼 
case IOCL_OVERLAP_NOTIFY:                                //获取数据事件 
       COMM_BufferedIo(gUserMessageIrp, irpStack);   //处理原来的irp，将传进来的数据传输出去
       return status;

上面的分支处理有点问题,会导致在应用层无法CloseHandle,原因是这个IRP没有正确处理.改成以下就没有问题了:

case IOCL_OVERLAP_NOTIFY:                                //获取数据事件 
	COMM_BufferedIo(gUserMessageIrp, girpStack);         //处理原来的irp，将传进来的数据传输出去

	[COLOR="Red"]Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
	Irp->IoStatus.Information = 0;
	IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);[/COLOR]                
                return STATUS_SUCCESS;


希望楼主在帖子上把这些问题改掉
2010-12-8 11:22
0
caolinkai
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2010-12-8 14:31
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