实战DeviceIoControl之六：访问物理端口2010-01-10 blog.csdn.net Q 在NT/2000/XP中，如何读取CMOS数据？Q 在NT/2000/XP中，如何控制speaker发声？Q 在NT/2000/XP中，如何直接访问物理端口？A 看似小小问题，难倒多少好汉！NT/2000/XP从安全性、可靠性、稳定性上考虑，应用程序和操作系统是分开的，操作系统代码运行在核心态，有权访问系统数据和硬件，能执行特权指令；应用程序运行在用户态，能够使用的接口和访问系统数据的权限都受到严格限制。当用户程序调用系统服务时，处理器捕获该调用，然后把调用的线程切换到核心态。当系统服务完成后，操作系统将线程描述表切换回用户态，调用者继续运行。想在用户态应用程序中实现I/O读写，直接存取硬件，可以通过编写驱动程序，实现CreateFile、CloseHandle、 DeviceIOControl、ReadFile、WriteFile等功能。从Windows 2000开始，引入WDM核心态驱动程序的概念。下面是本人写的一个非常简单的驱动程序，可实现字节型端口I/O。
#include <ntddk.h>#include "MyPort.h"// 设备类型定义// 0-32767被Microsoft占用，用户自定义可用32768-65535#define FILE_DEVICE_MYPORT0x0000f000// I/O控制码定义// 0-2047被Microsoft占用，用户自定义可用2048-4095 #define MYPORT_IOCTL_BASE 0xf00#define IOCTL_MYPORT_READ_BYTE CTL_CODE（FILE_DEVICE_MYPORT, MYPORT_IOCTL_BASE, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS）#define IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTECTL_CODE（FILE_DEVICE_MYPORT, MYPORT_IOCTL_BASE+1, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS）// IOPM是65536个端口的位屏蔽矩阵，包含8192字节（8192 x 8 = 65536）// 0 bit: 允许应用程序访问对应端口// 1 bit: 禁止应用程序访问对应端口#define IOPM_SIZE8192typedef UCHAR IOPM[IOPM_SIZE];IOPM *pIOPM = NULL;// 设备名（要求以UNICODE表示）const WCHAR NameBuffer[] = L"\Device\MyPort";const WCHAR DOSNameBuffer[] = L"\DosDevices\MyPort";// 这是两个在ntoskrnl.exe中的未见文档的服务例程// 没有现成的已经说明它们原型的头文件，我们自己声明void Ke386SetIoAccessMap（int, IOPM *）;void Ke386IoSetAccessProcess（PEPROCESS, int）;// 函数原型预先说明NTSTATUS MyPortDispatch（IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp）;void MyPortUnload（IN PDRIVER_OBJECT DriverObject）;// 驱动程序入口，由系统自动调用，就像WIN32应用程序的WinMainNTSTATUS DriverEntry（IN PDRIVER_OBJECT DriverObject, IN PUNICODE_STRING RegistryPath）{PDEVICE_OBJECT deviceObject;NTSTATUS status;UNICODE_STRING uniNameString, uniDOSString;// 为IOPM分配内存pIOPM = MmAllocateNonCachedMemory（sizeof（IOPM））;if （pIOPM == 0）{return STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;}// IOPM全部初始化为0（允许访问所有端口）RtlZeroMemory（pIOPM, sizeof（IOPM））;// 将IOPM加载到当前进程Ke386IoSetAccessProcess（PsGetCurrentProcess（）, 1）;Ke386SetIoAccessMap（1, pIOPM）;// 指定驱动名字RtlInitUnicodeString（&uniNameString, NameBuffer）;RtlInitUnicodeString（&uniDOSString, DOSNameBuffer）;// 创建设备status = IoCreateDevice（DriverObject, 0,&uniNameString,FILE_DEVICE_MYPORT,0, FALSE, &deviceObject）;if （！NT_SUCCESS（status））{return status;}// 创建WIN32应用程序需要的符号连接status = IoCreateSymbolicLink （&uniDOSString, &uniNameString）;if （！NT_SUCCESS（status））{return status;}// 指定驱动程序有关操作的模块入口（函数指针）// 涉及以下两个模块：MyPortDispatch和MyPortUnloadDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] =DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE]=DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = MyPortDispatch;DriverObject->DriverUnload = MyPortUnload;return STATUS_SUCCESS;}// IRP处理模块NTSTATUS MyPortDispatch（IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp）{PIO_STACK_LOCATION IrpStack;ULONGdwInputBufferLength;ULONGdwOutputBufferLength;ULONGdwIoControlCode;PULONG pvIOBuffer;NTSTATUS ntStatus;// 填充几个默认值Irp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;// 返回状态Irp->IoStatus.Information = 0;// 输出长度IrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation（Irp）;// Get the pointer to the input/output buffer and it"s length// 输入输出共用的缓冲区// 因为我们在IOCTL中指定了METHOD_BUFFERED，pvIOBuffer = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer;switch （IrpStack->MajorFunction）{case IRP_MJ_CREATE:// 与WIN32应用程序中的CreateFile对应break;case IRP_MJ_CLOSE:// 与WIN32应用程序中的CloseHandle对应break;case IRP_MJ_DEVICE_CONTROL:// 与WIN32应用程序中的DeviceIoControl对应dwIoControlCode = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;switch （dwIoControlCode）{// 我们约定，缓冲区共两个DWORD，第一个DWORD为端口，第二个DWORD为数据// 一般做法是专门定义一个结构，此处简单化处理了case IOCTL_MYPORT_READ_BYTE:// 从端口读字节pvIOBuffer[1] = _inp（pvIOBuffer[0]）;Irp->IoStatus.Information = 8;// 输出长度为8break;case IOCTL_MYPORT_WRITE_BYTE: // 写字节到端口_outp（pvIOBuffer[0], pvIOBuffer[1]）;break;default:// 不支持的IOCTLIrp->IoStatus.Status = STATUS_INVALID_PARAMETER;}}ntStatus = Irp->IoStatus.Status;IoCompleteRequest （Irp, IO_NO_INCREMENT）;return ntStatus;}// 删除驱动void MyPortUnload（IN PDRIVER_OBJECT DriverObject）{UNICODE_STRING uniDOSString;if（pIOPM）{// 释放IOPM占用的空间MmFreeNonCachedMemory（pIOPM, sizeof（IOPM））;}RtlInitUnicodeString（&uniDOSString, DOSNameBuffer）;// 删除符号连接和设备IoDeleteSymbolicLink （&uniDOSString）;IoDeleteDevice（DriverObject->DeviceObject）;} 
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