一、 什么是VxD
从多任务操作系统Windows 3.1起,计算机中的任一物理设备x可同时被基于Dos或Windows的多个进程使用,这种一对多的关系称为"设备虚拟化",各进程通过运行在核心层的VxD(虚拟x设备驱动程序)存取物理设备x。操作系统提供给用户的软件服务也可以用VxD实现。计算机中的其他资源,如CPU、内存等也可同时被多个进程使用,各进程在系统提供的虚拟机(VM)环境下存取这类资源。
VxD可由虚拟机治理器(VMM)在开机时装入核心层(称静态装入,即置VxD于c:\windows\system目录下,在c:\windows\system.ini文件中,对节[386Enh]加一行"device=此VxD文件名"),或由应用程序实时装入(称动态装入),而后,各进程便可存取锁定在内存中的VxD数据区,以实时控制VxD的行为,VxD的内部结构可防止两个进程同时存取其数据区。VxD通过响应VMM发给它的事件与外界交互。
Windows 95中,基于Dos的每个进程在单独的VM中运行(称在V86模式下运行),既可按Dos单进程方式,在640k低内存中运行(称在实模式下运行),又可利用多进程环境的优点,在整个内存中运行(称在保护模式下运行),通过95的DPMI接口存取内存高端的Windows图形环境。其他16位或32位应用程序均在同一系统VM中运行。
下面只讨论95环境下的VxD。
二、 VxD的创建
1. 由汇编语言创建VxD:需安装微软公司的Win32 SDK及DDK。
2. 由C或C++语言创建VxD:需安装VC2.0或BC4.0,及Vireo Software公司的VToolsD软件包。
VToolsD含3个实用工具:可创建VxD框架的QuickVxD;可动态装卸VxD的VxD Loader;可显示内存VxD特性的VxD Viewer。
QuickVxD含7个对话页:
(1) Device Parameters页
包括最多8个字符的VxD名,唯一标识号(ID),相对其他VxD的装入顺序(VxD Viewer可显出某VxD的装入顺序值Init Order,若指定新VxD的装入顺序小于此Init Order,则新VxD将在此VxD前被装入),实现语言(C或C++)静、动态装入方式等。
(2) VxD Services页
可被其他VxD访问的接口(称为VxD服务),要求本VxD的ID>0,且未与内存各VxD的ID值冲突。
此ID可向微软公司申请,也可使用Vireo公司的VIREO_TEST_ID(3180h)。下称此类ID为接口ID。
(3) API页
可被应用程序在实模式/V86模式下、保护模式下、DPMI的实模式/V86模式下、DPMI的保护模式下访问的接口(统称应用接口),前两者要求本VxD提供接口ID,后两者只要求本VxD提供以0结尾的唯一标识串;访问前,先要静态或动态装入本VxD(第4者要求静态装入)。
第1、3者可被普通汇编程序访问,第2、4者可被在BC的Windows 3-x(16)平台上生成的Windows程序访问。
(4) Control Messages页
对出现在Windows 3.1及Windows 95中各消息的响应,如静态装入时的DTNAMIC_IN99v消息。
(5) Windows95 Control Messages页
对只出现在Windows 95中各消息的响应,如动态装入时的SYS_DYNAMIC_IN99v消息。
(6) 用C++实现VxD时的Classes页
从虚拟设备驱动程序类VDevice派生的类名(如MyDevice),此类的成员函数将接收(4)及(5)页中出现的大多数消息。
从VM实例类VVirtualMachine派生的类名(如MyVM),此类的成员函数将接收贯穿在VM生命期中的各消息,如系统VM初启消息Sys_VM_Init;
从线程实例类VThread派生的类名(如MyThread)。此类的成员函数将接收贯穿在线程生命期中的各消息,如新线程初启消息THREAD_IN99v。
(7) Output Files页
体现以上内容的3个VxD文件(.h,.c或.cpp,.mak)将被存放的目录位置。
三、 C++语言的VxD与外界通信的所有接口
我们将简要实现my.VxD的应用接口及服务,它们均作为类的函数成员,存于my.h,my.cpp中。
1. 被32位C应用程序访问的接口
应用程序先用CreateFile打开VxD,后用DeviceIoControl使VMM发送W32_DEVICEIOCONTROL消息给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);
//打开静态my.VxD,或动态装入my.VxD
r=DeviceIoControl(h,命令码C,ibuf,sizeof(ibuf),obuf,sizeof(obuf),&oc,NULL或&o);
/*与my.VxD的事件过程OnW32DeviceIoControl交换数据,用ibuf向VxD传数据,用obuf从VxD取数据,VxD传回的数据总量放在oc中*/
CloseHandle(h);//关闭或动态卸下VxD
my.VxD应在Windows 95 control messages页上选W32_DEVICEIOCONTROL事件,
在DWORD MyDevice::OnW32DeviceIoControl(PIOCTLPARAMS p)事件过程中写:
switch(p->dioc_IOCtlCode){
case 命令码C:
用p指向的IOCTLPARAMS结构,与应用程序交换数据;
if (成功) return(0); /*使DeviceIoControl的返回值r为TRUE*/
else return(1);
default:
return(0);
}
以上做法要求VxD立即交换数据(同步通讯),值FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE指明CloseHandle将不在内存中保留引用记数为0的VxD。
VxD也可延迟交换数据,此时,应用程序先传值FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSEFILE_FLAG_OVERLAPPED
到CreateFile,用o.hEvent=CreateEvent(0,TRUE,0,NULL)创建事件,再传o的地址到DeviceIoControl,然后用GetOverlappedResult(h,&o,&oc,TRUE)在o上睡眠。
此时,p->lpoOverlapped一定大于0,VxD可用VMM服务_LinPageLock,按页上锁p->dioc_InBuf指向的应用程序ibuf区,p->dioc_OutBuf指向的obuf区,p->lpoOverlapped指向的o结构。要交换数据时,可置数据及数据总量到p->dioc_OutBuf及p->lpoOverlapped->O_InternalHigh,然后调用VMM服务VWIN32_DIOCCompletionRoutine(p->lpoOverlapped->O_Internal)唤醒应用程序。
VMM动态装卸VxD时,以命令码0及-1发送W32_DEVICEIOCONTROL消息给VxD,故Vireo公司建议命令码C取[2048,4095]。
2. 被Real/V86模式下16位应用程序访问的接口
my.VxD先要指定接口ID(如3180h),再在API页上选Standard Application Entry Points框中的Real/V86 Mode标签,即可生成MyDevice::V86_API_Entry入口,访问它的汇编程序是:
entry dd ?
mov ax,1684h ;功能号
mov bx,3180h ;接口ID
int 2fh ;取入口的段/偏移到es/di,成功时,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,码C
call [entry]
L0: 错误处理
MyDevice::V86_API_Entry(VMHANDLE hVM,CLIENT_STRUCT* p)入口可以是:
if (p->CBRS.Client_AH==码C) p->CBRS.Client_AL=0;
3. 被保护模式下16位应用程序访问的接口
与第2条类似,但选Protected Mode标签,即可生成MyDevice::PM_API_Entry入口,访问它的程序是:
int PASCAL WinMain(HANDLE h
