驱动开发之六 --- 一个简单的显示驱动之一 [译文]

蔚落 2023-02-12 06:23 39阅读 0赞

这个系列的文章在网上到处都是 这里也不清楚谁才是原文作者 我这里做个整理，标注一下希望大家能看的更加舒服一点

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[（一）驱动开发一个简单的显示驱动][Link 1]

[（二）驱动开发一个简单的显示驱动][Link 2]

[（三）驱动开发一个简单的显示驱动][Link 3]

[（四）驱动开发一个简单的显示驱动][Link 4]

[（五）驱动开发一个简单的显示驱动][Link 5]

[（六）驱动开发一个简单的显示驱动][Link 6]

理论：

本篇我们将介绍下如何写一个简单的显示驱动。显示驱动是一种特殊类型的驱动，必须要满足一个框架，它不像我们前面讲的那些驱动。

示例程序演示了如何写一个简单的显示驱动，这个驱动无需关联任何硬件。它能实现图形到内存，然后由一个应用程序来显示这些图形。

**显示驱动的体系结构**

首先介绍的是windows NT下显示驱动的体系结构。在这里要特别说明的是windows vista使用了一种新的显示驱动模型，叫做LDDM.它是vista最新桌面窗口管理器的核心部分。就兼容方面，vista仍然可以与老的窗口管理器一起协作支持老的显示驱动。

显示驱动模型包括两部分，迷你小端口驱动和显示驱动。迷你小端口驱动加载到系统空间，负责枚举设备和管理设备资源。显示驱动加载到会话空间，负责实现实际的GDI图形调用。显示驱动完全控制怎样划线或者怎样实现透明效果。

下面的图表显示了windows显示驱动的体系结构。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3piNzc0MDk1MjM2_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**迷你小端口驱动**

迷你小端口驱动加载到系统空间，负责管理显示设备资源和枚举设备。这个驱动使用其它的驱动（*VIDEOPRT.SYS）*作为它的框架。你的驱动会使用*VIDEOPRT.SYS导出的API.* 很奇怪驱动可以导出API吧？驱动使用pe格式，也有导入表和导出表。你可以从你的驱动中导出api,并且允许其他驱动链接使用它们，就像调用一个dll一样。实际上你使用的这些API连接着内核和其他驱动。

在这里要注意连接内核模式驱动和用户模式的驱动有些不同。如果一个驱动连接另一个驱动，而那个驱动当前没有加载到内存。那么那个驱动将会被加载进内存，然而那个驱动的DriverEntry不会被调用。DriverEntry自身不会被调用，只有使用ZwLoadDriver加载驱动，系统加载驱动或者使用我们前面展示过的服务api记载驱动才会调用DriverEntry。任何时候，你都可以从一个驱动中导出API,然后在另一个驱动中使用这些api. 在内核中没有类似于"GetProcAddress"的api,你需要自己写一个。

你的迷你小端口驱动会调用*VideoPrt.SYS*导出的api。*VideoPrt.SYS*驱动做了很少的事情，其中之一就是实现了通用代码。所以视频驱动的开发者就不需要重新再写同样的代码。这个代码包括在win32子系统（win32k.sys）和你的迷你小端口驱动之间进行视频设备枚举。*VideoPrt.SYS*还创建了一个显示用的设备对象，当你调用这个初始化例程时，他会使你的驱动对象入口点指向*VideoPrt.SYS*的*。*

所有的*VideoPrt.SYS API*都是"VideoPort"开头的。你第一个调用的API应该是"[VideoPortInitialize][]".如果你注意的话，可以看到开头的两个参数就是传递给你的DriverEntry例程的，他们被称作"Context1"和"Context2"，仿佛你的视频迷你小端口驱动是特别的。不要被这些迷惑，第一参数"Context1"实际上就是你的驱动对象。一旦你传递你的驱动对象给VideoPortInitialize，所有你的驱动入口点都会指向*VideoPrt.Sys*的。除此之外，你还要传递给[VIDEO\_HW\_INITIALIZATION\_DATA][VIDEO_HW_INITIALIZATION_DATA]结构不同的函数指针，*VideoPrt.SYS*在需要的时候会用到这些。

这意味着你不要直接处理在视频迷你小端口驱动中的IRP. *VideoPrt.SYS*会处理他们。你需要处理的是"VRP"（视频请求包），本质上讲它其实是一种简化的用不同数据结构的IRP版本。你需要简单的返回，不需要像IRP那样对这个数据结构进行处理。

在迷你小端口驱动中，你除了使用"[VideoPort][]"开头的api外，由于它是系统层的驱动，你还可以使用内核的api.

由于我们没有任何硬件，因此我们的迷你小端口驱动会比较简单，下面的代码演示了如何编写视频迷你小端口驱动DriverEntry。

1.  `ULONG DriverEntry(PVOID pContext1, PVOID pContext2)`
2.   
3.  `{`
4.   
5.  `    VIDEO_HW_INITIALIZATION_DATA hwInitData;`
6.   
7.  `    VP_STATUS vpStatus;`
8.   
9.  `  `
10.  
11. `    VideoPortZeroMemory(&hwInitData, sizeof(VIDEO_HW_INITIALIZATION_DATA));`
12.  
13. `    hwInitData.HwInitDataSize = sizeof(VIDEO_HW_INITIALIZATION_DATA);`
14.  
15. `    hwInitData.HwFindAdapter              = FakeGfxCard_FindAdapter;`
16.  
17. `    hwInitData.HwInitialize              = FakeGfxCard_Initialize;`
18.  
19. `    hwInitData.HwStartIO                  = FakeGfxCard_StartIO;`
20.  
21. `    hwInitData.HwResetHw                  = FakeGfxCard_ResetHW;`
22.  
23. `    hwInitData.HwInterrupt                = FakeGfxCard_VidInterrupt;`
24.  
25. `    hwInitData.HwGetPowerState           = FakeGfxCard_GetPowerState;`
26.  
27. `    hwInitData.HwSetPowerState            = FakeGfxCard_SetPowerState;`
28.  
29. `    hwInitData.HwGetVideoChildDescriptor =FakeGfxCard_GetChildDescriptor;`
30.  
31. `    vpStatus = VideoPortInitialize(pContext1, pContext2, &hwInitData, NULL);`
32.  
33. `    return vpStatus;`
34.  
35. `}`

将VideoPortInitialize的返回值作为DriverEntry函数的返回值，返回调用者。

在你直接简单的传递DriverObject给VideoPrt.SYS之前，你还需要填充一个数据结构，这个数据结构中包含了你驱动中的入口点，这些入口点会被*VideoPrt.SYS*驱动调用来执行不同的动作。"HwStartIO"是指你可以处理IOCTLs，在显示驱动和视频迷你小端口驱动之间，你可以使用IOCTLs。显示驱动只需要简单调用"[EngDeviceIoControl][]"，迷你小端口驱动中的HwStartIO就会处理IOCTL。代码如下：

1.  `#pragma alloc_text(PAGE, FakeGfxCard_GetPowerState)`
2.  `#pragma alloc_text(PAGE, FakeGfxCard_SetPowerState)`
3.  `#pragma alloc_text(PAGE, FakeGfxCard_GetChildDescriptor)`
4.  `#pragma alloc_text(PAGE, FakeGfxCard_FindAdapter)`
5.  `#pragma alloc_text(PAGE, FakeGfxCard_Initialize)`
6.  `#pragma alloc_text(PAGE, FakeGfxCard_StartIO)`
7.   
8.  `BOOLEAN FakeGfxCard_ResetHW(PVOID HwDeviceExtension,`
9.  `                                 ULONG Columns, ULONG Rows)`
10. `{`
11. `   return TRUE;`
12. `}`
13.  
14.  
15. `BOOLEAN FakeGfxCard_VidInterrupt(PVOID HwDeviceExtension)`
16. `{`
17. `   return FALSE;`
18. `}`
19.  
20.  
21. `VP_STATUS FakeGfxCard_GetPowerState(PVOID HwDeviceExtension,`
22. `          ULONG HwId, PVIDEO_POWER_MANAGEMENT VideoPowerControl)`
23. `{            `
24. `   return NO_ERROR;`
25. `}`
26.  
27. ` `
28.  
29. `VP_STATUS FakeGfxCard_SetPowerState(PVOID HwDeviceExtension,`
30. `          ULONG HwId, PVIDEO_POWER_MANAGEMENT VideoPowerControl)`
31. `{`
32. `return NO_ERROR;`
33.  
34. `}`
35.  
36. ` `
37.  
38. `ULONG FakeGfxCard_GetChildDescriptor (PVOID HwDeviceExtension,`
39.  
40. `      PVIDEO_CHILD_ENUM_INFO ChildEnumInfo, PVIDEO_CHILD_TYPE pChildType,`
41.  
42. `      PVOID pChildDescriptor, PULONG pUId, PULONG pUnused)`
43.  
44. `{`
45.  
46. `   return ERROR_NO_MORE_DEVICES;`
47.  
48. `}`
49.  
50. ` `
51.  
52. `VP_STATUS FakeGfxCard_FindAdapter(PVOID HwDeviceExtension,`
53.  
54. `            PVOID HwContext, PWSTR ArgumentString,`
55.  
56. `            PVIDEO_PORT_CONFIG_INFO ConfigInfo, PUCHAR Again)`
57.  
58. `{`
59.  
60. `   return NO_ERROR;`
61.  
62. `}`
63.  
64. ` `
65.  
66. `BOOLEAN FakeGfxCard_Initialize(PVOID HwDeviceExtension)`
67.  
68. `{`
69.  
70. `   return TRUE;`
71.  
72. `}`
73.  
74. ` `
75.  
76. `BOOLEAN FakeGfxCard_StartIO(PVOID HwDeviceExtension,`
77.  
78. `                PVIDEO_REQUEST_PACKET RequestPacket)`
79.  
80. `{`
81.  
82. `   RequestPacket->StatusBlock->Status      = 0;`
83.  
84. `   RequestPacket->StatusBlock->Information = 0;`
85.  
86. `   return TRUE;`
87.  
88. `}`

由于我没有任何硬件，对于迷你小端口驱动，简单实现就足够了。如果我需要在系统上访问或者执行一个操作，显示驱动靠它自己有限的API函数集是不能做到的。我会用到的唯一的API就是"StartIO"。可是在这个实现中，我们不需要做什么。记住，迷你小端口驱动的主要用途就是枚举硬件设备/资源和管理他们。如果你没有什么硬件设备/资源，那么为了让驱动模型高兴，除了必需的外删除其他的。

[Link 1]: https://blog.csdn.net/zb774095236/article/details/101015330
[Link 2]: https://blog.csdn.net/zb774095236/article/details/101015712
[Link 3]: https://blog.csdn.net/zb774095236/article/details/101015824
[Link 4]: https://blog.csdn.net/zb774095236/article/details/101015906
[Link 5]: https://blog.csdn.net/zb774095236/article/details/101015957
[Link 6]: https://blog.csdn.net/zb774095236/article/details/101016044
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3piNzc0MDk1MjM2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20190919111301455.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3piNzc0MDk1MjM2,size_16,color_FFFFFF,t_70
[VideoPortInitialize]: http://msdn.microsoft.com/library/en-us/Display_r/hh/Display_r/VideoPort_Functions_215d2fe2-98a9-4504-96cb-492370e349c8.xml.asp?frame=true
[VIDEO_HW_INITIALIZATION_DATA]: http://msdn.microsoft.com/library/en-us/Display_r/hh/Display_r/Video_Structs_1ab4d104-315b-4b04-b9dc-3088437cc6d3.xml.asp?frame=true
[VideoPort]: http://msdn.microsoft.com/library/en-us/Display_r/hh/Display_r/VideoPort_Functions_80ba974c-929b-4076-87ba-a3e90f2f3c84.xml.asp
[EngDeviceIoControl]: http://msdn.microsoft.com/library/en-us/Display_r/hh/Display_r/gdifncs_735d205a-99e3-4397-a5ac-31312ac734e7.xml.asp