Windows驱动程序之IRP的域及结构域

每个IRP可以被看成由两部分组成: 固定部分和一个I/O堆栈。IRP的固定部分包含关于请求的信息, I/O堆栈则包含一系列I/O堆栈单元(I/O Stack location), 单元的数目应与驱动程序堆栈中处理这一请求的驱动程序数目相同, 每个单元对应一个将处理该IRP的驱动程序。

Windows驱动程序之IRP固定部分的域

什么是IRP?Windows驱动程序IRP指什么?

  • MdlAddress(Memory Descriptor List, MDL): 指向一个内存描述表。当驱动程序使用直接I/O时, MDL用来描述一个与该请求相关联的用户模式缓冲区
  • AssociatedIrp: 该域是一个三指针联合, 其中与WDM驱动程序相关的指针是AssociatedIrp.SystemBuffer。如果设备执行缓冲I/O, 则SystemBuffer指针指向系统空间缓冲区, 否则为NULL。
  • RequestorMode: 取值为一个枚举常量UserMode或KernelMode, 指定请求初始化的模式为用户模式还是核心模式。驱动程序有时需要查看这个值来决定是否需要信任某些参数
  • Cancel: 该域为BOOLEAN类型。如果为TRUE, 则表明IoCancelIrp已被调用, 该函数用于取消这个请求。如果为FALSE, 则表明没有调用IoCancelIrp函数。
  • CancelIrql: 一个IRQL(I/O Request Query Level)值, 表明那个专用的取消自旋锁是在这个IRQL上获取的。当驱动程序在取消例程中释放自旋锁时应该参考这个域。
  • CancelRoutine: 指向驱动程序取消例程的地址。应该使用IoSetCancelRoutine函数设置CancelRoutine域而不是直接修改该域

Windows驱动程序之IRP堆栈单元中的域

任何内核模式程序在创建一个IRP时, 同时还创建了一个与之关联的I/O堆栈。堆栈中的I/O堆栈单元由IO_STACK_LOCATION结构定义, 每个堆栈单元都对应一个将处理的IRP的驱动程序。

为了在一个给定的IRP中确定当前的IRP I/O堆栈单元, 驱动程序可以调用IoGetCurrentIrpStackLocation函数, 该函数返回当前I/O堆栈单元的指针。

  • MajorFunction: 该IRP的主要功能代码, 它指出所要执行的I/O操作类型。例如: 主功能代码IRP_MJ_READ表示通过Win32 API函数“Create File”发送的请求。主功能代码与驱动程序对像的MajorFunction表中的某个分发函数指针相对应。
  • MinorFunction: 该IRP的副功能代码, 它进一步指出该IRP属于哪个主功能类。例如: IRP_MJ_PNP请求有十几个副功能代码, 包括IRP_MN_START_DEVICE、IRP_MN_REMOVE_DEVICE等。
  • DeviceObject: 指向该堆栈单元对应的设备对象地址, 该域由IoCallDriver函数负责填写。
  • FileObject: 指向与一个I/O请求有关的文件对象地址。

Windows驱动程序之部分IRP首部结构域
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域                                                 描述
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  • IO_STATUS_BLOCK IoStatus         IRP的完成状态
  • PVOID AssociatedIrp.SystemBuffer 系统空间缓冲区(用于缓冲I/O)
  • BOOLEAN Cancel                          设置IRP是否已经被取消
  • ULONG Flags                                IRP标志

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I/O功能代码

  • IRP_MJ_CREATE: 打开设备  “Create File”
  • IRP_MJ_CLEANUP: 在关闭设备时, 取消挂起的I/O请求  CloseHandle
  • IRP_MJ_CLOSE: 关闭设备  CloseHandle
  • IRP_MJ_READ: 从设备获得数据  “Read File”
  • IRP_MJ_WRITE: 向设备发送数据  ”Write File“
  • IRP_MJ_DEVICE_CONTROL: 对用户模式或内核模式客户可用的控制操作  DeviceControl
  • IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL: 只对内核模式客户程序可用的控制操作  没有对应的Win32 API
  • IRP_MJ_QUERY_INFORMATION: 得到文件的长度  GetFileLength
  • IRP_MJ_SET_INFORMATION: 设置文件的长度  SetFileLength
  • IRP_MJ_FLUSH_BUFFERS: 写输出缓冲区或丢弃输入缓冲区  FlushFileBuffers FlushConsoleInputBuffer PureComm
  • IRP_MJ_SHUTDOWN: 系统关闭  InitialSystemShutdown
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