- 竹林蹊徑：深入淺出windows驅動開發
- 張佩 馬勇 董鑒源
- 6906字
- 2019-01-04 12:53:45
第1章 Hello World驅動
1.1 從Hello World開始
國外的計算機領域有一個著名的組織，名字叫“計算機器協會”，它在互聯網上專門維護了一個網頁，上面列出了200多種版本的“Hello World”程序，仿佛代碼的羅塞塔石碑。
在使用一門新的編程語言時，人們習慣把“Hello World”作為第一個程序。漸漸地，人們也習慣用類似“Hello World”的程序作為一切程序的第一步，以此喚出程序員心中對于編程樂觀的一面。
如本節的題目一樣，如何編寫驅動程序是本節將要解決的問題。
那么，讓我們看一下驅動程序的“Hello World”吧！
代碼示例1-1 Hello World驅動程序
#001 /＊
#002 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
#003 ＊= = 文件名稱：Hello World.c
#004 ＊= = 文件描述：驅動程序的Hello World例子
#005 ＊= = 作 者：竹林蹊徑
#006 ＊= = 編寫時間：2009-04-23 21:16:00
#007 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
#008 ＊/
#009
#010 #include <NTDDK.h>
#011
#012 //＊====================================================
#013 //＊= = 函數名稱：DriverEntry
#014 //＊= = 功能描述：驅動程序入口函數
#015 //＊= = 入口參數：PDRIVER_OBJECT, PUNICODE_STRING
#016 //＊= = 出口參數：NTSTATUS
#017 //＊====================================================
#018
#019 NTSTATUS
#020 DriverEntry (
#021 __in PDRIVER_OBJECT DriverObject,
#022 __in PUNICODE_STRING RegistryPath
#023 )
#024 {
#025 DbgPrint("Hello, Windows Driver!");
#026 return STATUS_SUCCESS;
#027 }
#028
#029 //＊====================================================
#030 //＊= = 文件結束
#031 //＊====================================================
本示例代碼可以從本書的\Chapter01\Hello World目錄下找到。
以上就是驅動程序最簡單的“Hello World”例子，去掉代碼注釋部分，放眼程序，全部代碼屈指可數。
由第003行注釋可知，這個例子的文件名稱是Hello World.c，說明此文件是由C語言編寫而成的。
我們知道，操作系統剛出現時是由機器語言和匯編語言編寫的，后來為了可移植性等采用了C語言。早期的一些Windows操作系統也是采用C語言編寫的，而在開發基于NT技術的Windows操作系統時，同時采用了C和C++這兩種高級語言。
那么究竟是采用C語言還是C++語言來開發驅動程序呢？其實兩者各有優缺點，讀者可以在讀本書的時候仔細體會。這里采用C語言編寫了第一個例子，因為用C語言完全可以開發出所有的驅動程序，同時你會有似曾相識的感覺。但是微軟提供了WDF驅動開發模型，這個在后面的章節中會講到，如果需要使用WDF，C++無疑是最好的選擇。
實際上，驅動程序編譯成的二進制文件是SYS類型文件，和普通的EXE類型文件一樣，也是PE格式。PE是Portable Executable File Format的簡寫，是微軟Windows平臺環境下主流的可執行程序標準格式，DLL也是常見的PE格式。所以，使用什么編程語言并不嚴格限定，如果你喜歡，即使用匯編或Delphi也可以開發驅動程序。比如在VxD驅動編程模型盛行時，很多人還是使用匯編開發設備驅動程序，并提供了相應的開發環境；更有甚者提供了EXE類型程序到SYS類型程序的轉換工具，這些工具雖然大多沒有流行起來，但是卻佐證了這種方法的可行性。
不過，微軟提供的內核編程接口和示例只有C/C++的，為了方便起見，我們約定本書使用C/C++語言來開發驅動程序。
開發驅動程序大致和開發普通應用程序一樣，幾乎擁有同樣的流程：分析需求、設計、編碼、調試、測試、發布、維護這幾個主要環節。但是在后幾個環節上，驅動程序的開發和普通應用程序的開發又有著很大的差別。
下面，我們來簡單分析一下代碼。
第010行包含了一個頭文件NTDDK.h，這個頭文件是NT驅動必須包含的一個頭文件，WDM驅動則需要換成WDM.h。
第019～027行，整段代碼只有一個DriverEntry函數。這個函數是所有驅動程序的入口函數，類似于Win32編程下的WinMain函數或C語言的main函數。
第021～022行，函數的兩個參數，分別代表驅動對象的指針和注冊表子鍵的字符串指針。這個暫且不作詳細論述，我們將在下面章節中具體說明。其中，__in是一個宏，代表這個參數是入口參數，常見的還有__out，代表出口參數。
第025～026行，再看函數里面，我們看到只有兩個語句，是不是很熟悉呢？
DbgPrint是一個函數，類似于C語言的printf函數，打印一串字符串，打印的內容為“Hello, Windows Driver!”。隨后函數返回一個值STATUS_SUCCESS，這個值是個宏，從字面意思可知它代表成功，語句類似于main函數的“return 0;”。這里需要注意的是，打印的內容無法通過控制臺查看，需要借助其他工具才能看到。
那么如何對這個程序進行編譯呢？
我們需要一個開發環境，這個開發環境名為WDK，微軟已經為我們提供了。關于開發環境的詳細介紹，請參閱本書第2章。
一切都那么自然！下面對這個例子進行簡單的擴充。
1.1.1 HelloDRIVER
這里是一個關于Hello World驅動程序示例代碼的簡單擴充。如果完全看不懂，那就直接跳到1.1.2節看代碼解釋吧！
代碼示例1-2驅動程序HelloDRIVER聲明文件
#001 /＊
#002 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
#003 ＊= = 文件名稱：HelloDRIVER.h
#004 ＊= = 文件描述：關于HelloDRIVER的頭文件
#005 ＊= = 作 者：竹林蹊徑
#006 ＊= = 編寫時間：2009-04-23 21:16:00
#007 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
#008 ＊/
#009
#010 #ifndef __HELLODRIVER_H__
#011 #define __HELLODRIVER_H__
#012
#013 //＊==============================================================
#014 //＊= = 頭文件聲明
#015 //＊==============================================================
#016
#017 #include <NTDDK.h>
#018
#019 //＊==============================================================
#020 //＊= = 宏與結構體
#021 //＊==============================================================
#022
#023 typedef struct _DEVICE_EXTENSION {
#024
#025 PDEVICE_OBJECT DeviceObject; // 指回設備對象的指針
#026 UNICODE_STRING DeviceName; // 設備名稱
#027 UNICODE_STRING SymbolicLink; // 符號鏈接名
#028
#029 }DEVICE_EXTENSION, ＊PDEVICE_EXTENSION;
#030
#031 //＊==============================================================
#032 //＊= = 函數聲明
#033 //＊==============================================================
#034
#035 NTSTATUS
#036 DriverEntry(
#037 __in PDRIVER_OBJECT DriverObject,
#038 __in PUNICODE_STRING RegistryPath
#039 );
#040
#041 VOID
#042 DriverUnload(
#043 __in PDRIVER_OBJECT DriverObject
#044 );
#045
#046 NTSTATUS
#047 DefaultDispatch(
#048 __in PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
#049 __in PIRP Irp
#050 );
#051
#052 #endif // End of __HELLODRIVER_H__
#053
#054 //＊==============================================================
#055 //＊= = 文件結束
#056 //＊==============================================================
代碼示例1-3驅動程序HelloDRIVER定義文件
#001 /＊
#002 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
#003 ＊= = 文件名稱：HelloDRIVER.c
#004 ＊= = 文件描述：驅動程序HelloDRIVER例子
#005 ＊= = 作 者：竹林蹊徑
#006 ＊= = 編寫時間：2009-04-23 21:16:00
#007 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
#008 ＊/
#009
#010 #include "HelloDRIVER.h"
#011
#012 //＊==============================================================
#013 //＊= = 預處理定義
#014 //＊==============================================================
#015
#016 #pragma alloc_text(INIT, DriverEntry)
#017 #pragma alloc_text(PAGE, DefaultDispatch)
#018 #pragma alloc_text(PAGE, DriverUnload)
#019
#020 //＊==============================================================
#021 //＊= = 函數名稱：DriverEntry
#022 //＊= = 功能描述：驅動程序入口函數
#023 //＊= = 入口參數：PDRIVER_OBJECT, PUNICODE_STRING
#024 //＊= = 出口參數：NTSTATUS
#025 //＊==============================================================
#026
#027 NTSTATUS
#028 DriverEntry (
#029 __in PDRIVER_OBJECT DriverObject,
#030 __in PUNICODE_STRING RegistryPath
#031 )
#032 {
#033 NTSTATUS status;
#034 PDEVICE_OBJECT deviceObject;
#035 PDEVICE_EXTENSION deviceExtension;
#036 UNICODE_STRING symbolicLink;
#037 UNICODE_STRING deviceName;
#038 ULONG i;
#039 KdPrint(("Enter HelloDRIVER DriverEntry!\n"));
#040
#041 UNREFERENCED_PARAMETER(RegistryPath);
#042
#043 RtlInitUnicodeString(&deviceName, L"\\Device\\HelloDRIVER");
#044
#045 // 處理派遣例程
#046 for (i = 0; i <= IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
#047 {
#048 DriverObject->MajorFunction[i] = DefaultDispatch;
#049 }
#050
#051 DriverObject->DriverUnload = DriverUnload;
#052 DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = DefaultDispatch;
#053 DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = DefaultDispatch;
#054 DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_READ] = DefaultDispatch;
#055 DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_WRITE] = DefaultDispatch;
#056
#057 // 創建設備
#058 status = IoCreateDevice( DriverObject,
#059 sizeof(DEVICE_EXTENSION),
#060 &deviceName,
#061 FILE_DEVICE_UNKNOWN,
#062 0,
#063 TRUE,
#064 &deviceObject);
#065 if(!NT_SUCCESS(status))
#066 {
#067 return status;
#068 }
#069
#070 deviceObject->Flags = DO_BUFFERED_IO;
#071 deviceExtension = (PDEVICE_EXTENSION)deviceObject->DeviceExtension;
#072 deviceExtension->DeviceObject = deviceObject;
#073 deviceExtension->DeviceName = deviceName;
#074
#075 RtlInitUnicodeString(&symbolicLink, L"\\??\\HelloDRIVER");
#076 deviceExtension->SymbolicLink = symbolicLink;
#077
#078 // 創建符號鏈接
#079 status = IoCreateSymbolicLink(&symbolicLink, &deviceName);
#080
#081 if(!NT_SUCCESS(status))
#082 {
#083 IoDeleteDevice(deviceObject);
#084 return status;
#085 }
#086
#087 KdPrint(("End of HelloDRIVER DriverEntry!\n"));
#088 return status;
#089 }
#090
#091 //＊==============================================================
#092 //＊= = 函數名稱：DriverUnload
#093 //＊= = 功能描述：驅動程序卸載函數
#094 //＊= = 入口參數：PDRIVER_OBJECT
#095 //＊= = 出口參數：VOID
#096 //＊==============================================================
#097
#098 VOID
#099 DriverUnload(
#100 __in PDRIVER_OBJECT DriverObject
#101 )
#102 {
#103 PDEVICE_OBJECT deviceObject;
#104 UNICODE_STRING linkName;
#105 KdPrint(("Enter HelloDRIVER DriverUnload!\n"));
#106
#107 deviceObject = DriverObject->DeviceObject;
#108
#109 while(NULL != deviceObject)
#110 {
#111 PDEVICE_EXTENSION deviceExtesion = \
#112 (PDEVICE_EXTENSION)deviceObject->DeviceExtension;
#113
#114 // 刪除符號鏈接與設備
#115 linkName = deviceExtesion->SymbolicLink;
#116 IoDeleteSymbolicLink(&linkName);
#117 deviceObject = deviceObject->NextDevice;
#118 IoDeleteDevice(deviceExtesion->DeviceObject);
#119 }
#120
#121 KdPrint(("End of HelloDRIVER DriverUnload!\n"));;
#122 }
#123
#124 //＊==============================================================
#125 //＊= = 函數名稱：DefaultDispatch
#126 //＊= = 功能描述：驅動程序默認派遣例程
#127 //＊= = 入口參數：PDEVICE_OBJECT, PIRP
#128 //＊= = 出口參數：NTSTATUS
#129 //＊==============================================================
#130
#131 NTSTATUS
#132 DefaultDispatch(
#133 __in PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
#134 __in PIRP Irp
#135 )
#136 {
#137 NTSTATUS status;
#138 KdPrint(("Enter HelloDRIVER DefaultDispatch!\n"));
#139
#140 UNREFERENCED_PARAMETER(DeviceObject);
#141 status = STATUS_SUCCESS;
#142
#143 // 完成IRP請求
#144 Irp->IoStatus.Status = status;
#145 Irp->IoStatus.Information = 0;
#146 IoCompleteRequest(Irp, IO_NO_INCREMENT);
#147
#148 KdPrint(("End of HelloDRIVER DefaultDispatch!\n"));
#149 return status;
#150 }
#151
#152 //＊==============================================================
#153 //＊= = 文件結束
#154 //＊==============================================================
本示例代碼可以從本書的\Chapter01\HelloDRIVER目錄下找到。
1.1.2 代碼解釋
或許你驚訝于這個簡單的擴充如此之長，其實如果細心看一下，它并不像你想象的那么多。
細心的讀者一定發現了，目前所用的兩個例子都攜帶了完整的程序注釋。注釋對于編程風格來說是很重要的一點，很多程序員對此不以為然，這是很不好的一個習慣。不同的編程人員習慣于不同的編程風格，希望讀者能對此加以重視并形成自己的編程風格。良好的編程風格不僅有利于程序的可讀性，對于程序的質量也起著不容忽視的作用。
希望對編碼質量進一步提高的讀者可以閱讀《編程匠藝——編寫卓越代碼》或者《代碼大全》等書。在之后的代碼示例中，出于編排考慮，將不再貼出完整示例及注釋。
接下來我們仔細看一下示例代碼，并對此加以詳細解釋。
代碼示例1-2是HelloDRIVER驅動程序的聲明文件。這之后，我們對注釋部分不再單獨加以解釋，請讀者自行閱讀。
第010、011、052行，這是C語言中常見的預處理，用來避免頭文件重復包含導致編譯錯誤。另外，也可以使用#pragma once來避免此錯誤，其作用是防止頭文件多次被包含，保證頭文件只被編譯一次，比上個方法的可移植性稍差。
第017行，包含驅動所需的頭文件。
第023～029行，這是一個結構體定義，用以描述驅動程序的設備擴展。它保存了我們自定義所需的一些信息，有助于更加方便地編程。
第35～50行，這是相關的函數聲明。這些函數的具體實現存在于定義文件中，我們在下面加以詳細介紹。
代碼示例1-3是HelloDRIVER驅動程序的定義文件。
第010行，包含指定的聲明文件。為每個定義文件寫一個聲明文件是一個不錯的習慣。
第016～018行，這是一些預處理。在驅動開發中，需要為每一個函數指定其是分頁內存還是非分頁內存。INIT標識是指此函數在驅動加載時使用，是初始化相關的函數，驅動成功加載以后可以從內存卸載。PAGE標識是指此函數在驅動運行時可以被交換到磁盤上。如果不指定，編譯器默認為非分頁內存。
一般情況下，我們不需要考慮這些問題，但是有些特殊情況，代碼是不允許被交換到磁盤上的，否則將導致操作系統藍屏或者自動重啟。這里需要注意一點，那就是函數聲明必須在這些指定內存分配的預處理之前，否則無法通過編譯。
從第027行開始，是DriverEntry函數的具體實現。1.1節我們說過，DriverEntry是驅動程序的入口函數，它由操作系統內核中的I/O管理器調用。
第033～038行，這是函數相關的變量定義。在C語言中，變量不允許被定義在函數流程處理中，也就是說，必須定義在函數體的開始處，否則出現編譯錯誤。在C++語言中則沒有這種限制。
第039行，可以看出KdPrint也是一個字符串打印函數。其實這個函數和上面的DbgPrint是同一個函數，是它的宏定義方式，用以打印調試信息。將其定義為宏的好處在于調試版本打印出具體信息供開發者參考，而在發行版本編譯時完全被移除了，這樣可以減小驅動文件大小并有助于提高程序的運行效率。
這里提一下調試版本和發行版本。在應用程序中調試版本和發行版本分別被稱為Debug版本和Release版本，而在驅動程序中則被稱為Check版本和Free版本。前后兩者除了名字不一樣外，沒什么實質性的差別。而調試版本和發行版本的不同則在于前者包含了大量的調試信息，沒有經過優化，方便開發者尋找程序缺陷和漏洞。
第041行，UNREFERENCED_PARAMETER是一個宏，經常被用來指定參數未被引用，可以避免不必要的警告。
說到警告，很多應用程序員大都不以為然。但是我們希望你在驅動開發中能改掉這個習慣，當然沒有更好。因為驅動程序的崩潰會導致操作系統的崩潰，直接造成死機或藍屏。除非你十分確定警告不會對驅動程序帶來不穩定的因素，否則請修正它，因為做到沒有警告是使驅動更加趨于穩定的一個基礎。
第043行，對一個Unicode字符串進行初始化。Windows內核中大量使用Unicode字符串，其具體操作有一系列函數（詳情請參看MSDN文檔），這一系列函數屬于Rtl系列，也就是微軟推薦使用的運行時函數。
第046～049行，一個循環體。宏IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION代表驅動程序最大的派遣函數指針數。這里使用一個默認的派遣函數來初始化它們，然后緊跟著在下面修改我們不打算使用默認的派遣函數指針。
這些派遣函數又可以稱為回調函數，由定義實現，提供給操作系統調用。回調函數的意義和應用程序中的沒有差別，只不過在驅動程序中，這些派遣函數是我們的主要工作重點。學習本書的主要任務也會建立在它們的基礎之上。
對于普通的驅動程序，可以不考慮對所有的派遣函數指針進行初始化，但是如果想要實現一個過濾驅動程序，那么請參照以上方式初始化。具體實現方式，請參閱本書關于過濾驅動程序的章節。如果沒有進行全部初始化，編譯器會對未處理的派遣函數指針進行默認處理。
第051行，卸載函數。這個派遣函數必須單獨提供，并且在操作系統版本不同的情況下，這個函數可能需要注意一些不同的東西。如果不打算對驅動程序進行卸載，這個函數可以不用提供。
第052～055行，提供給操作系統的創建、關閉以及讀寫的派遣函數。當然，還有更多的派遣函數需要提供，這里為了簡單，我們使用DefaultDispatch來代替。
第058行，使用IoCreateDevice函數宏創建一個設備對象，其名稱為“HelloDRIVER”。HelloDRIVER的設備類型為“FILE_DEVICE_UNKNOWN”，是一種獨占設備，在運行時只能被一個應用程序所使用。
第065～068行，判斷設備是否創建成功，并進行必要的失敗處理。驅動程序中這樣的處理對于驅動程序的健壯性起著不容忽視的作用。
第070行，設置設備的標識。有BUFFERED_IO和DO_DIRECT_IO兩種，代表了兩種不同的緩沖區處理方式。
第071～076行，這里初始化了一個Unicode字符串，同時也初始化了聲明文件中定義過的設備擴展結構體。設備擴展中保存了我們自定義所需的一些信息。
第079～085行，使用IoCreateSymbolicLink函數宏創建了設備符號鏈接，并對創建結果判斷以進行必要的失敗處理。這個符號鏈接名主要用來與應用程序進行通信。如果創建失敗，則刪除已經創建的設備對象。
驅動程序的設備名稱對應用程序是透明的，所以只能用于內核程序。這也是為什么要創建設備符號鏈接的原因。
從第098行開始，是DriverUnload函數的具體實現，它的功能是刪除設備對象和設備符號鏈接。如果在DriverEntry函數中分配了資源，也要在這里釋放。
第107行，由驅動對象指針參數得到設備對象指針。
第109～119行，遍歷已經創建的所有設備符號鏈接和設備對象，并將其刪除。
從第131行開始，是DefaultDispatch函數的具體實現，它的功能是直接完成了IRP （Input/Output Request Package，輸入輸出請求包）。
第144行，設置IRP的狀態為成功。
第145行，因為打算直接完成IRP，所以操作信息的長度為空，這里將字節處理長度信息設置為0。
第146行，使用IoCompleteRequest函數直接完成IRP。
為了遵循一部分讀者開發程序的習慣，這個示例只使用了一個文件。在編譯程序時，聲明文件是默認被包含到定義文件中的，所以暫時忽略不計。
1.1.3 驅動程序的編譯和安裝
編譯驅動程序需要驅動開發環境。我們還沒有介紹WDK的下載與安裝，所以讀者可以先看看這里的編譯、安裝效果，等閱讀完第2章以后，再回過頭來自己動手實踐，相信你一定可以非常輕松地完成這個任務。
驅動程序的編譯不像開發應用程序一樣，可以簡單地單擊某個菜單或命令按鈕就能通過IDE集成環境完全實現，而是需要使用一種叫做nmake的工具。
打開Hello World目錄，可以看到有一個Makefile文件。文件內容如下：
!INCLUDE $(NTMAKEENV)\makefile.def
這個文件幾乎千篇一律，讀者可以隨便找一個Windows驅動程序的示例拷貝一個。微軟建議不要去修改這個文件，我們最好遵循這個建議。
另外，讀者還能發現文件夾里有一個Sources文件，具體內容如下：
TARGETNAME = Hello World
TARGETTYPE = DRIVER
TARGETPATH = OBJ
SOURCES = Hello World.c
這是一個簡單的Sources文件例子。第1行用來指定驅動編譯后的驅動程序文件名稱；第2行用來指定生成的程序為驅動程序；第3行用來指定編譯后生成文件的存放路徑；最后1行用來指定要編譯的源碼文件。
大部分驅動程序開發人員都知道Sources文件的這種用法，卻很少用它編譯EXE或者DLL。具體論述參閱本書第2章。
這里一定不要寫聲明文件，否則將出現編譯錯誤，錯誤信息提示為“編譯目錄出現錯誤”，而沒有指明具體是什么錯誤。如果犯下這樣的錯誤，一時間很難想到錯誤原因。
如果想要查看編譯輸出的錯誤信息和警告信息，可以從工程目錄里尋找ERR類型文件與WRN類型文件。
打開WDK編譯環境，這個環境是以命令行形式提供的，按如下操作進行即可。
如圖1-1所示，單擊“開始”→“程序”→“Windows Driver Kits”→“WDK6001. 10082”→“Build Environments”→“Windows XP”→“Launch Windows XP x86 Checked Build Environment”，打開WDK編譯環境的命令行，通過DOS命令切換到工程文件的存放目錄，輸入“build”，然后按回車鍵，編譯結果如圖1-2所示。
圖1-1 開始菜單中的WDK
圖1-2 Hello World的編譯結果
編譯鏈接成功的SYS類型文件存放于當前目錄的\objfre_wxp_x86\i386下。
同理，我們用同樣的辦法編譯HelloDRIVER驅動程序。不過這里采用Check版本，選擇“Launch Windows XP x86 Checked Build Environment”。文件生成的目錄會稍微有一點差異，在當前目錄的\objchk_wxp_x86\i386下。
接下來的問題是如何加載驅動程序。文件夾中的HelloDRIVER.sys驅動程序是無法直接加載的，也就是說，無法像運行EXE程序一樣，直接雙擊運行。NT驅動需要有專門的程序來加載，這里使用DriverStudio軟件里的Monitor工具。
打開Monitor軟件，單擊“File”→“Open Driver”，選擇“HelloDRIVER.sys”，然后依次運行Start Driver和Stop Driver，可以看到如圖1-3所示的信息。
圖1-3 HelloDRIVER驅動的加載信息
同樣，我們也可以用這個工具加載Hello World驅動程序。如果使用Monitor工具，可能需要安裝DriverStudio軟件，或者將其單獨取出來。如果讀者嫌麻煩，可以從網上找自己喜歡的驅動加載工具。
這里的驅動程序不需要進行調試和測試，因為我們給出的是已經經過測試與調試之后運行正常的代碼。關于具體調試和測試的知識，我們會在以后的章節中詳細論述。
1.1.4 查看我們的驅動
在前面我們提到，DbgPrint函數打印的字符串無法通過控制臺查看，需要借助于其他的工具。
通過圖1-3可以知道，使用Monitor工具可以查看驅動程序中的打印信息。這里簡單介紹一下另外一個工具——DebugView軟件，它也可以用來查看在驅動程序中打印的調試信息。
打開DebugView軟件，然后利用Monitor加載Hello World程序，可以看到DebugView中顯示了如圖1-4所示的信息。
圖1-4 使用DebugView查看打印信息
程序的“Hello, Windows Driver!”赫然在目！
如果想查看自己的設備驅動，可以按照上面的步驟再次加載HelloDRIVER驅動程序，然后重啟計算機。
右鍵單擊“我的電腦”→選擇“屬性”→“硬件”選項卡→“設備管理器”，打開“設備管理器”窗口，選擇“查看”菜單下的“顯示隱藏的設備”命令，可以看到已經加載成功的HelloDRIVER驅動。
筆者的計算機中顯示的信息如圖1-5所示。
圖1-5 查看HelloDRIVER設備
這是通過操作系統自身看到的，當然，也可以通過其他軟件來查看，比如WinObj工具，如圖1-6所示。注意：本書里提到的工具，在第2章都會進行介紹。
圖1-6 用WinObj查看HelloDRIVER設備
1.2 虛擬環境
1.2.1 使用虛擬環境進行驅動開發
因為內核調試會凍結它所運行的操作系統，并存在各種形式的系統不穩定等弊端，在實際的驅動開發工作中，大多數開發人員只是在最終階段才會在實際的機器上進行開發調試，其余的大部分時間是使用虛擬環境進行驅動開發的。
使用虛擬環境進行開發，還可以節省很多資源，例如，對于沒有能力購買另外一臺PC的人，或者對于頻繁出差需要在便攜環境下進行內核調試的人來說，都提供了不錯的解決方案。
這里通常使用的兩類虛擬環境為VMware虛擬機和Virtual PC虛擬機。
1.2.2 使用VMware虛擬機
VMware Workstation是威睿公司推出的一款商業軟件產品，是桌面虛擬化解決方案的軟件代表，如圖1-7所示。全球不同規模的客戶都依賴它降低成本和運營費用，確保業務持續性以及加強安全性等。
圖1-7 WMware 7.0.1版本下的Windows XP操作系統
VMware虛擬機在7.0版本之后的版本中增加了對Windows 7的支持。所以這里的設置以VMware 7.0以及之后的版本為準，但是配置卻與之前的版本完全一樣。
新建虛擬機之后，單擊菜單項“VM”→“Settings”，會彈出如圖1-8所示的對話框。單擊“Add”按鈕，選擇“Serial Port”，再選擇“Use named pipe”，在第一個編輯框中輸入“\\.\pipe\com_1”，第二項選擇“The end is the server.”，第三項選擇“The other end is a virtual machine.”，然后單擊“OK”按鈕完成操作。
圖1-8 VMware虛擬機的配置對話框
注意：一定要選中“Device status”下的復選框“Connect at power on”。
1.2.3 目標機設置
虛擬機里安裝了想要調試的操作系統版本之后，還需要設置目標機為可調試的。在Windows Vista操作系統之后，目標機的可調試性設置與之前略有不同，下面一一介紹。
（1）Windows XP/Windows 2003的環境設置
打開系統盤，顯示受保護的操作系統文件并且顯示所有的文件和文件夾，找到boot.ini文件，去掉只讀屬性等，打開文件可以看到如下內容：
[boot loader]
timeout=30
default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP
Professional" /noexecute=optin /fastdetect
復制最后一行文字，拷貝到下一行，并在最后添加“/debug /debug /debugport=com1/baudrate=115200”，顯示如下：
[boot loader]
timeout=30
default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP
Professional" /noexecute=optin /fastdetect /noguiboot
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP
Professional" /noexecute=optin /fastdetect /debug /debug /debugport=com1
/baudrate=115200
保存之后再次啟動，即可發現引導菜單中多了一項“調試引導的系統”。
（2）Windows Vista/ Windows 7的環境設置
Windows Vista版本之前，Windows操作系統使用boot.ini進行引導，所以可以通過修改此文件進行系統的可調試性設置，但是Windows Vista之后的操作系統就無法再用法進行可調試性設置了。
在已經出版的《天書夜讀——從匯編語言到Windows內核編程》和《寒江獨釣——Windows內核安全編程》兩本書中，關于Windows Vista的可調試性設置一直是使用bcdedit命令。這種方式比較煩瑣，但是在系統啟動時可以有選擇性地進入，或者為普通啟動，或者為調試啟動，無須再重新進行選項設置。
對于這種方式的設置，讀者可以參考前兩本書，這里不再復述。這里講述一種較為簡單的設置方式，但是如果需要普通啟動，則需要重新進行選項設置。
單擊“開始”菜單→“所有程序”→“附件”，打開“命令提示符”，輸入“msconfig”命令，打開“系統配置”對話框；或者使用“WIN+R”組合鍵打開“運行”對話框，輸入“msconfig”命令，打開“系統配置”對話框。選擇“引導”選項卡，單擊“高級選項”按鈕，如圖1-9所示。
圖1-9 Windows Vista/Windows 7的可調試性設置對話框
選中“調試”復選框，然后選擇“調試端口”等。這里的設置與虛擬機的設置以及調試器的設置一定要一致，只有三者的設置一致，才能正常連接調試。這里采用的選項與之前的設置一樣：
-b -k com:port=\\.\pipe\com_1,baud=115200,pipe
將WinDBG連接至虛擬機進行調試，如圖1-10所示。
運行VMware虛擬機里設置成功的調試操作系統，然后打開我們創建的WinDBG快捷方式進行連接。WinDBG調試器的快捷鍵以及菜單命令與Visual Studio系列軟件一致，包括設置斷點按F9鍵、運行按F5鍵等，讀者可以看一下調試菜單中的菜單項。
圖1-10是本書第一個例子Hello World驅動的調試截圖，其中斷在打印輸出日志的語句上。
1.2.4 Virtual PC虛擬機
Virtual PC是微軟為了爭奪虛擬化市場而推出的一款軟件產品，和VMware一樣也十分優秀。它也可以像VMware一樣，被用來進行驅動的雙機調試。由于這里已經詳細介紹了VMware虛擬機的使用，所以Virtual PC就不做過多的介紹了，它的設置與VMware虛擬機一樣，并不復雜，讀者可以自己嘗試一下。
1.3 小結
本章以一個簡單的Hello World驅動程序為例，講解了驅動編程中最基本的一些要素。本章內容較為基礎，對于初學者是不錯的入門課程；而對于熟練的讀者，算是讓大家在學習更豐富的內容之前，熱熱身吧。
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