详述C++语言的VxD与外界通讯的所有接口

核心提示：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.计算机中的其它

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.计算机中的其它资源,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）,以通过95的DPMI接口存取内存高端的Windows图形环境.其它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）,相对其它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页包括:可被其它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页包括: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页包括: 对出现在Windows 3.1及Windows 95中各消息的响应,如静态装入时的DYNAMIC_INIT消息. 　　（5） Windows95 Control Messages页包括: 对只出现在Windows 95中各消息的响应,如动态装入时的SYS_DYNAMIC_INIT消息. 　　（6） 用C++实现VxD时,Classes页包括: 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_INIT； 　　（7） Output Files页包括: 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. 更多内容请看C/C++技术专题专题，或
　　3. C++语言的VxD与外界通讯的所有接口: 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IOCTLPAR
AMS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（2）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 h1,HANDLE h0,
LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow）{
FARPROC entry； //32位
_asm{
mov ax,1684h
mov bx,3180h
int 2fh；取入口的选择符/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]
} 　　对PM_API_Entry的处理如（3.2）.

　　（4） 被DPMI的实模式/V86模式下16位应用程序访问的接口: 　　与（2）类似,但在API页上选Vendor Specific Application Entry Points中的Real/V86 Mode标签,然后在Vendor ID String中输入唯一标识串my,即可生成My_V86VendorEntry::handler入口,访问它的程序是: str db 'my',0 ；VxD的唯一标识串
entry dd ?
mov ax,168Ah ；功能号
lea si,str ；要求ds/si值是str的段值/偏移值
int 2Fh ；取入口的段/偏移到es/di,成功时,al返回0
cmp al,0
jne L0
mov word ptr [entry],di
mov word ptr [entry+2],es
...
call [entry]
　　对handler的处理如（3.2）.

　　（5） 被DPMI的保护模式下16位应用程序访问的接口: 与（4）类似,但选Protected Mode标签,即可生成My_ProtVendorEntry::handler入口,访问它的程序是: int PASCAL WinMain（HANDLE h1,HANDLE h0,
LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow）{
char *id="my"；
FARPROC entry；
_asm{
mov ax,168Ah
mov si,id
int 2Fh ；取入口的选择符/偏移到es/di
cmp al,0
...
}
} 　　对handler的处理如（3.2）.

　　（6） 可被其它VxD访问的接口: 　　若your.VxD欲调my.VxD的做两数相减的minus接口,需在my.VxD的VxD service页上输入原型DWORD _cdecl minus（DWORD i,DWORD j）,再在MyDevice::minus中,写return（i-j）； 　　your.mak中,需处理中间文件wrap.cpp: OBJECTS=your.OBJ wrap.obj
...
wrap.OBJ:wrap.cpp my.h 　　wrap.cpp中,对带参数的VxD服务,需用VMM宏指令VxDJmp转入,各参数进入wrap时,已按C的调用约定入栈；对不带参数VxD服务,可调用VMM宏指令VxDCall（接口名）:
#include "my.h"
DWORD _cdecl MyDevice::
minus（DWORD i,DWORD j）{
VxDJmp（minus）；
} 　　your.cpp的某一函数f,可用VMM服务Get_DDB,查my.VxD是否已装入,若未装入,则用VxDLDR服务

　　VxDLDR_LoadDevice将其装入:
#define DEVICE_MAIN
#include "your.h"
Declare_Virtual_Device（YOUR）
#undef DEVICE_MAIN 　　#include "my.h" //此行需在DEVICE_MAIN外
VOID f（）{
PDEVICEINFO pinfo；
PDDB pddb；
DWORD r；
pddb=Get_DDB（0,"MY "）；
//用空格补全长度小于8的VxD名
if （pddb==0） {//未装入
r=VxDLDR_LoadDevice（"my.VxD",
VxDLDR_INIT_DEVICE,&pinfo,&pddb）；
if （r!=0） //VxDLDR_LoadDevice未能成功装入my.VxD
return；
}
MyDevice::minus（值1,值2）；
} 更多内容请看C/C++技术专题专题，或