使用DriverStudio构造USB过滤驱动程序

本文分三部分来介绍如何构造一个简单的USB过滤驱动程序，包括“基本原理”、“程序的实现”、“使用INF安装”。此文的目的在于希望读者了解基本原理后，可以使用除DDK以外最流行也最方便的驱动开发工具DriverStudio来实现一个自己的过滤驱动，并正确地安装。

一、基本原理　

我们知道，WDM（和KDM）是分层的，在构造设备栈时，IO管理器可以使一个设备对象附加到另外一个初始驱动程序创建的设备对象上。与初始设备对象相关的驱动程序决定的IRP,也将被发送到附加的设备对象相关的驱动程序上。这个被附加的驱动程序便是过滤驱动程序。如右图，过滤驱动可以在设备栈的任何层次中插入。IO管理器发出的IRP将会沿着右图的顺序从上往下传递并返回。因此，我们可以使用过滤驱动程序来检查、修改、完成它接收到的IRP，或者构造自己的IRP。　

上面这种文字是很枯燥的，好在“前人”已经写过一些范例以供我们更好地理解这些概念。读过Waltz Oney的《Programming Windows Driver Mode》一书的读者大概都知道Waltz Oney提供的范例中有一个关于USB过滤器(第九章)的例子，而在此基础上，《USB Design By Example》(http://www.usb-by-example.com)的作者John Hyde实现了一个USB键盘过滤驱动程序，即给此程序增加了一个“拦截(Intercept)”功能来处理USB键盘的Report以实现特定的功能：当驱动程序在IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL设置的完成例程从USB设备拦截到一个Get_Report_Descriptor时，拦截程序将此Descriptor中的USAGE值从“Keyboard”改为“UserDefined”，再返回给系统。

我们可以从这个例子中获得一些灵感，比如，在Win2k下，键盘是由OS独占访问的，我们可以通过这种方式使之可以让用户自由访问；我们也可以拦截其他Report_Descriptor，将部分键重新定义，以满足特殊的要求；如果你愿意再做一个用户态的程序，你还可以将你拦截到的键值传递给你的用户态程序，以实现象联想、实达等国内电脑大厂出品的那些键盘上的各种实用的功能。

二、程序的实现

Waltz Oney和John Hyde的例子已经写得很详细了，读者可以不用修改一个字节便顺利地编译生成一个过滤驱动程序。本文的目的在于使用DriverStudio组件Driverworks来实现同样的功能。

相信读者读到这篇文章时，已经对DriverStudio有了很多的了解。DriverStudio作为一个以C++为基础的“快速”驱动开发工具，它封装了基本上所有的DDK的函数，其集成在VC++中的DriverWizard，可以很方便地引导你完成设备驱动程序开发的全过程，能根据你的硬件种类自动生成设备驱动程序源代码，并提供了很多范例程序。当然，这些例子中便包含一个USB Filter驱动程序的框架。在不侵犯版权的前提下，充分利用现有共享的、免费的、授权的代码是我们的一贯作法。我们下面便以此范例为基础来作修改。

我们的目的是做一个HID小驱动程序hidusb.sys的Lower Filter，它附加在“人机接口设备” ，通过拦截USB的Get_Report_Descriptor来修改其返回值，当它发现该Descriptor的Usage 为“Keyboard”时，将其改为“UserDefined”，如此我们便可以完全控制这只键盘。具体做法是，拦截IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL，并检查其IOCTL代码及URB，如果满足IOCTRL功能代码为IOCTL_INTERNAL_USB_SUBMIT_URB以及URB功能代码为URB_FUNCTION_GET_DESCRIPTOR_FROM_INTERFACE的条件，即上层驱动发来Get_Report_Descriptor请求时，设置一个完成例程，在这个完成例程中，我们将判断Usage的值，将Usage由“6(Keyboard)”时，将其改为“0(UserDefined)”。

打开C:\Program Files\NuMega\DriverStudio\DriverWorks\Examples\wdm\usbfilt目录(具体目录依你的DriverStudio所安装的目录不同而不同) ，再打开工程文件usbfilt.dsw，我们先看一下代码。