VxD 程序设计入门

We 我们在上一节学会了如何编写一个什么事也不做的VxD程序。在这一节里，我们要给它增加处理控制消息的功能。

VxD的初始化和结束

VxD程序分为两种：静态的和动态的。每种的加载方法都不同，接受到的初始化和结束的控制消息也不同。

静态VxD:

下列情况下，VMM加载一个静态VxD:

一个实模式常驻程序通过调用中断2FH，1605H,来调用此VxD。
此VxD在注册表中的如下位置有定义：

HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\VxD\key\StaticVxD=VxD带路径文件名

此VxD在system.ini中的[386enh]行下有定义：[386enh] section:

在开发的时候，我建议你从system.ini载入VxD程序，因为这样如果你的VxD程序有错而导致Windows不能启动的话，你可以在Dos下修改system.ini，而如果你使用的注册表载入的办法，就无法修改了。
当VMM加载你的静态VxD程序时，你的VxD程序会按以下顺序接收到三个系统控制消息：

Sys_Critical_Init VMM在转入到保护模式后，开放中断前发出这个控制消息。大多数VxD程序到不要用到这个消息，除非：
- 你的VxD程序要接管一些其他VxD程序或者保护模式程序要用到的中断。既然你处理这个消息的时候这个中断还没有打开，你就可以确定在你接管这个中断的时候此中断不会被调用。
- 你的VxD程序为其他的VxD程序提供了一些VxD服务。例如，一些在你的VxD程序后加载的VxD程序在处理Device_Init控制消息时需要调用一些你的VxD服务，既然Sys_Critical_Init 控制消息在Device_Init消息之前被发送，所以你应该在Sys_Critical_Init 消息发送时初始化你的程序。
如果你要对这消息进行处理，你应该尽可能快的做完初始化工作，以免太长的执行时间导致的硬中断丢失。(记住：中断还没打开)
Device_Init VMM在开放中断后发送此信息。大多数VxD程序都在得到这个消息时初始化。因为中断都开放了，所以耗时的操作也可以在这里执行而不必怕会导致硬中断的丢失。你可以在这时进行初始化(如果你需要的话）。
Init_Complete 在所有的VxD程序处理完Device_Init 消息之后,VMM释放初始化段（ICODE和RCODE段类）之前，VMM发出这个控制消息。只有少数几个VxD要处理这个消息。

你的VxD程序在成功地初始化后，必须将返回标志清零，反之，必须在返回之前把返回标志设为出错信息。如果你的VxD不需要初始化，你就不必对这些消息进行处理。
当要结束静态VxD的时候，VMM发送如下的控制消息：

System_Exit2 当你的VxD程序收到这个消息，Windows95正在关闭系统，除了系统虚拟机所有其他虚拟机都已经退出了。尽管如此，CPU仍然处于保护模式下，在系统虚拟机上执行实模式编码也是安全的。在这时Kernel32.dll也已经被卸载了。
Sys_Critical_Exit2 当所有的VxD完成对System_Exit2的响应处理并且中断都被关闭后，你的VxD收到到这个消息。

许多VxD程序并不要响应这两个消息，除非你要为系统做转换到实模式的准备。要知道，当Window95关闭时，它进入到实模式。所以如果你的VxD程序对实模式影像做了一些会导致它不稳定的操作，它就需要在这时进行恢复。
你也许会感到奇怪：为什么这两个消息后面都跟着个“2" ”。这是因为：在VMM加载VxD程序的时候，它是按照初始化顺序值小的VxD先加载的顺序加载的，这样VxD程序就可以使用那些在它们之前加载的VxD程序提供的服务。例如，VxD2要用到VxD1中的服务，它就必须把它的初始化顺序值定义的比VxD小。加载的顺序是：

..... VxD1 ===> VxD2 ===> VxD3 .....

那么卸载的时候，理所当然的是初始化顺序值大的VxD程序先被卸载，这样他们仍然可以使用比它们后加载的那些VxD程序提供的服务。如上面的例子，次序是：

.... VxD3 ===> VxD2 ===> VxD1.....

在上边的例子中，如果VxD2在初始化时调用了VxD1中的某些服务，那么卸载时它可能也要再次用到一些VxD1中的服务。System_Exit2和Sys_Critical_Exit2是反初始化顺序发送的。这表示，当VxD2接受到这些消息时，VxD1还没有被卸载，它仍可以调用VxD1的服务，而System_Exit和Sys_Critical_Exit消息不是按照反初始化顺序发送的。这意味着，你不能肯定你是否仍能调用在你之前加载的VxD提供的VxD服务。新一代的VxD程序不应该使用这些消息。
还有两种退出消息：

Device_Reboot_Notify2 告诉VxD程序VMM正在准备重新启动系统。这时候中断还是开放的。
Crit_Reboot_Notify2 告诉VxD程序VMM正在准备重新启动系统。这时候中断已经被关闭了。

到这里，你可以猜到还有Device_Reboot_Notify和Crit_Reboot_Notify 消息，但它们并不是像“2”版本的消息一样按反初始化顺序发送的。

动态VxD:

动态VxD在Windows9x里可以动态的被加载和卸载。这个特点在Window3.x下是没有的。动态VxD程序的主要作用是用来支持某些动态的硬件设备的重装，比如：即插即用设备。尽管如此，你可以从你的Win32程序中加载/卸载它，也可以把它看作是你的程序的一个到ring-0的扩展。
上一节我们提到的例子是一个静态的VxD，你可以把它转换成一个动态的VxD，只要在.def文件中VxD标记的后面加上关键字DYNAMIC。

VxD FIRSTVxD DYNAMIC

这就是你把一个静态VxD转换成一个动态的VxD所要做的一切。
一个动态的VxD可以按以下的方法被加载：

把它放到你的Windows目录下的\SYSTEM\IOSUBSYS目录中。在这个目录里的VxD会被输入输出监视器(ios)加载。这些VxD必须支持层设备驱动。所以用这种方法加载你的动态VxD并不是一个好办法。
用VxD加载服务。 VxDLDR是一个可以加载动态VxD的静态VxD。你可以在其他VxD里面或者在16位代码里面调用它的服务。
用Win32应用程序里的 CreateFile API。你在调用CreateFile时，你的动态VxD要以下面的格式填写：
例如，如果你要加载一个在当前目录下名为FirstVxD的动态VxD，你需要做如下的工作：
.data
VxDName db "\\.\FirstVxD.VxD",0
......
.data?
hDevice dd ?
.....
.code
.....
invoke CreateFile, addr VxDName,0,0,0,0, FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE,0
mov hDevice,eax
......
invoke CloseHandle,hDevice
......

FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE 这个标志用来说明该VxD在CreateFile返回的句柄关闭时被卸载。
如果你用CreateFile来加载一个动态VxD，那么这个动态VxD必须处理w32_DeviceIoControl 消息。当你的动态VxD第一次被CreateFile函数加载的时候，VWIN32 向你的VxD发出这个消息。你的VxD响应这个消息，返回时eax中的值必须为零。当应用程序调用DeviceIoControl API来与一个动态VxD通讯时，w32_DeviceIoControl消息也被发送。我们会在下一章讲到DeviceIoControl接口。
一个动态VxD在初始化时收到一个消息：

Sys_Dynamic_Device_Init

在结束时也收到一个控制消息：

Sys_Dynamic_Device_Exit

动态VxD不会收到Sys_Critical_Init, Device_Init和Init_Complete控制消息，因为这些消息是在系统虚拟机初始化时发送的。除了这三个消息，动态VxD能收到所有的控制消息，只要它还在内存里。它可以做静态VxD可以做的所有事情。简单的说，动态VxD除了加载机制和接收到的初始化/结束消息跟静态VxD不同以外，它能做静态VxD所能做的一切。

其它系统控制消息

当VxD在内存里的时候，除了接收和初始化及结束相关的消息外，它还要收到许多别的控制消息。有些消息是关于虚拟机管理器的，有的是关于各种事件的。例如，关于虚拟机的消息如下：

Create_VM
VM_Critical_Init
VM_Suspend
VM_Resume
Close_VM_Notify
Destroy_VM

选择地响应你所感兴趣的消息是你自己的责任。

在VxD内创建函数

你要在一个段里面定义你的函数。你应该首先定义一个段，然后把你的函数放进去。例如，如果你要把你的函数放到一个可调页段中。你应该先定义一个可调页段，像这样：

VxD_PAGEABLE_CODE_SEG
（你的函数写在这里）
VxD_PAGEABLE_CODE_ENDS

你可以在一个段里面插入多个的函数。作为一个VxD编写者，你必须决定每一个函数应该放到哪个段里面去。如果你的函数必须时刻存在于内存中，如某些硬件中断处理程序，就把它们放到锁定页面段里面，否则，你应该把它们放到可调页段。
你要用BeginProc和EndProc 宏来定义你的函数：

BeginProc 函数名
EndProc 函数名

使用BeginProc 宏还可以加上一些参数，想了解这些细节，你可以看看Win95 DDK的文档。大多数时候，你只用填写函数的名字就够了。
因为BeginProc-EndProc 宏比proc-endp 指令的功能要强，所以你应该用BeginProc-EndProc宏来代替proc-endp指令

VxD编程约定

寄存器的使用

你的VxD程序可以使用所有的寄存器，FS和GS。但是在改动段寄存器的时候一定要小心。尤其是，一定不要改动CS和SS的内容，除非你对将发生的事情有绝对的把握。你可以使用DS和ES，但一定要记住在返回时恢复它们初值。有两个特征位尤其重要：方向和中断特征位。不要长时间的屏蔽中断。还有如果你要改动方向特征位，不要忘了在返回之前恢复它的初值。

参数传递约定

VxD服务函数有两种调用约定：寄存器法和堆栈法。调用寄存器法服务函数时，你通过各种寄存器来传递服务函数的参数。并且，在调用完成后检查寄存器的值来看操作是否成功。不要总是以为在调用服务函数后主要寄存器的值还和以前一样。当调用堆栈法服务函数时，你把要传递的参数压栈，在eax得到返回值。堆栈调用法的服务函数保存ebx，esi，edi和ebp的值。许多寄存器调用法服务函数都源于Windows3.x的时代。在大多数时候，你可以通过名字来区分这两种服务函数，如果一个函数的名字一下划线开头，如_HeapAllocate，它就是一个堆栈法的服务函数（除了少数从VWIN32.VxD导出的函数）。如果函数名不是一下划线开头，它就是一个寄存器法的服务函数。

调用VxD服务函数

你可以通过VMMCall和VxDCall 宏来调用VMM和VxD服务。这两个宏的语法是一样的。当你要调用VMM导出的VxD服务函数时，用VMMCall。当你要用其它VxD程序导出的VxD服务函数时，用VxDCall。

VMMCall service ; 调用寄存器法服务函数e
VMMCall _service, <argument list> ; 调用堆栈法服务函数

正如我在前面所讲的，VMMCall和VxDCall分解出一个跟着一个双字的20h中断，这样用起来很方便。当你调用堆栈法服务时，你必须用角括号把你的参数列括起来。

VMMCall _HeapAllocate, <<size mybuffer>, HeapLockedIfDP>

_HeapAllocate是一个堆栈法服务函数。它有两个参数，我们必须用角括号把它们括起来。由于第一个参数是一个这个宏不能正确解释的表达式，所以我们又要用一个角括号把它括起来。

Flat地址

在老的编译工具里，当你使用offset 操作符时，编译器和联接器会生成错误地址，所以VxD编写者用offset flat:来代替offset。imm.inc包括了一个使这更简单的宏：OFFSET32 来代替offset flat:。所以如果你要用地址操作时，用OFFSET32 来代替offset操作符。

注意： 当我写这篇教程的时候，我试了一下用offset 操作符。它可以生成正确的地址。所以我想MASM6.14修正了这个bug。但是为了安全起见，你还是应该用OFFSET32宏来代替offset。

由 Ryo 翻译，发表于 http://asm.yeah.net，英文版本来自 [Iczelion's Win32 Assembly Homepage]