文件系统驱动编程基础篇之3——Ioctl控制操作

　　二、对象管理与命名空间（Namespace）

　　内核空间中不同类型的对象都通过对象管理器统一管理，并通过命名空间这一逻辑上的概念来组织各个对象，类似于资源管理器。Device目录存放着通过IoCreateDevice创建的各种设备对象，包括文件系统驱动下创建的卷对象。FileSystem目录存放着文件系统驱动对象和文件系统识别器设备对象（这些内容将在进阶篇叙述）。更具体的描述请参看资料2。

　　到目前为止，我们还未讨论过用户模式下的应用程序如何与驱动程序发生交互，请暂时忘记“中断门”、“陷阱门”这类“高深莫测”的术语（大肆宣扬这些术语反而有引入歧途的动机），这些包含在CPU硬件理论中的基础知识不会对我们学习驱动编程有直接的影响，相反，值得一提的却是CreateFile函数。文件是一个高度抽象的概念，既然内核中的对象可以被统一管理，外部的各种设备自然也不例外，它们都可以用文件来加以描述。从图中我们看到计算机中的串口COM1，它对应着设备对象Serial0，而C:盘，对应着是卷设备对象HarddiskVolume4，这是一种称为“符号链接”的映射，通过这个映射，用户模式下的程序才能看到内核中的设备对象，也才可以通过CreateFile打开它们。形象的说，符号链接类似于小名，如大狗一般就称为“旺财”，小狗就叫做“小白”。在内核中建立符号连接可使用IoCreateSymbolicLink，用户模式下可用DefineDosDevice。

　　CreateFile的使用示例，注意“.”对应着命名空间里的“GLOBAL??”：

if ((hDevice = CreateFile( "\\\\.\\IoctlTest",
　　　　GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
　　　　0,
　　　　NULL,
　　　　CREATE_ALWAYS,
　　　　FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
　　　　NULL)) == INVALID_HANDLE_VALUE) {

　　另一种途径就是Ioctl控制操作。

　　三、Ioctl控制码

　　Ioctl控制码的结构类似于消息（如WM_XXX）或NTSTATUS的定义方式，它是一个驱动程序预定义的4字节整数，定义它的宏为：

　　#define IOCTL_Device_Function CTL_CODE(DeviceType, Function, Method, Access)

　　　　　　　 16－31　　　　　2－13　　　　　0－1　　　　　14－15

　　通过提供设备类型、功能码（可看作函数的序号）、缓冲方式和存取权限，该宏就创建了一个Ioctl码。设备驱动可以定义多个Ioctl码（通过不同的功能码来区分不同的功能函数）以提供不同的控制功能。

　　四、Ioctl的同异步与缓冲区操作

　　使用DeviceIoControl函数来实现用户模式下的Ioctl操作，它的定义如下：

BOOL DeviceIoControl( HANDLE hDevice,
　　　　DWORD dwIoControlCode,
　　　　LPVOID lpInBuffer,
　　　　DWORD nInBufferSize,
　　　　LPVOID lpOutBuffer,
　　　　DWORD nOutBufferSize,
　　　　LPDWORD lpBytesReturned,
　　　　LPOVERLAPPED lpOverlapped,
);

    根据Ioctl码的不同，DeviceIoControl函数可以发出两种IRP：IRP_MJ_FILE_SYSTEM_CONTROL和IRP_MJ_DEVICE_CONTROL，前者代表了file system I/O control （FSCTL）请求，后者代表了设备的IOCTL请求。还有一种仅仅在内核模式下使用的IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL，它用于内核不同组件间的通信。