Навигация
Анализ методов решения задачи
45280
знаков
0
таблиц
9
изображений
1.6 Анализ методов решения задачи
В соответствии с заданием на курсовую работу, необходимо разработать программное обеспечение, позволяющее переопределять назначение клавиш на клавиатуре. Из анализа архитектуры Windows XP следует, что для доступа к информации, содержащей скэнкоды нажатых или отпущенных клавишей необходимо написать драйвер. Драйвер может получить доступ к скэнкодам нажатых или отпущенных клавиш двумя способами. Либо перехватывая IRP пакеты от других драйверов, либо самостоятельно обрабатывая прерывания от клавиатуры. Оптимальным является написание драйвера, который перехватывал бы IRP пакеты от драйвера клавиатуры, то есть написание драйвера-фильтра. В этом случае нет необходимости переписывать уже сделанный драйвер клавиатуры, нужно написать драйвер, изменяющий информацию в приходящих IRP пакетах.
Существует два типа драйверов фильтров: драйвер-фильтр верхнего и нижнего уровня. В рамкой данной задачи не имеет значения на каком этапе будет производится переопределение. Но предпочтительнее выбрать драйвер-фильтр верхнего уровня, поскольку информация возвращаемая драйвером клавиатуры хорошо документирована и описана в литературе.
Ввиду того, что все современные драйверы, рекомендуется писать согласно стандарту PnP, поскольку они обладают большей функциональностью, то разрабатываемый драйвер должен быть драйвером PnP.
Формализация постановки задачи:
§ Необходимо написать драйвер-фильтр верхнего уровня для драйвера клавиатуры.
§ Драйвер-фильтр должен перехватывать IRP пакеты, содержащие скэнкоды нажатых и отпущенных клавиш, переопределять, если необходимо, скэнкоды на скэнкоды других клавиш. Он должен удалять записи, соответствующие отключенным клавишам.
§ Решение о том, какие клавиши должны быть переопределены или отключены, принимается в соответствии со списком замен, который хранится в памяти ядра.
§ Для установки списка замен используется пользовательское приложение, которое пересылает в драйвер список замен.
§ Драйвер должен быть драйвером PnP.
§ Драйвер-фильтр не должен тормозить ввод с клавиатуры и работу всей системы в целом. Драйвер-фильтр должен обеспечить надежную работу системы.
2. Конструкторский раздел
2.1 Точки входа разрабатываемого драйвера-фильтра
Поскольку разрабатываемый драйвер-фильтр является драйвером PnP, то должен иметь следующие точки входа:
§ DriverEntry
§ DriverUnload
§ AddDevice
§ Функции для обработки пакетов IRP
Функции для обработки прерываний в данной работе не регистрируются, поскольку драйвер не работает с прерываниями.
DiverEntry
В данной работе процедура DriverEntry выполняет следующие действия:
· Заполнение массива MajorFunctions. Регистрируется процедура обработки пакета на чтение, процедура обработки IOCTL запросов, процедуры обработки запросов от менеджера PnP и менеджера питания. Остальные элементы массива заполняются адресом функции MyPassNext, которая пропускает пакеты ниже по стеку.
· Регистрация процедуры AddDevice. В данной работе она называется MyAddDevice.
· Регистрация процедуры DriverUnload, называющейся MyUnload.
· Выделение памяти для хранения массива замен клавиш. Одна запись массива занимает 4 байта, а максимум может быть только 103 замены (клавиша Pause/Break не в счет). Значит максимальный объем массива равен 412 байт. DriverEntry сразу выделяет при загрузке эти 412 байт. Не имеет смысла экономить и выделять память динамически при каждой инициализации массива, поскольку 412 – это очень мало, и система не будет тратить время на освобождение и выделение памяти при каждой инициализации.
· Инициализация некоторых глобальных переменных: AltPressed, CtrlPressed, KeyPause.
DriverEntry регистрирует только необходимые процедуры. Поскольку проект представляет собой драйвер-фильтр верхнего уровня, и в нем нет необходимости обрабатывать прерывания, то не производится регистрация DriverStartIo, процедур ISR и DPC.
AddDevice
В данной работе функция MyAddDevice создает одно функциональное устройство с именем \\Device\\MyFilter. При создании устройства происходит резервирования места для хранения адреса устройства, расположенного ниже в стеке драйверов. Это сделано для того, чтобы при разрушении стека драйверов передать запрос PnP на демонтаж нижестоящему драйверу. Созданное устройство подключается к стеку драйверов клавиатуры. Это делается с помощью функции IoAttachDeviceToDeviceStack. Это стандартная функция Windows, она принимает PDO и указатель на структуру подключаемого FDO. FDO занимает место в стеке драйверов сразу после объекта, находящегося в вершине стека. Теперь подключаемый FDO становится вершиной стека. Нельзя подключится к стеку когда он уже сформирован, поэтому необходимо подключится к нему в определенный момент. Очередность загрузки драйверов описана в реестре Windows. Программа установки производит необходимую регистрацию. Структура этой программы описана ниже.
Для того чтобы пользовательское приложение смогло обратиться к драйверу (для загрузки в драйвер списка замен или для получения списка замен, которые драйвер осуществляет в данный момент) для FDO должно быть зарегистрировано DOS имя. Используя это имя приложение сможет послать драйверу IOCTL запрос. Для регистрации такого имени создается строка юникод со значением \\DosDevices\\MyFilter и применяется функция IoCreateSymbolicLink. Ее параметрами является только что созданная строка и имя FDO, которое обслуживает наш драйвер. Теперь \\DosDevices\\MyFilter – это DOS имя созданного FDO устройства.
DriverUnload
Поскольку данный фильтр является PnP драйвером, то на процедуру DriverUnload ничего не возложено.
Процедуры обработки пакетов IRP
Разрабатываемый драйвер-фильтр осуществляет обработку следующих пакетов IRP:
§ IRP_MJ_DEVICE_CONTROL
§ IRP_MJ_READ
§ IRP_MJ_PNP
Остальные IRP пакеты пропускаются ниже по стеку драйверов.
Функция обработки пакетов IRP_MJ_DEVICE_CONTROL
В данной работе пользовательское приложение должно иметь возможность посылать IOCTL запросы драйверу. Приложение должно иметь возможность получить список текущих замен осуществляемых драйвером и передать драйверу новый список замен.
Для этого в теле драйвера определены две 32‑битные константы.
§ GetKeys
CTL_CODE (FILE_DEVICE_KEYBOARD, 0x810, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
§ SetKeys
CTL_CODE (FILE_DEVICE_KEYBOARD, 0x811, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
Это коды IOCTL запросов не использующиеся драйверами стека клавиатуры. Поэтому в данном проекте они могут быть использованы безо всяких опасений. Запросы с первым кодом используется для получения списка текущих замен, со вторым для его установки.
Поскольку в первом случае драйверу необходимо получить буфер с данными, а во втором передать его, то необходимо использовать один из четырех способов передачи данных. В проекте применяется способ METHOD_BUFFERED. Поскольку список замен занимает всего 500 байт, то его размер не повредит системному пулу, и копироваться пользовательский буфер в системный будет очень быстро. Нет необходимости применять более сложные методы METHOD_IN_DIRECT или METHOD_NEITHER использующиеся при передаче больших объемов данных.
При обработке запроса на получение списка замен процедура копирует данные из буфера драйвера в системный буфер. После завершения обработки запроса менеджер ввода / вывода скопирует системный буфер в выходной пользовательский. Таким образом приложение сможет получить список замен. При установке списка замен менеджер скопирует пользовательский буфер в системный, а функция обработки IOCTL скопирует системный буфер в буфер драйвера. После этого драйвер начинает производить замену сканкодов, ориентируясь на новые данные.
Функция обработки пакетов IRP_MJ_READ
Данная функция осуществляет обработку пакетов на чтение. IRP пакет сначала будет попадать в разрабатываемый драйвер. Вызовется зарегистрированная в DriverEntry функция MyRead. К моменту вызова MyRead, буфер не содержит кодов считанных клавиш. Для того чтобы получить доступ к ним. MyRead должна установить CallBack процедуру. Она получит управление когда буфер IRP пакета будет содержать информацию о нажатых клавишах и будет подниматься вверх по стеку драйверов и будет вызывать CallBack функции на каждом уровне стека. CallBack процедура устанавливается с помощью функции IoSetCompletionRoutine. Далее в MyRead происходит копирование текущей ячейки IRP пакета в следующую ячейку, таким образом. Таким образом происходит передача неизмененных параметров в Kbdclass.
Функция обработки пакетов IRP_MJ_PNP
Драйвер-фильтр должен обрабатывать только запрос IRP_MN_REMOVE_DEVICE. При этом функция посылает данный пакет менеджера PnP нижестоящему в стеке устройству. Затем она производит необходимые завершающие действия:
§ отключает устройство от стека драйверов вызовом функции IoDetachDevice
§ удаляет устройство FDO вызовом функции IoDeleteDevice
§ удаляет символьную ссылку вызовом IoDeleteSymbolicLink
Остальные пакеты пропускаются ниже по стеку.
Обработка остальных пактов IRP
Остальные пакета IRP, которые за ненадобностью не обрабатываются в данном фильтре, пропускаются ниже по стеку. Процедуры данного фильтра не в праве самостоятельно обрабатывать эти запросы, так как это могут запросы, адресованные нижестоящим драйверам. Примером одного из таких запросов является IOCTL запрос, адресованный драйверу i8042prt и предназначенный для перепрограммирования котроллера клавиатуры и для зажжения лампочек на клавиатуре. Такие запросы посылает Windows при обнаружении нажатия CapsLock, NumLock или ScrollLock.
В данной работе за пропускание пакетов вниз отвечает процедура MyPassNext. Она передает IRP пакет нижестоящему драйверу с помощью функции IoCallDriver. При этом нижестоящий драйвер должен считывать текущую ячейку IRP пакета. Это достигается за счет использования функции IoSkipCurrentIrpStackLocation
Похожие работы
... системам линейных алгебраических уравнений с более чем одной неизвестной; MATLAB решает такие уравнения без вычисле-ния обратной матрицы. Хотя это и не является стандартным математическим обозначением, система MATLAB использует терминологию, связанную с обычным делением в одномерном случае, для описания общего случая решения совместной системы нескольких линейных уравнений. Два символа деления / ...
... , выдачей и приёмом лицензий). В условиях крупных сетей рекомендуется выделение под сервер лицензий отдельного компьютера (или нескольких - для резервирования). 1.1 Архитектура терминальных устройств В компьютерных технологиях трёхуровневая архитектура, синоним трёхзвенная архитектура (по англ. three-tier или Multitier architecture) предполагает наличие следующих компонентов приложения: ...
... для реализации системы бюджетирования Консультационной группы "Воронов и Максимов". Статья о проблемах выбора системы бюджетирования - в проекте "УПРАВЛЕНИЕ 3000". Бюджетный автомат Если вы решитесь на автоматизацию системы бюджетирования компании, перед вами сразу встанут вопросы: что выбрать, сколько платить, как внедрять. Примеряйте! О ЧЕМ РЕЧЬ В “Капитале” на стр. 44, 45 мы рассказали ...
... без применения компьютерной техники. Непрекращающееся развитие любого предприятия, учреждения или организации, а как следствие объёмов и сложности информации требует расширения компьютерных сетей и автоматизированных информационных систем. Но кроме очевидных выгод компьютерная техника несет в себе опасность здоровью и поэтому актуальной становится проблема охраны труда человека в процессе работы ...
0 комментариев