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windows nt環(huán)境下fddi網(wǎng)卡驅動程序設計 2
總體結構介紹第一節(jié)windows nt網(wǎng)絡結構
§1.1.1 windows nt網(wǎng)絡體系結構
windows nt的網(wǎng)絡體系結構是基于國際標準化(iso)制定的標準模型──開放式系統(tǒng)互連(open system interconnection:osi)參考模型分層建立的,這種方式有利于隨時擴展其它功能和服務。
windows nt網(wǎng)絡模型開始于mac子層,網(wǎng)卡驅動程序就駐留在其中。它通過相關的網(wǎng)卡把windows nt與網(wǎng)絡連接起來,圖中的多個網(wǎng)卡表明在一臺運行windows nt的計算機上能使用多種網(wǎng)卡。
這一網(wǎng)絡體系結構包括兩個重要接口──ndis接口與傳輸驅動
程序接口(tdi)。這兩個接口把兩個層隔離開來,辦法是相鄰的部件只允許按單一的標準來寫,不允許多重標準。例如一個網(wǎng)卡驅動程序(在ndis接口的下面)就不需要特地按每個傳輸協(xié)議來寫它的代碼塊,恰恰相反,該驅動程序是寫給ndis接口的,它通過符合ndis的相應傳輸協(xié)議來請求服務。這些接口包含在windows nt的網(wǎng)絡體系結構中,以容納可移植、可互換的模塊。
在兩個接口之間,是傳輸協(xié)議。它在網(wǎng)絡中起著組織者的作用。一個傳輸協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)以何種方式呈遞給下一個接收層,以及如何對數(shù)據(jù)相應地進行打包。它通過ndis把數(shù)據(jù)傳給網(wǎng)卡驅動程序,并通過tdi把數(shù)據(jù)傳給轉發(fā)程序(redirector)
tdi之上是轉發(fā)程序,它把本地的網(wǎng)絡資源申請轉送給網(wǎng)絡。
為了能和其他廠商的網(wǎng)絡互連,windows nt允許有多個轉發(fā)程序。對于每一個轉發(fā)程序windows nt計算機必須也有一個相應的供應者(provider)(由網(wǎng)絡廠商提供)。多供應者路由選擇程序決定適當?shù)墓⿷,然后借助于供應者,對應用請求到相應的轉發(fā)程序做出選擇。
§1.1.2 windows nt網(wǎng)絡驅動程序
windows nt支持兩種類型的網(wǎng)絡驅動程序
傳輸驅動程序
實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層中的邏輯鏈路控制子層協(xié)議和傳輸層協(xié)議。向 下與ndis接口,向上與tdi接口。
網(wǎng)卡驅動程序
實現(xiàn)對物理層的管理和數(shù)據(jù)鏈路層中介質訪問控制子層協(xié)議,通過ndis向下管理物理網(wǎng)卡,向上與傳輸驅動程序通信。
§1.1.3 windows nt網(wǎng)卡驅動程序
windows nt環(huán)境下的網(wǎng)卡驅動程序也分為兩種:
miniport網(wǎng)卡驅動程序:miniport驅動程序只須實現(xiàn)與網(wǎng)絡硬件相關的操作(包括發(fā)送和接收)。而所有底層網(wǎng)卡驅動程序的通用操作(如同步),一般由ndis接口程序來實現(xiàn)。
full網(wǎng)卡驅動程序:full網(wǎng)卡驅動程序必須實現(xiàn)所有硬件相關和同步、排隊等操作。例如full網(wǎng)卡驅動程序為了響應數(shù)據(jù)接收,需要保持本身的捆綁信息,而miniport就可以由ndis接口庫來實現(xiàn)。
在windows nt的早期版本中,full網(wǎng)卡驅動程序要求開發(fā)者實現(xiàn)許多底層操作,來處理多處理器的核心問題以及處理器、線程的同步,這樣不同的開發(fā)者在大量重復著許多相同的工作。
而miniport網(wǎng)卡驅動程序允許開發(fā)者僅僅寫一些與網(wǎng)絡硬件相關的代碼即可,而那些通用的函數(shù)由ndis接口庫來實現(xiàn),這樣開發(fā)出來的驅動程序減少了不必要的工作。
第二節(jié)miniport驅動程序的結構
ndis接口規(guī)范了網(wǎng)卡驅動程序的實現(xiàn),同時也對tdi驅動程序的實現(xiàn)提出了一定的要求,在nt中,ndis約束下的網(wǎng)卡驅動程序、tdi驅動程序和系統(tǒng)的關系如下圖所示:
圖2.0 ndis約束下的網(wǎng)卡驅動程序、tdi驅動程序和系統(tǒng)的關系
miniport驅動程序包括驅動程序對象、驅動程序源代碼和ndis接口庫代碼。windows nt ddk提供ndis.h作為miniport驅動程序的主要頭文件,定義了miniport驅動程序的入口點、ndis接口庫函數(shù)和通用數(shù)據(jù)結構。
上邊緣函數(shù)的作用是網(wǎng)卡驅動與ndis接口庫進行通信,而下邊緣函數(shù)是tdi協(xié)議驅動程序與ndis通信的手段。
§1.2.1 miniport網(wǎng)卡對象
ndis用一個叫做邏輯網(wǎng)卡的軟件對象來描述系統(tǒng)中的每塊網(wǎng)卡,而邏輯網(wǎng)卡與windows nt設備對象的通信由i/o子系統(tǒng)來管理,描述網(wǎng)卡的設備對象包括相關的網(wǎng)絡信息如名字、網(wǎng)絡地址和網(wǎng)卡內(nèi)存基地址等,它還包含與硬件相關的驅動程序狀態(tài)數(shù)據(jù)(捆綁數(shù)目,捆綁句柄,包過濾數(shù)據(jù)庫等)。ndis分配一個句柄到miniportinitialize這個上邊緣函數(shù)的一個結構中,然后miniport網(wǎng)卡驅動程序將在以后提供這個句柄來給ndis調(diào)用,這個結構一直被ndis保持,并且對miniport驅動程序不透明。
當miniport網(wǎng)卡驅動程序初始化一塊網(wǎng)卡時,它創(chuàng)立自己的內(nèi)部數(shù)據(jù)結構來描述網(wǎng)卡,記錄需要它管理的與設備相關的狀態(tài)信息。當miniport網(wǎng)卡驅動程序調(diào)用ndismsetatttibutes或ndismsetattributesex兩ndis庫函數(shù)時,它傳遞一個句柄給這數(shù)據(jù)結構。這樣,當調(diào)用miniport驅動程序入口點時,它就傳遞這個句柄來驗證驅動程序所對應的網(wǎng)卡的正確性。這個數(shù)據(jù)結構為miniport網(wǎng)卡驅動程序所擁有并維護。
§1.2.2網(wǎng)絡對象標識符
miniport nic驅動程序還需要維護一組對象,這些對象是系統(tǒng)定義的對象標識符(object idetifier:oid)來標識,以描述驅動程序的性能和當前狀態(tài)信息。為查詢這些信息,上層驅動程序調(diào)用ndisrequest向ndis接口庫指示oid。oid表示了調(diào)用所需的信息類型,如miniport驅動程序所支持的lookahead緩沖區(qū)大小等。ndis接到上層驅動程序的查詢請求,將oid傳遞給上邊緣函數(shù)miniportqueryinformation實現(xiàn)對oid的查詢,如果上層驅動程序請求改變狀態(tài)信息則調(diào)用miniportsetinformation實現(xiàn)對oid的設置。
§1.2.3 miniport網(wǎng)卡驅動程序代碼
典型的miniport nic驅動程序必須有一些函數(shù)來通過ndis接口實現(xiàn)上層驅動程序與硬件的
通信。這些函數(shù)稱為上邊緣服務函數(shù)。
這些上邊緣服務函數(shù)由驅動程序的開發(fā)者根據(jù)驅動程序面向的特定低層網(wǎng)絡類型和硬件以及相應環(huán)境,可以有選擇地實現(xiàn),但必須保證驅動程序最基本的功能,這些基本功能包括初始化、發(fā)送、中斷處理、重置、參數(shù)查詢與設置和報文接收。
miniportinitialize:操作系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)配置信息,檢測出網(wǎng)卡已安裝時,由ndis接口在初始化時調(diào)用,主要完成低層網(wǎng)絡類型確定,對應于物理網(wǎng)卡的邏輯網(wǎng)卡初始化,中斷信息注冊,網(wǎng)卡與主機通訊方式的確認。i/o端口的申請與注冊,內(nèi)存映像,mib的初始化,物理網(wǎng)卡的驗證與初始化等。
miniportreconfigure:支持網(wǎng)卡參數(shù)動態(tài)變化,和miniportinitilize一樣由ndis接口以初始化級別調(diào)度執(zhí)行(不能屏蔽中斷,必須由驅動程序承認并清除在此期間產(chǎn)生的中斷),支持即插即用和軟配置的網(wǎng)卡在動態(tài)改變參數(shù)時,必須提供此函數(shù)。
miniportqueryinformation:查詢網(wǎng)卡的狀態(tài)以及網(wǎng)卡驅動程序的操作或統(tǒng)計參數(shù),如是否支持組通訊、網(wǎng)卡的物理速率是否支持回環(huán)、是否支持直接拷貝等,這些參數(shù)以oid方式統(tǒng)一管理。
miniportsetinformation:ndis接口或協(xié)議驅動程序通過調(diào)用此接口改變驅動程序維護的oid庫,一些操作參數(shù)的改變也將同時改變驅動程序狀態(tài),例如組地址的設置。
miniportreset:包括網(wǎng)卡硬件重置和驅動程序軟件重置,軟件重置包括驅動程序狀態(tài)重置,以及一些相關的參數(shù)重置,還需考慮有些參數(shù)的恢復,重置時不必完成所有正在活躍的外部請求,但必須釋放已占用的外部資源。
miniporthalt:掛起網(wǎng)卡并釋放該網(wǎng)卡驅動程序占用的所有資源,在此期間不屏蔽中斷。
miniportisr:高優(yōu)先級的中斷處理程序,進行的工作包括初始中斷處理類型,決定是否進行中斷轉交,對卡上中斷進行處理 等,該服務類型只在以下情況被調(diào)用:
ndis接口調(diào)用miniportinitialize和miniporthalt兩函數(shù)時。
.中斷處理類型設為每此中斷處理過程都調(diào)用時。
為使系統(tǒng)能及時響應所有硬件中斷,高優(yōu)先級的硬件中斷處理程序應盡可能的減少運行時間,防止長時間的屏蔽低優(yōu)先級中斷,避免造程中斷丟失。
miniporthandleinterrupt:由中斷延時處理程序在中斷延時處理時進行調(diào)用。ndis排隊所有的延時處理,該服務主要處理發(fā)送完成、報文接收、描述符用盡、溢出、網(wǎng)卡異常等中斷。
miniportsend:ndis收到上層發(fā)送請求時經(jīng)過若干協(xié)議處理再向下調(diào)用此服務過程,發(fā)送的packet已含有l(wèi)lc和mac頭,該服務過程進行邊界對齊、packet約束重整、描述符映射和報文發(fā)送、以及發(fā)送資源和packet緩沖隊列管理。
miniporttransferdata:多個已和網(wǎng)卡捆綁的協(xié)議驅動程序在接收到報文到達指示后,向網(wǎng)卡驅動程序發(fā)出傳送請求以拷貝各自所需的報文數(shù)據(jù)部分,網(wǎng)卡驅動程序根據(jù)各協(xié)議驅動程序對單個packet是否進行多次拷貝,以決定是否暫存只允許單次拷貝的packet等。
miniportcheckhandle:ndis每秒調(diào)用此服務函數(shù)一次,驅動程序發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡異常時報告給ndis由ndis調(diào)用miniportreset進行硬件重恢復。
miniportenableintrrupt:中斷使能。
miniportdisableinterrupt:中斷屏蔽。
另外,每個網(wǎng)卡驅動程序必須有一個初始化入口點,由driver entry函數(shù)實現(xiàn),它和系統(tǒng)相關,由操作系統(tǒng)在裝入驅動程序時調(diào)用,主要完成初始化ndis wrapper,再由wrapper初始生成驅動程序管理塊并完成相應各種初始化工作,登錄網(wǎng)卡驅動程序所有上邊緣服務入口點,同時寫入ndis版本信息。
§1.2.4 ndis接口庫
ndis接口庫包括在ndis.sys中,它是一個核態(tài)函數(shù)庫,有一套抽象的函數(shù),無論協(xié)議驅動程序還是nic驅動程序都連接到這個庫中,以實現(xiàn)上下層之間的操作。
第二章fddi網(wǎng)卡驅動程序的加載和運行
第一節(jié) 網(wǎng)卡驅動程序的安裝
windows nt網(wǎng)卡驅動程序安裝的目的是實現(xiàn)網(wǎng)卡相應硬件信息和驅動程序在windows nt注冊庫中的注冊,使windows nt能夠正確識別網(wǎng)卡,了解所必需的軟硬件信息并能在windows nt啟動時加載相應驅動程序。
網(wǎng)卡驅動程序安裝時,首先在主群組的控制面板中選擇“網(wǎng)絡”,然后添加網(wǎng)卡,指定相應信息文件──oemsetup.inf的路徑,以完成以下兩個必要的操作:
復制驅動程序到相應的系統(tǒng)目錄(windows nt根目錄\system32\drivers\)中;
在windows nt注冊庫中存入相應軟硬件信息。
下面主要以fddi網(wǎng)卡為例介紹安裝驅動程序所必需的工作:
§2.1.1網(wǎng)卡一般硬件參數(shù)
對于fddi網(wǎng)卡,必須在編寫其oemsetup.inf文件時確定以下硬件參數(shù):
總線類型:pci(5)……括號中的數(shù)字5表示pci總線在ndis中的總線類型代碼;
廠商代號:0x5588……系統(tǒng)加載時確定網(wǎng)卡的標記,也是編程時確定pci槽號的標識;
cfid: 0x01;
介質類型:光纖(3) ……括號中的數(shù)字表示光纖在ndis中的介質類型代碼;
是否支持全雙工:支持。
對于其它的硬件信息在此inf配置信息文件中可有可無,如若配置,則可在驅動程序的編寫時利用這些信息,方便編程,同時有利于其它應用對其參數(shù)的確定和使用。
§2.1.2 fddi網(wǎng)卡加載時需在注冊庫登錄表里做的網(wǎng)絡配置
網(wǎng)卡驅動程序的安裝通常將創(chuàng)建登錄表中的四個不同子鍵:
software registrion鍵,對應于驅動程序,存在于hkey_local_machine\software\company\ productname\version中。我們的fddi網(wǎng)卡驅動程序所對應的是hkey_local_machine\software\net612\yhfddi\yhfddi1.0;
網(wǎng)卡的軟件登錄鍵,存在于hkey_local_machine\so
ftware\microsoft\ windows nt\nt3.51\networkcards\yhfddi1;
驅動程序的服務登錄鍵,存在于hkey_local_machine\system\currentcontrolset\services
網(wǎng)卡的服務登錄鍵,存在于hkey_local_machine\system\currentcontrolset\services
對于每一個網(wǎng)絡部件,一個名為netrules的特殊子鍵在鄰近的驅動程序或網(wǎng)卡登錄子鍵里創(chuàng)建,netrules標識網(wǎng)絡部件為網(wǎng)絡整體的一部分。
fddi網(wǎng)卡驅動程序對應的標準軟件登錄表項將出現(xiàn)在以下路徑:
hkey_local_machine\software\net612\yhfddi\yhfddi1.0;
驅動程序對應的標準項的值為:
description =yhfddi/pci adapter controller
install date =……
……
refcount =0x01
servicename =yhfddi
softwaretype =driver
title =yhfddi/pci adapter controller
而且在yhfddi驅動程序相關的netrules子鍵下,這些值項為:
bindable =yhfddi driver yhfddi adapter non exclusiver
bindform =“yhfddisys”yes no container
class = reg_multi_sz “yhfddi driver basic”
infname =oemnad1.inf
type =yhfddisys ndisdriver yhfddidriver
use =driver
yhfddi網(wǎng)卡在如下路徑的networkcards子鍵里介紹:
hkey_local_machine\software\microsoft\
windows nt\nt3.51\networkcards\yhfddi1;
網(wǎng)卡的標準項包括以下這些值:
description =yhfddi/pci adapter controller
install date =……
manufacturer =net612
productname =yhfddi
servicename =yhfddi01
title =[01]yhfddi/pci adapter controller
§2.1.3編寫inf信息配置文件
gui inf描述語言被windows nt用以書寫系統(tǒng)所有部件的配置文件,當然也可以用以書寫網(wǎng)絡系統(tǒng)各部件的配置文件,該配置文件描述了網(wǎng)絡部件安裝、配置、刪除的執(zhí)行過程。當網(wǎng)絡部件進行初始安裝或二次安裝(通常通過ncpa進行)時,安裝程序讀取部件對應的配置文件,進行解釋執(zhí)行。gui inf描述語言由節(jié)、命令、邏輯操作、變量規(guī)范、流程控制以及一套調(diào)用dll或外部程序的機制組成,其中,節(jié)是配置文件的主體,節(jié)可分為install節(jié)(類似于函數(shù)),shell節(jié)(也類似于函數(shù),但可調(diào)用insall和shell節(jié)),detect節(jié)(不包含命令),一個配置文件一般由若干不同類型的節(jié)組成。驅動程序的開發(fā)者根據(jù)需要可以在配置文件中編寫相應代碼,使得用戶和系統(tǒng)之間能進行交互,并且由用戶決定一些配置參數(shù)。
nt網(wǎng)卡配置文件有其一套規(guī)范,驅動程序開發(fā)者必須按規(guī)范編寫配置文件,一般來說,一個配置文件至少應該提供下面三個節(jié):
安裝入口點:[identify]shell節(jié)。該節(jié)主要功能是給出安裝部件的類型名,系統(tǒng)通過它識別該部件屬于哪一大類(display,mouse,scsi,network等)中的哪一類(網(wǎng)絡adapter,driver,transport,service,network和netprovidor),同時,還需要給出映像文件和配置文件所在的源介質及標識。
[returnoption]shell節(jié)。系統(tǒng)執(zhí)行安裝identify節(jié)后,執(zhí)行該節(jié)。它主要功能是檢查所需安裝的部件是否支持的硬件平臺和語言,并給出網(wǎng)卡名(有些配置文件支持多類網(wǎng)卡,此時必須讓用戶進行選擇,并獲得選擇結果)。
[installoption]shell節(jié)。該節(jié)是配置文件得主體,也是上次安裝完后再次進行配置、刪除、更新的入口點。主要功能是拷貝映像文件和配置文件,生成配置的各種選項,創(chuàng)建該部件在注冊庫中對應的各種登錄子樹并更新重寫。
第二節(jié) 驅動程序的加載過程
§2.2.1 windows nt的啟動過程
第一階段:調(diào)入裝入程序。和硬件平臺相關,x86機器首先由rom裝入根扇區(qū),再由根扇區(qū)裝入ntldr;
第二階段:硬件檢測。x86機器調(diào)ntdetect程序最大限度地獲取各種硬件設備信息,引導hal及基本卷設備驅動程序,以便引導nt內(nèi)核;
第三階段:獲取注冊庫中各種控制信息,如用戶定義的非頁內(nèi)存大;第四階段:初始化注冊庫 \registry\machine下system和hardware并創(chuàng)建currentcontrolset,為裝入相關硬件設備驅動程序作準備;
第五階段:裝入基本核心驅動程序;
第六階段:釋放一些已經(jīng)完成使命的裝入初始數(shù)據(jù)塊;
第七階段:進一步初始化注冊庫,以便有些依賴于基本核心驅動程
序的上層驅動程序能順利裝入;
第八階段:服務控制器裝入應該由該服務控制器裝入的各種驅動程序。
§2.2.2 fddi網(wǎng)卡驅動程序的加載過程
在windows nt啟動的第五個階段,將加載核心驅動程序。而對于ndis網(wǎng)卡驅動程序是在ndis接口(ndis.sys)加載后調(diào)入運行,向ndis wrapper注冊、初始化、查詢設置參數(shù)等。
windows nt啟動時,相應的實體如nt的服務控制器根據(jù)注冊庫中yhfddi驅動程序的配置注冊信息,初始化ndis wrapper,并裝入相應的驅動程序,生成驅動程序管理塊結構,申請內(nèi)存以保存各種信息,向ndis wrapper注冊驅動程序。初始化和注冊完畢后,再由服務控制器讀取注冊庫中相應的鏈接信息。
在ndis wrapper和yhfddi驅動程序初始化和注冊成功后,ndis wrapper根據(jù)系統(tǒng)相應的注冊信息,加入和yhfddi驅動程序所對應的fddi網(wǎng)卡,同時讀入網(wǎng)卡的注冊信息,并進行網(wǎng)卡注冊和網(wǎng)卡初始化。
在以上過程成功后,wrapper將查詢和設置驅動程序的各種參數(shù),了解驅動程序對哪些操作支持,決定對上層驅動程序的支持范圍。
第三節(jié)fddi網(wǎng)卡驅動程序的注冊
driverentry函數(shù)是windows nt ddk規(guī)定的核心驅動程序的入口點,wrapper識別到入口點后,調(diào)入驅動程序,在driverentry函數(shù)內(nèi)完成兩個基本注冊任務:
調(diào)用ndisminitializewapper函數(shù)向ndis接口報告驅動程序將以miniport類網(wǎng)卡驅動程序注冊。ndis建立它需要記錄的驅動程序狀態(tài)信息,同時返回ndiswrapperhandle,驅動程序保存這個句柄,以利后來調(diào)用ndisxxxconfiguration和initialization等函數(shù)。
填寫ndisxx_miniport_characteristics屬性結構,主要記錄ndis版本號和驅動程序支持的miniportxxx函數(shù)的入口點,然后調(diào)用ndismregisterminiport函數(shù)實現(xiàn)驅動程序的整體注冊。
以yhfddi為例所要注冊的屬性結構的內(nèi)容大致如下:
ndis_miniport_characteristics yhfddichar;
(ndis_miniport_characteristics這個結構將在第三章介紹)
yhfddichar.majorndisversion=yhfddi_ndis_major_version;
yhfddichar.minorndisversion=yhfddi_ndis_minor_version;
這兩個屬性決定驅動程序是ndis的哪個版本所支持,我們所用的是ndis3.0
yhfddichar.disableinterrupthandler=yhfddidisableinterrupt;
yhfddichar.enableinterrupthandler=yhfddienableinterrupt;
yhfddichar.isrhandle=yhfddiinterruptservice;
yhfddichar.handleinterrupthandler=yhfddihandleinterrupt;
以上四項屬性是中斷處理所需的上邊緣服務函數(shù)的入口點(句柄)。fddi網(wǎng)卡驅動程序需要有smt站管理功能,而smt是以中斷處理方式進行的,故這四項屬性在fddi網(wǎng)卡驅動程序中是很重要的。
yhfddichar.initializehandler=yhfddiinitialize;
此項注冊的是驅動程序的初始化函數(shù)句柄。
yhfddichar.queryinformationhandler= yhfddiqueryinformation;
yhfddichar.setinformationhandler=yhfddisetinformation;
這兩項注冊的是參數(shù)查詢和設置函數(shù)的句柄。
yhfddichar.sendhanler= yhfddisend;
yhfddichar.transferdatahandler= yhfdditransferdata;
主要提供數(shù)據(jù)發(fā)送和接收函數(shù)句柄。
yhfddichar.resethandler=yhfddireset;
此項注冊網(wǎng)卡軟硬件重置函數(shù)句柄。
yhfddichar.halthandler= yhfddihalt;
此項注冊網(wǎng)卡驅動程序掛起函數(shù)句柄。
yhfddichar.checkforhandler=null;
yhfddichar.reconfigurehandler=null;
這兩個上邊緣服務函數(shù)是fddi網(wǎng)卡驅動程序所不提供的,故置為null。
填好這些結構以后,調(diào)用以下函數(shù)實現(xiàn)驅動程序的注冊:
ndismregisterminiport(
yhfddiwrapperhandle,
&yhfddichar,
sizeof(yhfddichar));
其中yhfddiwrapperhandle是在此之前初始化wrapper調(diào)用ndisminitializewrapper所得的句柄。
如果調(diào)用ndismregisterminiport不能返回ndis_status_success,必須在退出driverentry之前釋放已經(jīng)分配的資源(如yhfddiwrapperhandle等),故調(diào)用
ndisterminatewrapper(yhfddiwrapperhandle,null)。
這樣驅動程序沒能正確注冊,亦不能正常運行。
第四節(jié) 網(wǎng)卡驅動程序對象查詢與設置
如果ndis的管理實體要查詢或設置一個特定的網(wǎng)絡對象,它必須提供一個32位的oid。oid的結構如下: 圖2.3.0 oid結構圖
由上可以看到,oid可分為三大類:
所有ndis驅動程序都有的一般對象;
特定介質的對象;
特殊的與具體實現(xiàn)相關的對象(如多目地址表的長度)。
一般的和特定介質的oid被記錄在windows nt ddk中,對于這些oid ddk
文本指明了相關的對象能否通過miniportqueryinformation查詢參數(shù)和通過miniportsetinformation設置參數(shù)。
oid也可被分為操作特性(如多目地址表長度參數(shù))和統(tǒng)計參數(shù)(如廣播包接收)。最后oid可分為必須的和可選的兩種。
oid的前三個字節(jié)表明oid的不同類別,而最后一個字節(jié)確定這一類別內(nèi)特定的信息管理對象。
針對于fddi網(wǎng)卡,被查詢的oid的第一個字節(jié)為0x03。而ndis所查詢的介質相關參數(shù)為:
0x03010104 oid_fddi_long_max_list_size
0x03010108 oid_fddi_short_max_list_size
0x03010102 oid_fddi_long_current_addr
0x03010106 oid_fddi_short_current_addr
tcp/ip傳輸驅動程序所要查詢的fddi oid為:
0x03010102 oid_fddi_long_current_addr
0x03010103 oid_fddi_long_multicast_list
0x03010107 oid_fddi_short_multicast_list
通過以上兩階段的查詢,ndis和tcp/ip驅動程序就分別了解了網(wǎng)卡驅動程序對其的支持,從而進行相應的捆綁,以便數(shù)據(jù)傳輸時正確選擇網(wǎng)卡驅動程序。
第五節(jié) 開發(fā)環(huán)境與調(diào)試方法
開發(fā)環(huán)境:
fddi網(wǎng)卡驅動程序的開發(fā)環(huán)境為nt server 3.51,sdk,ddk for workstation 3.51, vc++4.1,硬件平臺為586。
調(diào)試平臺:
主機為nt server 3.51,windbg32
目標機為nt workstation3.51 (check 944)
調(diào)試方法:
※利用dbgprint把目標機上關鍵信息通過串口傳到主機進行分析,以得出ndis驅動程序的調(diào)度機制和運轉狀況;
※利用assert產(chǎn)生異常斷點,由主機對異常進行控制
※自定義宏,進行分級控制,以根據(jù)不同情況產(chǎn)生不同調(diào)試信息
第四章 與smt移植相關的問題討論
在本yhfddi網(wǎng)卡驅動程序中,smt的移植是極其關鍵的一部分,主要承擔了驅動程序中硬件初始化和中斷延遲處理。但由于smt是相對獨立的軟件,這樣就有一個ndis wrapper與smt間參數(shù)傳遞的問題。所以本章主要討論miniport驅動程序與smt的關系和移植smt過程中初始化的要求、中斷處理的要求,ndis wrapper與smt如何傳遞參數(shù)。
(一)miniport fddi網(wǎng)卡驅動程序與smt的關系。
在第一章已經(jīng)談及網(wǎng)卡驅動程序主要實現(xiàn)osi參考模型中的物理層和mac層。而對于fddi網(wǎng)絡的物理層又可分為介質相關子層和介質無關子層。
對于我們的fddi/pci是基于x.3.19、x3.148、x3.166和x3.229而實現(xiàn)的。
smt在整個iso七層模型中屬低兩層范疇。下圖是iso模型與fddi層次的對應關系,從而可知fddi miniport驅動程序在nt網(wǎng)絡結構中的位置。
即在windows nt fddi網(wǎng)卡驅動程序應包含smt,實現(xiàn)fddi拓撲環(huán)上的站管理。
而在驅動程序內(nèi)部smt主要是在miniport驅動程序中的中斷延遲處理上邊緣服務中實現(xiàn)的,也可以說是將smt嵌入中斷延遲處理程序中,實現(xiàn)ndis接口對smt的正確調(diào)度。
yh-fddi驅動程序的實現(xiàn)可分為硬件無關部分和硬件相關部分。
移植smt過程中初始化的要求.
這里的初始化主要是指硬件初始化,包括寄存器的初始化和數(shù)據(jù)結構的初始化,由smt共用的硬件相關例程庫中硬件初始化部分來完成. 我們在開發(fā)過程序是調(diào)用fddi_main(bdd_t*bdd)這個函數(shù)來調(diào)用smt共用的硬件相關例程庫的.可見使用fddi_main(bdd_t*bdd)時,需要傳遞bdd這個參量,而bdd_t這個數(shù)據(jù)結構的定義如下:
它包含了各類硬件寄存器的基址,所以要對其進行正確賦值就必須首先在nt的內(nèi)存中映射一塊虛存與網(wǎng)卡內(nèi)存相對應,也就實現(xiàn)了bdd_t結構的賦值,對fddi_main(bdd_t *bdd)的正確調(diào)用.
因此,我們在調(diào)用fddi_main前首先將網(wǎng)卡上寄存器內(nèi)存空間映射到nt的虛存空間上,并將bdd結構正確賦值.以映射bsi_phy_base為例,具體過程如下:
pchar destination;
bdd_t *bdd;
ndis_physical_address physicaladdress;
ulong baseaddress;
ndis_status status;
baseadress =0x0d0000+bsi_phy_base;
ndissetphysicaladdresshigh(physicaladdress,0);
ndissetphysicaladdresslow(physicaladdress,baseaddress);
status=ndismmapiospace(
(pvoid *)&destination,
miniportadapterhandle,
physicaladdress,
bsi_phy_len
);
bdd->bsi_vir_base=(pchar) destination;
adapter-> bdd->bsi_vir_base= bsi_vir_base;
/*對adapter結構中的bdd結構賦值,以便在其它上邊緣函數(shù)中使用這些虛存基地址
*/
中斷處理要求.
對于中斷處理,在smt中主要調(diào)用cspintrhandandler()來實現(xiàn).我們的fddi網(wǎng)卡驅動程序是miniport方式的,若在isr中做此處理將占用大量系統(tǒng)資源,使系統(tǒng)崩潰,所以我們采用只在isr中進行中斷的排隊,而在dpc中調(diào)用cspintrhandler()來完成中斷處理.
在中斷處理方面還有一個中斷屏蔽和中斷使能的問題,這兩方面smt并不提供,故我們要正確處理.
具體處理方法見第三章.
ndis wrapper與smt間參數(shù)如何傳遞.
miniport方式的網(wǎng)卡驅動程序中,網(wǎng)卡上有中斷時,系統(tǒng)反映給ndiswrapper,再由wrapper調(diào)度中斷處理上邊緣服務實現(xiàn)中斷處理,在我們的yhfddi網(wǎng)卡驅動程序的中斷具體處理是smt完成的所以在調(diào)用cspintrhandler時應將adapter結構傳進smt以便在以后應用.
如在處理接收中斷時,處理的最后應調(diào)用ndisindicatefddireceive,向ndiswrapper指示以接收到一個數(shù)據(jù)包,而ndisindicaterfddireceive的調(diào)用需要adapterminiporthandle作為參數(shù),這就必須一級級從中斷延遲處理函數(shù)(yhfddi handleinterrupt)中將adapter結構傳遞下來. 當然,其它方面如發(fā)送,也會有類似的問題需要考慮.
總之,對于smt的移植,需要詳盡的在程序中做好接口,才能實現(xiàn)與
smt的數(shù)據(jù)交換.
結束語
ndis規(guī)范在網(wǎng)絡兩層間提供了一個統(tǒng)一界面,ndis對網(wǎng)絡本身而言,是一個帶有協(xié)議功能的標準接口,對實現(xiàn)者而言,它應該是一個環(huán)境,這種環(huán)境不僅帶有協(xié)議功能,更重要的是帶有和軟、硬平臺無關的核心功能支持,它不會受軟、硬平臺的變化嚴重影響,無疑,它是軟件的移植和兼容的可靠保證,ndis把網(wǎng)絡的一部分共性抽象出來,并根據(jù)具體的操作系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)和平臺相關的基礎庫以保證ndis的標準性和對開發(fā)者提供最大的功能支持,這也將加速和規(guī)范開發(fā)過程,但是,在操作系統(tǒng)之上提供ndis基礎庫獲得標準同時也失去直接作用于操作系統(tǒng)帶來的靈活性以及更強的功能支持,同時,ndis處于網(wǎng)絡中層和低層之間,低層網(wǎng)絡的快速發(fā)展和ndis對網(wǎng)絡部分共性的抽象必然導致ndis對實現(xiàn)者的滯后,例如ddk3.51提供的ndis開發(fā)環(huán)境只支持10m以太網(wǎng)、fddi、令牌網(wǎng)(802.5)、localtalk、arcnet等,而對新出現(xiàn)的快速以太網(wǎng)及atm不提供支持,這對我們?nèi)绾卧趎dis環(huán)境下實現(xiàn)諸如atm的lan emulation,ip over atm、快速以太網(wǎng)帶來很大問題。
smt是實現(xiàn)fddi網(wǎng)卡驅動程序的關鍵,然而由于應用ddk開發(fā)miniport驅動程序時要遵循其結構框架,所以要想完整地按其結構移植smt,就必須分解smt適應之,即要求對smt有一個很好的理解。但smt是龐大的給開發(fā)帶來了一定的困難。
參考文獻
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【2】《device driver kit核心驅動程序設計》
【3】《device driver kit網(wǎng)絡驅動程序設計》
【4】《windows nt核心內(nèi)幕》
【5】《windows nt資源》之三《性能評測》
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