USB通用驱动源码分析
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USBCCGP FDO的启动

2021-09-15 325 1

USBCCGP FDO的启动会执行主功能号为IRP_MJ_PNP,次功功能号IRP_MN_START_DEVICE的IRP。
其函数调用关系如下:

  1. USBCCGP_Dispatch
  2. FDO_Dispatch
  3. FDO_HandlePnp
  4. FDO_StartDevice

函数代码如下:
fdo.c

  1. NTSTATUS
  2. FDO_StartDevice(
  3. PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
  4. PIRP Irp)
  5. {
  6. NTSTATUS Status;
  7. PFDO_DEVICE_EXTENSION FDODeviceExtension;
  8. /* Get device extension */
  9. FDODeviceExtension = (PFDO_DEVICE_EXTENSION)DeviceObject->DeviceExtension;
  10. ASSERT(FDODeviceExtension->Common.IsFDO);
  11. /* First start lower device */
  12. Status = USBCCGP_SyncForwardIrp(FDODeviceExtension->NextDeviceObject, Irp);
  13. if (!NT_SUCCESS(Status))
  14. {
  15. /* Failed to start lower device */
  16. DPRINT1("FDO_StartDevice lower device failed to start with %x\n", Status);
  17. return Status;
  18. }
  19. /* Get descriptors */
  20. Status = USBCCGP_GetDescriptors(DeviceObject);
  21. if (!NT_SUCCESS(Status))
  22. {
  23. /* Failed to start lower device */
  24. DPRINT1("FDO_StartDevice failed to get descriptors with %x\n", Status);
  25. return Status;
  26. }
  27. /* Get capabilities */
  28. Status = FDO_QueryCapabilities(DeviceObject,
  29. &FDODeviceExtension->Capabilities);
  30. if (!NT_SUCCESS(Status))
  31. {
  32. /* Failed to start lower device */
  33. DPRINT1("FDO_StartDevice failed to get capabilities with %x\n", Status);
  34. return Status;
  35. }
  36. /* Now select the configuration */
  37. Status = USBCCGP_SelectConfiguration(DeviceObject, FDODeviceExtension);
  38. if (!NT_SUCCESS(Status))
  39. {
  40. /* Failed to select interface */
  41. DPRINT1("FDO_StartDevice failed to get capabilities with %x\n", Status);
  42. return Status;
  43. }
  44. /* Query bus interface */
  45. USBCCGP_QueryInterface(FDODeviceExtension->NextDeviceObject,
  46. &FDODeviceExtension->BusInterface);
  47. /* Now enumerate the functions */
  48. Status = USBCCGP_EnumerateFunctions(DeviceObject);
  49. if (!NT_SUCCESS(Status))
  50. {
  51. /* Failed to enumerate functions */
  52. DPRINT1("Failed to enumerate functions with %x\n", Status);
  53. return Status;
  54. }
  55. /* Sanity checks */
  56. ASSERT(FDODeviceExtension->FunctionDescriptorCount);
  57. ASSERT(FDODeviceExtension->FunctionDescriptor);
  58. DumpFunctionDescriptor(FDODeviceExtension->FunctionDescriptor,
  59. FDODeviceExtension->FunctionDescriptorCount);
  60. /* Now create the pdo */
  61. Status = FDO_CreateChildPdo(DeviceObject);
  62. if (!NT_SUCCESS(Status))
  63. {
  64. /* Failed */
  65. DPRINT1("FDO_CreateChildPdo failed with %x\n", Status);
  66. return Status;
  67. }
  68. /* Inform pnp manager of new device objects */
  69. IoInvalidateDeviceRelations(FDODeviceExtension->PhysicalDeviceObject,
  70. BusRelations);
  71. /* Done */
  72. DPRINT("[USBCCGP] FDO initialized successfully\n");
  73. return Status;
  74. }

可以看到,FDO_StartDevice主要实现了以下功能:
1.将IRP下传给PDO,使PDO启动。
2.获取设备的描述符:设备描述符配置描述符(包括接口描述符端点描述符和其它描述符)
3.获取设备支持的特性,如电源,热插发等。
4.解析配置描述符,并获取各个子设备信息。
5.获取总线自定义的枚举设备的接口。
6.枚举子设备PDO.
7.创建子设备。
8.通知PNP管理器发备树发生变化,有新的设备产生。

IRP同步下传是能过函数USBCCGP_SyncForwardIrp实现的:

msic.c

  1. TSTATUS
  2. NTAPI
  3. USBCCGP_SyncForwardIrp(
  4. PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
  5. PIRP Irp)
  6. {
  7. KEVENT Event;
  8. NTSTATUS Status;
  9. /* Initialize event */
  10. KeInitializeEvent(&Event, NotificationEvent, FALSE);
  11. /* Copy irp stack location */
  12. IoCopyCurrentIrpStackLocationToNext(Irp);
  13. /* Set completion routine */
  14. IoSetCompletionRoutine(Irp,
  15. USBSTOR_SyncForwardIrpCompletionRoutine,
  16. &Event,
  17. TRUE,
  18. TRUE,
  19. TRUE);
  20. /* Call driver */
  21. Status = IoCallDriver(DeviceObject, Irp);
  22. /* Check if pending */
  23. if (Status == STATUS_PENDING)
  24. {
  25. /* Wait for the request to finish */
  26. KeWaitForSingleObject(&Event, Executive, KernelMode, FALSE, NULL);
  27. /* Copy status code */
  28. Status = Irp->IoStatus.Status;
  29. }
  30. /* Done */
  31. return Status;
  32. }

可能看到,创建一个事件,初始化为通知事件,默认为未激活态。
然后将当前的STACK_LOCATION拷贝到下一层,使其具有相同的STACK_LOCATION,然后设置下层完成函数为USBSTOR_SyncForwardIrpCompletionRoutine.这样当下层完成IRP时,会调用完成函数,而我们在完成函数中将事件置为激活,这样在本层驱动通过等到这个事件就可以知道下层已经完成,即设备已经启动了。

完成函数的代码如下:
msic.c

  1. NTSTATUS
  2. NTAPI
  3. USBSTOR_SyncForwardIrpCompletionRoutine(
  4. PDEVICE_OBJECT DeviceObject,
  5. PIRP Irp,
  6. PVOID Context)
  7. {
  8. if (Irp->PendingReturned)
  9. {
  10. KeSetEvent((PKEVENT)Context, IO_NO_INCREMENT, FALSE);
  11. }
  12. return STATUS_MORE_PROCESSING_REQUIRED;
  13. }

附相关函数源代码:

IoCopyCurrentIrpStackLocationToNext

  1. FORCEINLINE
  2. VOID
  3. IoCopyCurrentIrpStackLocationToNext(
  4. _Inout_ PIRP Irp
  5. )
  6. /*--
  7. Routine Description:
  8. This routine is invoked to copy the IRP stack arguments and file
  9. pointer from the current IrpStackLocation to the next
  10. in an I/O Request Packet (IRP).
  11. If the caller wants to call IoCallDriver with a completion routine
  12. but does not wish to change the arguments otherwise,
  13. the caller first calls IoCopyCurrentIrpStackLocationToNext,
  14. then IoSetCompletionRoutine, then IoCallDriver.
  15. Arguments:
  16. Irp - Pointer to the I/O Request Packet.
  17. Return Value:
  18. None.
  19. --*/
  20. {
  21. PIO_STACK_LOCATION irpSp;
  22. PIO_STACK_LOCATION nextIrpSp;
  23. irpSp = IoGetCurrentIrpStackLocation(Irp);
  24. nextIrpSp = IoGetNextIrpStackLocation(Irp);
  25. RtlCopyMemory( nextIrpSp, irpSp, FIELD_OFFSET(IO_STACK_LOCATION, CompletionRoutine));
  26. nextIrpSp->Control = 0;
  27. }

可以看到,就是从IO_STACK_LOCATION结构体CompletionRoutine这个成员以前的所有数据复制,而不是全部复制。

注意:FILE_OFFSET

这里有一个宏FILE_OFFSET,定义如下:

  1. #define FIELD_OFFSET(type, field) ((LONG)(LONG_PTR)&(((type *)0)->field))

其功能就是计算某个成员相对其结构体的偏移量。

IoSetCompletionRoutine

  1. VOID
  2. IoSetCompletionRoutine(
  3. _In_ PIRP Irp,
  4. _In_opt_ PIO_COMPLETION_ROUTINE CompletionRoutine,
  5. _In_opt_ __drv_aliasesMem PVOID Context,
  6. _In_ BOOLEAN InvokeOnSuccess,
  7. _In_ BOOLEAN InvokeOnError,
  8. _In_ BOOLEAN InvokeOnCancel
  9. )
  10. //++
  11. //
  12. // Routine Description:
  13. //
  14. // This routine is invoked to set the address of a completion routine which
  15. // is to be invoked when an I/O packet has been completed by a lower-level
  16. // driver.
  17. //
  18. // Arguments:
  19. //
  20. // Irp - Pointer to the I/O Request Packet itself.
  21. //
  22. // CompletionRoutine - Address of the completion routine that is to be
  23. // invoked once the next level driver completes the packet.
  24. //
  25. // Context - Specifies a context parameter to be passed to the completion
  26. // routine.
  27. //
  28. // InvokeOnSuccess - Specifies that the completion routine is invoked when the
  29. // operation is successfully completed.
  30. //
  31. // InvokeOnError - Specifies that the completion routine is invoked when the
  32. // operation completes with an error status.
  33. //
  34. // InvokeOnCancel - Specifies that the completion routine is invoked when the
  35. // operation is being canceled.
  36. //
  37. // Return Value:
  38. //
  39. // None.
  40. //
  41. //--
  42. {
  43. PIO_STACK_LOCATION irpSp;
  44. NT_ASSERT( (InvokeOnSuccess || InvokeOnError || InvokeOnCancel) ? (CompletionRoutine != NULL) : TRUE );
  45. irpSp = IoGetNextIrpStackLocation(Irp);
  46. irpSp->CompletionRoutine = CompletionRoutine;
  47. irpSp->Context = Context;
  48. irpSp->Control = 0;
  49. if (InvokeOnSuccess) {
  50. irpSp->Control = SL_INVOKE_ON_SUCCESS;
  51. }
  52. if (InvokeOnError) {
  53. irpSp->Control |= SL_INVOKE_ON_ERROR;
  54. }
  55. if (InvokeOnCancel) {
  56. irpSp->Control |= SL_INVOKE_ON_CANCEL;
  57. }
  58. }

通过分析IoSetCompletionRoutine这个函数,可以看到设置的完成函数并不是设置本层的STACK_LOCATION,而是下一层的。因为设置完成函数就是为了等待下层IRP完成的返回。
至于是什么时候完成,可以通过分析IoCompleteRequest,这里就不再深究了。

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