內(nèi)核中c++編程

1、很少有專題講內(nèi)核中的C編程，中文資料恐怕更是罕見(jiàn)。由于C的普及性、與C的親密關(guān)系，以及大部分情況下程序員都使用C編譯器編譯C程序的事實(shí)，當(dāng)初學(xué)者聽(tīng)說(shuō)內(nèi)核中“不容易”（筆者也聽(tīng)說(shuō)過(guò)“無(wú)法”二字）用C進(jìn)行編程時(shí)，會(huì)大吃一驚。不管是說(shuō)者無(wú)意，還是聽(tīng)者有心，Windows內(nèi)核的現(xiàn)狀，決定了C語(yǔ)言是內(nèi)核編程的首選。其實(shí)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)中也能使用C，也能使用類，但和用戶程序中的用法有一些區(qū)別，一些特殊的地方需要特別注意。從筆者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，WDK給出的AVS

2、tream小端口驅(qū)動(dòng)示例工程，就都是C代碼，這是由于AVStream的模塊性非常強(qiáng)，在實(shí)現(xiàn)較大功能模塊時(shí)，非得用類封裝，否則難以表述清楚。本章專門講述如何在內(nèi)核中編寫C驅(qū)動(dòng)程序。筆者先寫一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，顯示類的一些基本特性，并由此交代出幾項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)；然后改造《WDFUSB設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)》一章中的WDFCY001驅(qū)動(dòng)的例子，將它全部改造成一個(gè)驅(qū)動(dòng)類，并最終實(shí)現(xiàn)C的最大優(yōu)點(diǎn)：多態(tài)。6.1.16.1.1一個(gè)簡(jiǎn)單的例子一個(gè)簡(jiǎn)單的例子首先我們嘗試把用

3、戶程序中最簡(jiǎn)單的類拷貝到內(nèi)核中，編譯鏈接，看看行不行。下面就是筆者定義的整數(shù)類，它封裝一個(gè)整數(shù)，對(duì)象能夠被當(dāng)成整數(shù)使用。1.classclsInt2.Public:3.clsInt()m_nValue=04.clsInt(intnValue)m_nValue=nValue5.voidprint()KdPrint((“m_nValue:%d”m_nValue))6.operatint()returnm_nValue7.8.private:

4、9.intm_nValue10.上例是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的類定義，我們將在DriverEntry函數(shù)中使用它，分別定義一個(gè)局部變量和動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。我們通過(guò)Debug信息來(lái)觀察對(duì)象行蹤，希望能夠得到正確的輸出。入口函數(shù)中的定義如下：1.extern“C“NTSTATUSDriverEntry(2.INPDRIVER_OBJECTDriverObject查看上面的代碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)不同于以往的new操作符。這是怎么回事呢？我們這一節(jié)就講講它。在

5、用戶程序中，創(chuàng)建和釋放一個(gè)對(duì)象使用new方法，其底層乃是調(diào)用HeapAllocateHeapFree堆API從線程堆棧中申請(qǐng)空間。但問(wèn)題是，內(nèi)核CRT沒(méi)有提供new操作符，所以需要自己定義。自定義的new操作符，自然也是能夠從堆棧中分配內(nèi)存的，內(nèi)核中有RtlAllocateHeapRtlFreeHeap堆棧服務(wù)函數(shù)。但在內(nèi)核中，我們一般使用內(nèi)存池來(lái)獲取內(nèi)存，實(shí)際上內(nèi)存池和堆棧使用了同一套實(shí)現(xiàn)機(jī)制。使用ExAllocatePoolExFr

6、eePool函數(shù)對(duì)從內(nèi)存池申請(qǐng)釋放內(nèi)存，下面是一個(gè)例子。1.__fceinline2.void__cdecloperatnew(size_tsize3.POOL_TYPEpool_type4.ULONGpool_tag)5.6.ASSERT((pool_type(size)15.pool_tag)16.上面的函數(shù)定義有幾個(gè)細(xì)節(jié)的地方應(yīng)當(dāng)注意一下。首先注意new操作符重載，它的第一個(gè)參數(shù)一定是size_t，用來(lái)表示將分配緩沖區(qū)的長(zhǎng)度；其次