直接存取I/O埠與記憶體(Direct access I/O and Memory)

entertest 2010-4-25 02:39 楼主

網路上有一個工具程式名為WINIO，透過它我們可以輕易的存取記憶體與I/O埠，但是它使用了一些已經過時或未公開的函數，因為不知微軟何時會將這些函數移除，所以使用這些函數會有一定的危險性，雖然到目前32位元的Windows 7版本中還可使用。

在此，我以WDK(Windows Driver Kit)的架構與相關函數，編寫一個用於存取I/O與記憶體的驅動程式，希望此程式能對您有所幫助。要重新編譯驅動程式或範例，請至微軟下載WDK.

驅動程式與範例已在32位元的WinXP/Win7與64位元Win7上測試成功。因為在64位元的Win7作業系統上所有的驅動程式需經過微軟認證，否則無法執行，所以如果您要在64位元的系統上測試，請在開機時按下F8選擇停用驅動程式的強制簽章。

程式架構:
[img]http://hi.eeworld.net/attachment/201004/25/0_1272168540m7p8.gif][arch.png[/img]

驅動程式簡介
要在Windows NT中存取I/O埠，我們可以透過READ_PORT_UCHAR(USHORT/ULONG)或WRITE_PORT_UCHAR(USHORT/ULONG)等API來存取。這些API的使用方式與C語言提供的Runtime Library中的_outp、_inp等類似，所以不在詳加說明。

case 1: //UCHAR
if (pvInputBuffer->Command == 0) //判斷是寫出還是讀入
WRITE_PORT_UCHAR((PUCHAR)pvInputBuffer->PortBase, (UCHAR)pvInputBuffer->Data);
else
*(PUCHAR)pvOutputBuffer = READ_PORT_UCHAR((PUCHAR)pvInputBuffer->PortBase);
break;
case 2: // USHORT
if (pvInputBuffer->Command == 0)
WRITE_PORT_USHORT((PUSHORT)pvInputBuffer->PortBase, (USHORT)pvInputBuffer->Data);
else
*(PUSHORT)pvOutputBuffer = READ_PORT_USHORT((PUSHORT)pvInputBuffer->PortBase);
break;
case 4: //ULONG
if (pvInputBuffer->Command == 0)
WRITE_PORT_ULONG((PULONG)pvInputBuffer->PortBase, (ULONG)pvInputBuffer->Data);
else
*(PULONG)pvOutputBuffer = READ_PORT_ULONG((PULONG)pvInputBuffer->PortBase);
break;

要存取記憶體在程式的處理上比較繁瑣，無法像存取I/O埠一樣呼叫一個API就解決。
1. 要存取記憶體首先我們要先取得使用者所希望存取的位址與長度，這可以透過MmMapIoSpace這個API將指定的位址與長度對映(mapping)成非頁面(non-paged)的系統空間。

2. 如果步驟1執行成功，之後使用IoAllocateMdl與MmBuildMdlForNonPagedPool配置足夠的緩衝區以對映實體記憶體。

3. 使用MmMapLockedPagesSpecifyCache將對映的虛擬記憶體傳給呼叫者，讓處於RING 3的應用程式可以直接存取指定的記憶體。

//Step 1.
memReq.MapIo = MmMapIoSpace(Address,
memReq.Length,
MmNonCached);
if (memReq.MapIo == NULL)
{
status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
__leave;
};
// Step 2.
memReq.Mdl = IoAllocateMdl(memReq.MapIo,
memReq.Length,
FALSE,
FALSE,
NULL);
if (memReq.Mdl == NULL)
{
status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
__leave;
};
MmBuildMdlForNonPagedPool(memReq.Mdl);
// Step 3.
memReq.Buffer =
(PUCHAR)MmMapLockedPagesSpecifyCache(memReq.Mdl,
UserMode, //此處要設定成UserMode
MmNonCached,
NULL,
FALSE,
NormalPagePriority);
if (memReq.Buffer == NULL)
{
status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
__leave;
};

IOMEM.DLL

這個使用者模式的動態函式庫提供_outp、_outpw、_outpd、_inp、_inpw與_inpd等六個函數來存取I/O埠。MapMemory、UnmapMemory、ReadPhyicalMemory與WritePhyicalMemory四個函數來存取記憶體。

功能：設定存取記憶體的位址與長度
PUCHAR MapMemory(__in ULONG Address, __in ULONG Length);

參數說明：
Address ：要存取的記憶體的起始位址。
Length ：所要存取的長度。

函數執行成功後傳回相映後可以使用的記憶體起始位址。

功能：解除先前所指定的記憶體
BOOLEAN UnmapMemory(VOID);

範例程式
這裡提供3個範例程式，分別是IO-MEM的存取範例，透過Winbond 83627xx Super I/O來存取系統的相關資訊。例如CPU溫度、冷卻風扇轉速與電壓等資訊。最後一個範例是列舉系統內PCI的資訊。

原代碼請到 [url=http://bbs.codeheaven.com.tw/htm_data/2/1004/1.html][/url] 下載,謝謝.

回复评论（2）

沙发 kaurohy

程式下載出錯

Dear Sir:

I see your article 範例程式
這裡提供3個範例程式，分別是IO-MEM的存取範例，透過Winbond 83627xx Super I/O來存取系統的相關資訊。例如CPU溫度、冷卻風扇轉速與電壓等資訊。最後一個範例是列舉系統內PCI的資訊。

原代碼請到 [url=http://bbs.codeheaven.com.tw/htm_data/2/1004/1.html][/url] 下載,謝謝.

is a broken link,

Can you send them to me chychen.chen@msa..hinet.net for refernece?

Thank you very much!
2012/02/16

点赞 2012-2-16 19:35