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

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直接存取I/O埠與記憶體(Direct access I/O and Memory) [复制链接]

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。

1. 
   
2. case 1:  //UCHAR
   
3.    if (pvInputBuffer->Command == 0) //判斷是寫出還是讀入
   
4.        WRITE_PORT_UCHAR((PUCHAR)pvInputBuffer->PortBase, (UCHAR)pvInputBuffer->Data);
   
5.   else
   
6.       *(PUCHAR)pvOutputBuffer = READ_PORT_UCHAR((PUCHAR)pvInputBuffer->PortBase);
   
7.   break;
   
8. 
   
9. case 2:  // USHORT
   
10.     if (pvInputBuffer->Command == 0)
    
11.       WRITE_PORT_USHORT((PUSHORT)pvInputBuffer->PortBase, (USHORT)pvInputBuffer->Data);
    
12.    else
    
13.      *(PUSHORT)pvOutputBuffer = READ_PORT_USHORT((PUSHORT)pvInputBuffer->PortBase);
    
14.   break;
    
15. 
    
16. case 4:  //ULONG
    
17.    if (pvInputBuffer->Command == 0)
    
18.      WRITE_PORT_ULONG((PULONG)pvInputBuffer->PortBase, (ULONG)pvInputBuffer->Data);
    
19.    else
    
20.      *(PULONG)pvOutputBuffer = READ_PORT_ULONG((PULONG)pvInputBuffer->PortBase);
    
21. break;
    

复制代码

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。

1. 
   
2. //Step 1.
   
3.     memReq.MapIo = MmMapIoSpace(Address,
   
4.                                  memReq.Length,
   
5.                                  MmNonCached);
   
6.     if (memReq.MapIo == NULL)
   
7.     {
   
8.          status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
   
9.          __leave;
   
10.     };
    
11. 
    
12. // Step 2.
    
13.     memReq.Mdl = IoAllocateMdl(memReq.MapIo,
    
14.                             memReq.Length,
    
15.                             FALSE,
    
16.                             FALSE,
    
17.                             NULL);
    
18.     if (memReq.Mdl == NULL)
    
19.     {
    
20.         status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
    
21.         __leave;
    
22.     };
    
23. 
    
24.     MmBuildMdlForNonPagedPool(memReq.Mdl);
    
25. 
    
26. // Step 3.
    
27.     memReq.Buffer =
    
28.           (PUCHAR)MmMapLockedPagesSpecifyCache(memReq.Mdl,
    
29.                              UserMode, //此處要設定成UserMode
    
30.                              MmNonCached,
    
31.                              NULL,
    
32.                              FALSE,
    
33.                             NormalPagePriority);
    
34.      if (memReq.Buffer == NULL)
    
35.      {
    
36.           status = STATUS_INSUFFICIENT_RESOURCES;
    
37.           __leave;
    
38.      };
    

复制代码

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.

kaurohy

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

kaurohy

Dear Sir:

Can you sen me your sample files to my email chychen.chen@msa.hinet.net for reference?
Thank you very much!
2012/02/16