windows nt环境下fddi网卡驱动程序设计

1、windows nt环境下fddi网卡驱动程序设计前言indsnt是一个功能全面的操作系统，具有完全集成式的连网能力，它的网络模型开始于a子层，网络接口卡（netrkinterfaeard以后简称网卡或ni）驱动程序驻留在其中。通过相关的网卡把indsnt与网络连接起来，但一直到80年代后期，许多传输协议的实现受限于a层接口的独特实现，因为a层定义了协议与网卡之间的转换机制。1989年,irsft和3两公司提出了一个定义a层与si模型高层协议驱动程序之间的网络设备接口规范（netrkdevieinterfaespeifiatin:ndis），ndis给数据交换提出了一个灵活的环境，它规范了软件

2、接口称为ndis接口，传输协议可用它与网卡驱动程序进行通信。因此在indsnt环境下开发核心态网卡驱动程序应遵循ndis规范。对于高速网络fddi（fiberdistributeddatainterfae）网卡驱动程序还需要st（statinanageent）站管理功能的实现，否则将不能作为一个fddi站连入环结构中，只能实现点到点间的数据通信。故有必要将st软件移植到网卡驱动程序中，这将又导致对iniprtni驱动程序编程框架的破坏，于是有必要形成fddi网卡驱动程序（包含st）与indsnt操作系统的良好接口由逻辑网卡的注册和a层驱动程序的初始化来完成。所以，本课题旨在深入研究应用irsf

3、t公司的ddk（deviedriverkit）将st移植于indsnt的fddi网卡驱动程序过程中如何注册iniprtni驱动程序。即怎样正确注册逻辑网卡和a驱动程序的初始化。着重讨论与初始化相关的上边缘函数的使用和调用关系以及初始化过程中遇到的各种问题的具体解决。第一章indsnt环境下fddi网卡驱动程序总体结构介绍第一节indsnt网络结构1.1.1indsnt网络体系结构indsnt的网络体系结构是基于国际标准化（is）制定的标准模型开放式系统互连（pensysteinternnetin：si）参考模型分层建立的，这种方式有利于随时扩展其它功能和服务。indsnt网络模型开始于a子层，

4、网卡驱动程序就驻留在其中。它通过相关的网卡把indsnt与网络连接起来，图中的多个网卡表明在一台运行indsnt的计算机上能使用多种网卡。这一网络体系结构包括两个重要接口ndis接口与传输驱动程序接口（tdi）。这两个接口把两个层隔离开来，办法是相邻的部件只允许按单一的标准来写，不允许多重标准。例如一个网卡驱动程序（在ndis接口的下面）就不需要特地按每个传输协议来写它的代码块，恰恰相反，该驱动程序是写给ndis接口的，它通过符合ndis的相应传输协议来请求服务。这些接口包含在indsnt的网络体系结构中，以容纳可移植、可互换的模块。在两个接口之间，是传输协议。它在网络中起着组织者的作用。一个

5、传输协议规定了数据以何种方式呈递给下一个接收层，以及如何对数据相应地进行打包。它通过ndis把数据传给网卡驱动程序，并通过tdi把数据传给转发程序（rediretr）tdi之上是转发程序，它把本地的网络资源申请转送给网络。为了能和其他厂商的网络互连，indsnt允许有多个转发程序。对于每一个转发程序indsnt计算机必须也有一个相应的供应者（prvider）(由网络厂商提供)。多供应者路由选择程序决定适当的供应者，然后借助于供应者，对应用请求到相应的转发程序做出选择。1.1.2indsnt网络驱动程序indsnt支持两种类型的网络驱动程序传输驱动程序实现数据链路层中的逻辑链路控制子层协议和传输

6、层协议。向下与ndis接口，向上与tdi接口。网卡驱动程序实现对物理层的管理和数据链路层中介质访问控制子层协议，通过ndis向下管理物理网卡，向上与传输驱动程序通信。1.1.3indsnt网卡驱动程序indsnt环境下的网卡驱动程序也分为两种：iniprt网卡驱动程序：iniprt驱动程序只须实现与网络硬件相关的操作（包括发送和接收）。而所有底层网卡驱动程序的通用操作（如同步），一般由ndis接口程序来实现。full网卡驱动程序：full网卡驱动程序必须实现所有硬件相关和同步、排队等操作。例如full网卡驱动程序为了响应数据接收，需要保持本身的捆绑信息，而iniprt就可以由ndis接口库来实

7、现。在indsnt的早期版本中，full网卡驱动程序要求开发者实现许多底层操作，来处理多处理器的核心问题以及处理器、线程的同步，这样不同的开发者在大量重复着许多相同的工作。而iniprt网卡驱动程序允许开发者仅仅写一些与网络硬件相关的代码即可，而那些通用的函数由ndis接口库来实现，这样开发出来的驱动程序减少了不必要的工作。第二节iniprt驱动程序的结构ndis接口规范了网卡驱动程序的实现，同时也对tdi驱动程序的实现提出了一定的要求，在nt中，ndis约束下的网卡驱动程序、tdi驱动程序和系统的关系如下图所示：图2.0ndis约束下的网卡驱动程序、tdi驱动程序和系统的关系iniprt驱动

8、程序包括驱动程序对象、驱动程序源代码和ndis接口库代码。indsntddk提供ndis.h作为iniprt驱动程序的主要头文件，定义了iniprt驱动程序的入口点、ndis接口库函数和通用数据结构。上边缘函数的作用是网卡驱动与ndis接口库进行通信，而下边缘函数是tdi协议驱动程序与ndis通信的手段。1.2.1iniprt网卡对象ndis用一个叫做逻辑网卡的软件对象来描述系统中的每块网卡，而逻辑网卡与indsnt设备对象的通信由i/子系统来管理，描述网卡的设备对象包括相关的网络信息如名字、网络地址和网卡内存基地址等，它还包含与硬件相关的驱动程序状态数据（捆绑数目，捆绑句柄，包过滤数据库等）

9、。ndis分配一个句柄到iniprtinitialize这个上边缘函数的一个结构中，然后iniprt网卡驱动程序将在以后提供这个句柄来给ndis调用，这个结构一直被ndis保持，并且对iniprt驱动程序不透明。当iniprt网卡驱动程序初始化一块网卡时，它创立自己的内部数据结构来描述网卡，记录需要它管理的与设备相关的状态信息。当iniprt网卡驱动程序调用ndissetatttibutes或ndissetattributesex两ndis库函数时，它传递一个句柄给这数据结构。这样，当调用iniprt驱动程序入口点时，它就传递这个句柄来验证驱动程序所对应的网卡的正确性。这个数据结构为inipr

10、t网卡驱动程序所拥有并维护。1.2.2网络对象标识符iniprtni驱动程序还需要维护一组对象，这些对象是系统定义的对象标识符（bjetidetifier：id）来标识，以描述驱动程序的性能和当前状态信息。为查询这些信息，上层驱动程序调用ndisrequest向ndis接口库指示id。id表示了调用所需的信息类型，如iniprt驱动程序所支持的lkahead缓冲区大小等。ndis接到上层驱动程序的查询请求，将id传递给上边缘函数iniprtqueryinfratin实现对id的查询，如果上层驱动程序请求改变状态信息则调用iniprtsetinfratin实现对id的设置。1.2.3iniprt

11、网卡驱动程序代码典型的iniprtni驱动程序必须有一些函数来通过ndis接口实现上层驱动程序与硬件的通信。这些函数称为上边缘服务函数。这些上边缘服务函数由驱动程序的开发者根据驱动程序面向的特定低层网络类型和硬件以及相应环境，可以有选择地实现，但必须保证驱动程序最基本的功能，这些基本功能包括初始化、发送、中断处理、重置、参数查询与设置和报文接收。iniprtinitialize：操作系统根据系统配置信息，检测出网卡已安装时，由ndis接口在初始化时调用，主要完成低层网络类型确定，对应于物理网卡的逻辑网卡初始化，中断信息注册，网卡与主机通讯方式的确认。i/端口的申请与注册，内存映像，ib的初始化

12、，物理网卡的验证与初始化等。iniprtrenfigure：支持网卡参数动态变化，和iniprtinitilize一样由ndis接口以初始化级别调度执行（不能屏蔽中断，必须由驱动程序承认并清除在此期间产生的中断），支持即插即用和软配置的网卡在动态改变参数时，必须提供此函数。iniprtqueryinfratin：查询网卡的状态以及网卡驱动程序的操作或统计参数，如是否支持组通讯、网卡的物理速率是否支持回环、是否支持直接拷贝等，这些参数以id方式统一管理。iniprtsetinfratin：ndis接口或协议驱动程序通过调用此接口改变驱动程序维护的id库，一些操作参数的改变也将同时改变驱动程序状态

13、，例如组地址的设置。iniprtreset：包括网卡硬件重置和驱动程序软件重置，软件重置包括驱动程序状态重置，以及一些相关的参数重置，还需考虑有些参数的恢复，重置时不必完成所有正在活跃的外部请求，但必须释放已占用的外部资源。iniprthalt：挂起网卡并释放该网卡驱动程序占用的所有资源，在此期间不屏蔽中断。iniprtisr：高优先级的中断处理程序，进行的工作包括初始中断处理类型，决定是否进行中断转交，对卡上中断进行处理等，该服务类型只在以下情况被调用：ndis接口调用iniprtinitialize和iniprthalt两函数时。中断处理类型设为每此中断处理过程都调用时。为使系统能及时响应

14、所有硬件中断，高优先级的硬件中断处理程序应尽可能的减少运行时间，防止长时间的屏蔽低优先级中断，避免造程中断丢失。iniprthandlEinterrupt：由中断延时处理程序在中断延时处理时进行调用。ndis排队所有的延时处理，该服务主要处理发送完成、报文接收、描述符用劲溢出、网卡异常等中断。iniprtsend：ndis收到上层发送请求时经过若干协议处理再向下调用此服务过程，发送的paket已含有ll和a头，该服务过程进行边界对齐、paket约束重整、描述符映射和报文发送、以及发送资源和paket缓冲队列管理。iniprttransferdata：多个已和网卡捆绑的协议驱动程序在接收到报文到

15、达指示后，向网卡驱动程序发出传送请求以拷贝各自所需的报文数据部分，网卡驱动程序根据各协议驱动程序对单个paket是否进行多次拷贝，以决定是否暂存只允许单次拷贝的paket等。iniprthekhandle：ndis每秒调用此服务函数一次，驱动程序发现网卡异常时报告给ndis由ndis调用iniprtreset进行硬件重恢复。iniprtenableintrrupt：中断使能。iniprtdisableinterrupt：中断屏蔽。另外，每个网卡驱动程序必须有一个初始化入口点，由driverentry函数实现，它和系统相关，由操作系统在装入驱动程序时调用，主要完成初始化ndisrapper，再由

16、rapper初始生成驱动程序管理块并完成相应各种初始化工作，登录网卡驱动程序所有上边缘服务入口点，同时写入ndis版本信息。1.2.4ndis接口库ndis接口库包括在ndis.sys中，它是一个核态函数库，有一套抽象的函数，无论协议驱动程序还是ni驱动程序都连接到这个库中，以实现上下层之间的操作。第二章fddi网卡驱动程序的加载和运行第一节网卡驱动程序的安装indsnt网卡驱动程序安装的目的是实现网卡相应硬件信息和驱动程序在indsnt注册库中的注册，使indsnt能够正确识别网卡，了解所必需的软硬件信息并能在indsnt启动时加载相应驱动程序。网卡驱动程序安装时，首先在主群组的控制面板中选

17、择“网络”，然后添加网卡，指定相应信息文件esetup.inf的路径，以完成以下两个必要的操作：复制驱动程序到相应的系统目录（indsnt根目录syste32drivers）中；在indsnt注册库中存入相应软硬件信息。下面主要以fddi网卡为例介绍安装驱动程序所必需的工作：2.1.1网卡一般硬件参数对于fddi网卡，必须在编写其esetup.inf文件时确定以下硬件参数：总线类型：pi(5)括号中的数字5表示pi总线在ndis中的总线类型代码；厂商代号：0 x5588系统加载时确定网卡的标记，也是编程时确定pi槽号的标识；fid:0 x01;介质类型：光纤(3)括号中的数字表示光纤在ndis

18、中的介质类型代码；是否支持全双工：支持。对于其它的硬件信息在此inf配置信息文件中可有可无，如若配置，则可在驱动程序的编写时利用这些信息，方便编程，同时有利于其它应用对其参数的确定和使用。2.1.2fddi网卡加载时需在注册库登录表里做的网络配置网卡驱动程序的安装通常将创建登录表中的四个不同子键：sftareregistrin键，对应于驱动程序，存在于hkey_lal_ahinesftarepanyprdutnaeversin中。我们的fddi网卡驱动程序所对应的是hkey_lal_ahinesftarenet612yhfddiyhfddi1.0;网卡的软件登录键，存在于hkey_lal_ah

19、inesftareirsftindsntnt3.51netrkardsyhfddi1;驱动程序的服务登录键，存在于hkey_lal_ahinesysteurrentntrlsetservies网卡的服务登录键，存在于hkey_lal_ahinesysteurrentntrlsetservies对于每一个网络部件，一个名为netrules的特殊子键在邻近的驱动程序或网卡登录子键里创建，netrules标识网络部件为网络整体的一部分。fddi网卡驱动程序对应的标准软件登录表项将出现在以下路径：hkey_lal_ahinesftarenet612yhfddiyhfddi1.0;驱动程序对应的标准项的值为：desriptin=yhfddi/piadapterntrllerinstalldate=refunt=0 x01servienae=yhfddisftaretype=drivertitle=yhfddi/piadapterntrller而且在yhfddi驱动程序相关的netrules子键下，这些值项为：bindable=yhfddidriveryhfddiadapternnexlusiverbindfr=“yhfddisys”yesnntainerlass=reg_ulti_