3. 派遣函数基础：IRP与派遣函数概念、MajorFunction与MinorFunction、派遣函数注册机制

3.1 IRP 与派遣函数概念

在 Windows 内核中，I/O 请求包（IRP, I/O Request Packet）是驱动与操作系统之间传递 I/O 操作的核心数据结构。当用户模式应用程序调用 ReadFile、WriteFile、DeviceIoControl 等 API 时，I/O 管理器会创建一个对应的 IRP，并将其发送到目标驱动对象。

派遣函数（Dispatch Function） 是驱动中处理特定类型 IRP 的回调例程。每个派遣函数对应一个 MajorFunction 代码，驱动通过注册这些函数来声明自己能够处理哪些 I/O 操作。

下图展示了 IRP 从用户态到驱动派遣函数的完整流转路径：

3.2 MajorFunction 与 MinorFunction

IRP 的主功能码 MajorFunction 标识 I/O 操作的大类，而 MinorFunction 则在大类下进一步细分操作。MinorFunction 通常用于 SCSI、键盘、鼠标、IR 等类驱动或总线驱动，用于区分同一大类下的不同子操作。

下图展示了 MajorFunction 与 MinorFunction 在 IRP 中的层级关系：

3.3 派遣函数注册机制

在 KMDF 框架中，派遣函数的注册通过 WdfDeviceCreate 之后的 WdfDeviceInitAssignWdmIrpPreprocessCallback 或更常见的 WdfDeviceIoControl、WdfDeviceRead 等框架封装方法完成。但底层机制仍然基于 WDM 的 MajorFunction 表。

KMDF 驱动注册派遣函数的典型步骤如下：

1. DriverEntry 入口： 调用 WdfDriverCreate 创建 WDF 驱动对象。
2. EvtDriverDeviceAdd 回调： 在此回调中创建 WDF 设备对象。
3. 配置 WDFDEVICE_INIT： 通过 WdfDeviceInitAssignWdmIrpPreprocessCallback 注册需要预处理的自定义 MajorFunction。
4. 创建设备： 调用 WdfDeviceCreate。
5. 注册 I/O 回调： 使用 WdfDeviceIoQueueCreate 创建队列，并通过 WdfIoQueueAssignForwardProgressPolicy 或直接设置 WDF_IO_QUEUE_CONFIG 的 EvtIoRead、EvtIoWrite、EvtIoDeviceControl 等成员。

以下代码片段展示了 KMDF 驱动中注册派遣函数的典型模式：

// DriverEntry 示例
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
    WDF_DRIVER_CONFIG config;
    WDFDRIVER driver;

    WDF_DRIVER_CONFIG_INIT(&config, EvtDriverDeviceAdd);
    return WdfDriverCreate(DriverObject, RegistryPath, WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES, &config, &driver);
}

// EvtDriverDeviceAdd 回调
NTSTATUS EvtDriverDeviceAdd(WDFDRIVER Driver, PWDFDEVICE_INIT DeviceInit)
{
    WDF_IO_QUEUE_CONFIG queueConfig;
    WDFQUEUE queue;
    WDFDEVICE device;

    // 1. 创建 WDF 设备
    NTSTATUS status = WdfDeviceCreate(&DeviceInit, WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES, &device);
    if (!NT_SUCCESS(status)) return status;

    // 2. 配置默认 I/O 队列
    WDF_IO_QUEUE_CONFIG_INIT_DEFAULT_QUEUE(&queueConfig, WdfIoQueueDispatchSequential);
    queueConfig.EvtIoRead = EvtIoRead;
    queueConfig.EvtIoWrite = EvtIoWrite;
    queueConfig.EvtIoDeviceControl = EvtIoDeviceControl;

    // 3. 创建队列并关联设备
    status = WdfIoQueueCreate(device, &queueConfig, WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES, &queue);
    return status;
}

// 派遣函数实现
VOID EvtIoRead(WDFQUEUE Queue, WDFREQUEST Request, size_t Length)
{
    // 处理读请求
    WdfRequestCompleteWithInformation(Request, STATUS_SUCCESS, Length);
}

VOID EvtIoWrite(WDFQUEUE Queue, WDFREQUEST Request, size_t Length)
{
    // 处理写请求
    WdfRequestCompleteWithInformation(Request, STATUS_SUCCESS, Length);
}

VOID EvtIoDeviceControl(WDFQUEUE Queue, WDFREQUEST Request, size_t OutputBufferLength, size_t InputBufferLength, ULONG IoControlCode)
{
    // 处理设备 I/O 控制
    WdfRequestComplete(Request, STATUS_SUCCESS);
}

下图展示了 KMDF 框架下派遣函数注册的完整架构：

3.4 派遣函数注册的底层原理

KMDF 框架在 WdfDeviceCreate 内部会执行以下操作：

• 调用 IoCreateDevice 创建 WDM DEVICE_OBJECT。
• 将驱动提供的 EvtIoRead、EvtIoWrite 等回调与框架内部的 WDM 派遣函数 绑定。
• 框架内部的派遣函数（如 kmdf!FxPkgIo::DispatchRead）会解析 IRP，然后调用对应的 EvtIoXxx 回调。

下表对比了 WDM 与 KMDF 在派遣函数注册上的差异：