[Noenemy]'s microgroove

Driver에서는 이와 유사한 개념으로 특정 IRP(I/O Request Packet)를 처리하는데 관여할 수 있는 여러 driver들이 마치 chain과 같은 형태를 구성하고 있는데 이를 'Driver Stack'이라고 한다. IRP를 처리할 때 필요한 처리 루틴이나 파라미터 등의 정보를 각각의 driver 들은 I/O stack location이라는 구조체에 저장하여 해당 IRP에 append 시켜야 하며, 상위 레벨의 driver는 하위 레벨의 driver에게 IoCallDriver 를 호출해서 IRP를 전달하기 전에 해당 stack location의 정보를 반드시 채워야 한다.

I/O manager는 이러한 Driver Stack을 구현하기 위해서 각 IRP마다 I/O stack location 정보를 저장할 수 있도록 배열을 만든다. 각 driver들은 특정 IRP를 처리하기 전에 IoGetCurrentIrpStackLocation 함수를 호출함으로써 해당 driver가 I/O operation을 수앵하는데 필요한 고유의 I/O stack location 정보를 얻을 수 있다.

다음 그림은 IRP 내에 저장되는 데이터를 도식화한 것이다.

아래 부분에 흰색 블록으로 표현된 것이 하나의 I/O stack location이며, 만약 2개의 driver가 관여하고 있다면 I/O stack location이 하나 더 append 된 형태가 될 것이다.

하나의 I/O Stack Location 정보는 IO_STACK_LOCATION 구조체를 이용해서 정의할 수 있는데, WDK에서 확인할 수 있는 IO_STACK_LOCATION 구조체의 정의는 다음과 같다.

typedef struct _IO_STACK_LOCATION {
  UCHAR  MajorFunction;  // 수행되어야 할 I/O operation 타입
  UCHAR  MinorFunction;  // MajorFunction에 대한 Sub funtion code
  UCHAR  Flags;   // 요청에 대한 플래그 (파일 시스템 드라이버에서 주로 사용됨)
  UCHAR  Control;  //
  union {
        //
        // Parameters for IRP_MJ_CREATE 
        //
        struct {
            PIO_SECURITY_CONTEXT SecurityContext;
            ULONG Options;
            USHORT POINTER_ALIGNMENT FileAttributes;
            USHORT ShareAccess;
            ULONG POINTER_ALIGNMENT EaLength;
        } Create;
        //
        // Parameters for IRP_MJ_READ 
        //
        struct {
            ULONG Length;
            ULONG POINTER_ALIGNMENT Key;
            LARGE_INTEGER ByteOffset;
        } Read;
        /* 이하 생략 */
        /* full list는 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa491675.aspx 참고 */
  } Parameters;  // MajorFunction과 MinorFunction 수행에 필요한 파라미터

  PDEVICE_OBJECT  DeviceObject;  // IRP를 처리해야하는 target device (DEVICE_OBJECT 구조체 포인터)
  PFILE_OBJECT  FileObject;  // DeviceObject와 관련된 file object (FILE_OBJECT 구조체 포인터 )
 .
} IO_STACK_LOCATION, *PIO_STACK_LOCATION;

WinDbg에서 !irp 명령을 이용하면 다음과 같이 특정 IRP에 관련된 I/O Stack Location 정보를 확인할 수 있다.

0: kd> !irp 0x831f4a00
Irp is active with 8 stacks 5 is current (= 0x831f4b00)
 Mdl = 82b020d8 Thread 8c622118:  Irp stack trace.
     cmd  flg cl Device   File     Completion-Context
 [  0, 0]   0  0 00000000 00000000 00000000-00000000

                        Args: 00000000 00000000 00000000 00000000
 [  0, 0]   0  0 00000000 00000000 00000000-00000000

                        Args: 00000000 00000000 00000000 00000000
 [  0, 0]   0  0 00000000 00000000 00000000-00000000

                        Args: 00000000 00000000 00000000 00000000
 [  0, 0]   0  0 00000000 00000000 00000000-00000000

                        Args: 00000000 00000000 00000000 00000000
>[  3,34]  40 e1 828517a8 00000000 842511e0-00000000 Success Error Cancel pending
               \Driver\disk     partmgr!PmReadWriteCompletion
                        Args: 00007000 00000000 fe084e00 00000004
 [  3, 0]  40 e0 82851450 00000000 842414d4-82956350 Success Error Cancel
               \Driver\PartMgr  volmgr!VmpReadWriteCompletionRoutine
                        Args: 129131bb 000000de fe084e00 00000004
 [  3, 0]   0 e0 82956298 00000000 847eeed0-829e2ba8 Success Error Cancel
               \Driver\volmgr   Ntfs!NtfsMasterIrpSyncCompletionRoutine
                        Args: 00007000 00000000 1bdae400 00000000
 [  3, 0]   0  0 82ac2020 8e879410 00000000-00000000
               \FileSystem\Ntfs
                        Args: 00007000 00000000 00018400 00000000

References 

WDK I/O Stack Locations
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms795764.aspx