Использование SCM для управления драйверами в C# реализованной с помощью dll на C++/cli

SCM - это сервер, реализованный в Windows, для удаленного управления сервисами (вызовом процедур).

 Для того, чтобы запустить драйвер в Windows, ему в соответствие ставится сервис, который обеспечивает управление этим драйвером. Не путать с устройством, которое создает драйвер в системе, через которое происходит обмен сообщениями с драйвером. Это устройство создается уже после старта драйвера, а вот SCM обеспечивает само внесение драйвера в систему. С помощью SCM можно: добавлять, удалять, запускать или останавливать службы.

Постановка задачи

 Написать буферный класс позволяющий упростить работу SCM в C#.

 Сам внешний вид этого класса можно обознать очень просто:

    public ref class ServiceControlManager : public IDisposable
    {
    public:
        ServiceControlManager(void);
        void AddDriver(String^ ServiceName, String^ BinaryPathName);
        void DeleteDriver(String^ ServiceName);
        void StartDriver(String^ ServiceName);
        void StopDriver(String^ ServiceName);
    protected:
        ~ServiceControlManager();
        !ServiceControlManager();
    private:
        SC_HANDLE SCMHandle;
    };

 Конструктор, деструктор, финализатор, основные методы, из атрибутов только HANDLE объекта SCM. Из этого следует, что экземпляр объекта этого класса будет содержать в себе созданный объект SCM, а методы упрощают с ним работу. Класс является буферным, и поскольку он реализован в C++/cli он будет автоматически масштабируем для работы в среде .NET, соответственно и в C#.

Решение проблемы с ошибками

 Основная проблема работы с таким классом - это возвращение кодов ошибок, которые произошли в ходе работы SCM, которое желательно на самом первом этапе работы заменить на более привычные для .NET среды исключения. Для этого можно создать подобный класс:

    [Serializable]
    public ref class KernelErrorException : Exception
    {
    public:
        KernelErrorException(void);
        virtual String^ ToString() override;
        property virtual String^ Message
        {
            String^ get() override;
        };
        property virtual DWORD Errorsource
        {
            DWORD get();
        };
    private:
        DWORD errorsource;
    internal:
        KernelErrorException(DWORD Errorsource);
    };

 Как мы видим, экземпляр этого класса будет содержать, как атрибут только номер кода, который будет получен от GetLastError(). А при попытке привести экземлляр к типу System::String выведет полный текст описания сообщения средствами Windows.

 Класс имеет два конструктора, первый - по умолчанию: сохраняет код ошибки при выполнении. Второй - получает код ошибки, как аргумент. Второй необходимо использовать в тех случаях, когда необходимо вызвать исключение, но перед этим выполнить какие-либо действия, после которых команда GetLastError() вернет не верные значения. Для этого сохраняется код ошибки, выполняются действия, затем вызывается исключение. Пример таких действий можно найти ниже: очиста PTR, исползуемой для маршалинга (PTR необходимо очистить до вызова исключения, т.к. вернуться к этому куску кода в дальнейшем не получится).

KernelErrorException::KernelErrorException(void)
{
    this->errorsource = GetLastError();
}

KernelErrorException::KernelErrorException(DWORD Errorsource)
{
    this->errorsource = Errorsource;
}

 При этом реализация методов будет самой, что ни на есть элементарной:

String^ KernelErrorException::Message::get()
{
    LPTSTR message = NULL;
    FormatMessage(FORMAT_MESSAGE_ALLOCATE_BUFFER / FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM,
                NULL,
                this->errorsource,
                MAKELANGID(LANG_NEUTRAL, SUBLANG_DEFAULT),
                (LPTSTR)&message,
                0,
                NULL);
    String^ messageString = gcnew String(message);
    LocalFree(message);
    return messageString;
}

DWORD KernelErrorException::Errorsource::get()
{
    return this->errorsource;
}

String^ KernelErrorException::ToString()
{
    return this->Message::get();
}

SCM не бессмертный

UPG: Вторая проблема работы с SCM в .NET: handle SCM не может жить долго, иначе это приведет к зависанию системы. Поэтому при использовании необходимо следить за тем, чтобы удалением занимался не сбощик мусора, а сам программист. Придется строго описать конструктор и финализатор, в деструкторе же, по логике Dispose-паттерна, вызывается финализатор [спасибо GraD_Kh]. В финализаторе описывается высвобождение unmanage объектов:

ServiceControlManager::ServiceControlManager(void)
{
    this->SCMHandle = OpenSCManager(NULL, NULL, SC_MANAGER_ALL_ACCESS);
    if (!this->SCMHandle)
        throw gcnew KernelErrorException();
}

ServiceControlManager::~ServiceControlManager()
{
    this->!ServiceControlManager();
    GC::SuppressFinalize(this);
}

ServiceControlManager::!ServiceControlManager()
{
    if (!CloseServiceHandle(this->SCMHandle))
        throw gcnew KernelErrorException();
}

Реализация

 Реализация всех методов очень проста, основа ее - это вызов конкретной соответствующей процедуры, но корректное выполнение обязательно нуждается во всех проверках на исключительные ситуации. Поскольку этот класс является буферным, выносить в аргументы можно не только те ключевые поля, которые указал я, но я подобрал параметры для запуска самых стандартных драйверов…

void ServiceControlManager::AddDriver(String^ ServiceName, String^ BinaryPathName)
{
    IntPtr serviceNamePtr = Marshal::StringToHGlobalUni(ServiceName);
    IntPtr binaryPathNamePtr = Marshal::StringToHGlobalUni(BinaryPathName);
    SC_HANDLE SCMHandleService = CreateService(this->SCMHandle,
                                                (LPCTSTR)serviceNamePtr.ToPointer(),
                                         (LPCTSTR)serviceNamePtr.ToPointer(),
                                                SERVICE_ALL_ACCESS,
                                                SERVICE_KERNEL_DRIVER,
                                                SERVICE_DEMAND_START,
                                                SERVICE_ERROR_NORMAL,
                                                (LPCTSTR)binaryPathNamePtr.ToPointer(),
                                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
    DWORD errorsource = GetLastError();
    Marshal::FreeHGlobal(serviceNamePtr);
    Marshal::FreeHGlobal(binaryPathNamePtr);
    if (!SCMHandleService)
        throw gcnew KernelErrorException(errorsource);
    if (!CloseServiceHandle(SCMHandleService))
        throw gcnew KernelErrorException();
}

void ServiceControlManager::DeleteDriver(String^ ServiceName)
{
    IntPtr serviceNamePtr = Marshal::StringToHGlobalUni(ServiceName);
    SC_HANDLE SCMHandleService = OpenService(this->SCMHandle,
                                                (LPCTSTR)serviceNamePtr.ToPointer(),
                                                SERVICE_ALL_ACCESS);
    DWORD errorsource = GetLastError();
    Marshal::FreeHGlobal(serviceNamePtr);
    if (!SCMHandleService )
        throw gcnew KernelErrorException(errorsource);
    if (!DeleteService(SCMHandleService))
        throw gcnew KernelErrorException();
    if (!CloseServiceHandle(SCMHandleService))
        throw gcnew KernelErrorException();
}

void ServiceControlManager::StartDriver(String^ ServiceName)
{
    IntPtr serviceNamePtr = Marshal::StringToHGlobalUni(ServiceName);
    SC_HANDLE SCMHandleService = OpenService(this->SCMHandle,
                                                (LPCTSTR)serviceNamePtr.ToPointer(),
                                                SERVICE_ALL_ACCESS);
    DWORD errorsource = GetLastError();
    Marshal::FreeHGlobal(serviceNamePtr);
    if (!SCMHandleService)
        throw gcnew KernelErrorException(errorsource);
    if (!StartService(SCMHandleService, 0, 0))
        throw gcnew KernelErrorException();
    if (!CloseServiceHandle(SCMHandleService))
        throw gcnew KernelErrorException();
}

void ServiceControlManager::StopDriver(String^ ServiceName)
{
    IntPtr serviceNamePtr = Marshal::StringToHGlobalUni(ServiceName);
    SC_HANDLE SCMHandleService = OpenService(this->SCMHandle,
                                                (LPCTSTR)serviceNamePtr.ToPointer(),
                                                SERVICE_ALL_ACCESS);
    DWORD errorsource = GetLastError();
    Marshal::FreeHGlobal(serviceNamePtr);
    if (!SCMHandleService)
        throw gcnew KernelErrorException(errorsource);
    SERVICE_STATUS serviceStatus;
    if (!ControlService(SCMHandleService, SERVICE_CONTROL_STOP, &serviceStatus))
        throw gcnew KernelErrorException();
    if (!CloseServiceHandle(SCMHandleService))
        throw gcnew KernelErrorException();
}

 Первый метод связывает sys файл с сервисом, добавляя этот сервис в систему. Второй - удаляет драйвер из системы, остальные две - запускают и останавливают сервис, соответственно.

Примеры использования в C#:

try
{
    using (ServiceControlManager scm = new ServiceControlManager())
    {
        scm.AddDriver(serviceName, filePath);
        scm.StartDriver(serviceName);
        scm.StopDriver(serviceName);
        scm.DeleteDriver(serviceName);
    }
}
catch (Exception ex)
{

}

Настройки при компиляции

 Самое главное не забывать постояно использовать маршалинг между управляемой и не управляемой кучей. Напомню, для маршаллинга необходимо находится в пространстве имен:
using namespace System::Runtime::InteropServices;

 Не забудьте прописать lib:
#pragma comment(lib, "Advapi32.lib")

 Настройки свойств при компилировании библиотеки:

Послесловие

 Многие могут возразить, что подобный подход не имеет никакого смысла, и что гараздо проще в C# воспользоваться маршаллингом аргументов из стандартных библиотек. Но, на мой взгляд, мое решение является более гибким. И позволяет избавиться от несущественных переменных, подстраивая класс под себя. /Те, кто пробовал настроить DLLImport этих функций в x64 меня поймут.../

 Другие могут сказать, что это вообще не имет смысла, т.к. проще было бы использовать MFC, но опять же, создавать и управлять формами в C# проще и удобнее, потому подобное решение можно считать буфферным фрэймворком, ну или стартапом подобного фрэймворка.

 Спасибо за внимание.

Ссылки по теме

• Каталог программ Microsoft
• Задать вопрос ONLine по покупке программ Microsoft
• Скидка 35% на Visual Studio 2010 Professional with MSDN и 15% на Visual Studio 2010 Premium with MSDN