I/O请求是内核中非常重要的部分，所有的驱动功能都使用I/O请求来交互，故理解了I/O请求也就理解了驱动的工作原理。
DeviceIoControl
这个函数主要就是用于发送I/O请求:
BOOL DeviceIoControl
(
HANDLE hDevice, // CreateFile返回的设备句柄
DWORD dwIoControlCode, // 应用程序调用驱动程序的控制命令，一般是IOCTL_XXX IOCTLs
LPVOID lpInBuffer, // 应用程序传递给驱动程序的数据缓冲区地址
DWORD nInBufferSize, // 应用程序传递给驱动程序的数据缓冲区大小，字节数
LPVOID lpOutBuffer, // 驱动程序返回给应用程序的数据缓冲区地址
DWORD nOutBufferSize, // 驱动程序返回给应用程序的数据缓冲区大小，字节数
LPDWORD lpBytesReturned, // 驱动程序实际返回给应用程序的数据字节数地址
LPOVERLAPPED lpOverlapped // 重叠操作结构
);
使用这个函数的前提是，我们在驱动中定义IOCTL:
#define USB_IOCTL_SET_CONFIGURATION CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,\
0x801, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
这个CTL_CODE是一个接受4个参数的宏，最终将形成一个32位的数值，用于内部指示到底是哪个IOCTL，四个参数分别是：
DeviceType : 设备类型
FunctionCode : 功能码值
TransferType : 缓冲区模式
RequiredAccess : 请求权限
值得注意的是TransferType，它一共有METHOD_BUFFERED、METHOD_IN_DIRECT、 METHOD_OUT_DIRECT、METHOD_NEITHER 这四个值，它们的含义如下:
METHOD_BUFFERED: 缓冲I/O方式，此时缓冲区由系统负责拷贝，IRP中的SystemBuffer 字段包含系统地址，UserBuffer指向用户分配的地址，注意这种模式下使用SystemBuffer 即可传递数据；系统会进行负责拷贝，32位应用程序和64位驱动通讯时候，使用这个可以避免缓冲区出错。
METHOD_IN_DIRECT or METHOD_OUT_DIRECT: 直接I/O方式，此时输入/输出缓冲区会被锁定，MdlAddress 的值有效，SystemBuffer和UserBuffer无效；
METHOD_NEITHER : 自定义I/O处理，这种方案下仅有UserBuffer 有效，这个数据即为用户分配的缓冲区。
注意: 对大部分情况来说，METHOD_BUFFERED属于牺牲性能换取安全性的做法，剩下两种做法都有一定的危险性，当然，在某些情况下，使用METHOD_NEITHER是个非常不错的方案，笔者在某些性能要求苛刻的场景下使用过METHOD_NEITHER。
驱动使用IOCTL和应用层通讯的步骤如下:
1. 驱动使用定义CTL_CODE定义IOCTL；
2. 驱动使用IoCreateSymbolicLink 创建符号对象；
3. 驱动在DriverDispatch中增加对定义的IOCTL的响应，并定义输入输出缓冲区的结构；
4. 应用层引用驱动创建的IOCTL和输入输出缓冲区结构；
5. 应用层调用CreateFile打开驱动创建的符号链接，可以使用winobj.exe查看有哪些符号链接；
6. 应用层初始化输入输出结构，通过DeviceIoControl发起IRP'
7. 驱动处理IRP；
8. 应用层调用CloseHandle关闭符号链接；
IRP
IRP的结构如下(注: 在windows内核代码解析中我们会看到真正IRP结构):
// IRP
typedef struct _IRP
{
PMDL MdlAddress; // 指向MDL地址
ULONG Flags; // 文件系统驱动程序使用此字段，该字段对所有驱动程序都是只读的。
union
{
struct _IRP *MasterIrp; // 指向IRP中主IRP的指针
PVOID SystemBuffer; // 指向系统空间缓冲区的指针，根据I/O请求不同也不同
} AssociatedIrp;
IO_STATUS_BLOCK IoStatus; // 驱动程序在调用IoCompleteRequest之前存储状态和信息
//char CurrentLocation; // 当前的栈单元
KPROCESSOR_MODE RequestorMode; // 指示操作的原始请求者的执行模式
BOOLEAN PendingReturned; // 如果设置为TRUE，则驱动程序已将IRP标记为挂起。
// 每个IoCompletion例程都应该检查该标志的值。如果标志为TRUE，并且IoCompletion例程不会返回
// STATUS_MORE_PROCESSSING_REQUIRED，则该例程应调用IoMarkIrpPending，
// 将挂起状态传播到设备堆栈中其上方的驱动程序。
BOOLEAN Cancel; // 是否取消的标志位
KIRQL CancelIrql; // 调用IoAcquireCancelSpinLock时驱动程序运行的IRQL
PDRIVER_CANCEL CancelRoutine; // 取消例程毁掉
PVOID UserBuffer; // 功能代码是IRP_MJ_DEVICE_CONTROL，并且I/O控制代码
// METHOD_NEITHER定义的，则包含输出缓冲区的地址。
union
{
struct
{
union
{
KDEVICE_QUEUE_ENTRY DeviceQueueEntry; // IRP排队时，指向排队的IRP
struct
{
PVOID DriverContext[4]; // 如果IRP没有排队，那么驱动可以使用此字段来存储最多
// 四个指针。此字段只能在驱动程序拥有IRP时使用。
};
};
PETHREAD Thread; // 指向调用方的线程控制块的指针
LIST_ENTRY ListEntry; // 如果驱动管理自己的IRP队列，会使用此字段将一个IRP链接到下一个
// 被屏蔽的结构成员
// struct IO_STACK_LOCATION *CurrentStackLocation; // 指向当前栈单元
} Overlay;
} Tail;
} IRP, *PIRP;
实际上，这个结构并不是真正的IRP结构，它更多的是在操作系统我们可以看到的结构，在里面有个结构被省略了，就是CurrentStackLocation，它实际上指向当前正在处理的栈单元。驱动例程中的派发例程如下:
DRIVER_DISPATCH DriverDispatch;
NTSTATUS DriverDispatch(
[in, out] _DEVICE_OBJECT *DeviceObject,
[in, out] _IRP *Irp
);
我们可以看到，例程的参数之一就是IRP结构，我们可以使用IoGetCurrentIrpStackLocation函数获取当前的栈单元PIO_STACK_LOCATION，这个结构定义如下:
typedef struct _IO_STACK_LOCATION {
UCHAR MajorFunction; // 主功能码
UCHAR MinorFunction; // 子功能码
UCHAR Flags; // 由文件系统驱动程序使用。
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;
//
// Parameters for IRP_MJ_WRITE
//
struct {
ULONG Length;
ULONG POINTER_ALIGNMENT Key;
LARGE_INTEGER ByteOffset;
} Write;
//
// Parameters for IRP_MJ_QUERY_INFORMATION
//
struct {
ULONG Length;
FILE_INFORMATION_CLASS POINTER_ALIGNMENT FileInformationClass;
} QueryFile;
//
// Parameters for IRP_MJ_SET_INFORMATION
//
struct {
ULONG Length;
FILE_INFORMATION_CLASS POINTER_ALIGNMENT FileInformationClass;
PFILE_OBJECT FileObject;
union {
struct {
BOOLEAN ReplaceIfExists;
BOOLEAN AdvanceOnly;
};
ULONG ClusterCount;
HANDLE DeleteHandle;
};
} SetFile;
//
// Parameters for IRP_MJ_QUERY_VOLUME_INFORMATION
//
struct {
ULONG Length;
FS_INFORMATION_CLASS POINTER_ALIGNMENT FsInformationClass;
} QueryVolume;
//
// Parameters for IRP_MJ_DEVICE_CONTROL and IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL
//
struct {
ULONG OutputBufferLength;
ULONG POINTER_ALIGNMENT InputBufferLength;
ULONG POINTER_ALIGNMENT IoControlCode;
PVOID Type3InputBuffer;
} DeviceIoControl;
//
// Nonsystem service parameters.
//
// Parameters for IRP_MN_MOUNT_VOLUME
//
struct {
PVOID DoNotUse1;
PDEVICE_OBJECT DeviceObject;
} MountVolume;
//
// Parameters for IRP_MN_VERIFY_VOLUME
//
struct {
PVOID DoNotUse1;
PDEVICE_OBJECT DeviceObject;
} VerifyVolume;
//
// Parameters for Scsi using IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CONTROL
//
struct {
struct _SCSI_REQUEST_BLOCK *Srb;
} Scsi;
//
// Parameters for IRP_MN_QUERY_DEVICE_RELATIONS
//
struct {
DEVICE_RELATION_TYPE Type;
} QueryDeviceRelations;
//
// Parameters for IRP_MN_QUERY_INTERFACE
//
struct {
CONST GUID *InterfaceType;
USHORT Size;
USHORT Version;
PINTERFACE Interface;
PVOID InterfaceSpecificData;
} QueryInterface;
//
// Parameters for IRP_MN_QUERY_CAPABILITIES
//
struct {
PDEVICE_CAPABILITIES Capabilities;
} DeviceCapabilities;
//
// Parameters for IRP_MN_FILTER_RESOURCE_REQUIREMENTS
//
struct {
PIO_RESOURCE_REQUIREMENTS_LIST IoResourceRequirementList;
} FilterResourceRequirements;
//
// Parameters for IRP_MN_READ_CONFIG and IRP_MN_WRITE_CONFIG
//
struct {
ULONG WhichSpace;
PVOID Buffer;
ULONG Offset;
ULONG POINTER_ALIGNMENT Length;
} ReadWriteConfig;
//
// Parameters for IRP_MN_SET_LOCK
//
struct {
BOOLEAN Lock;
} SetLock;
//
// Parameters for IRP_MN_QUERY_ID
//
struct {
BUS_QUERY_ID_TYPE IdType;
} QueryId;
//
// Parameters for IRP_MN_QUERY_DEVICE_TEXT
//
struct {
DEVICE_TEXT_TYPE DeviceTextType;
LCID POINTER_ALIGNMENT LocaleId;
} QueryDeviceText;
//
// Parameters for IRP_MN_DEVICE_USAGE_NOTIFICATION
//
struct {
BOOLEAN InPath;
BOOLEAN Reserved[3];
DEVICE_USAGE_NOTIFICATION_TYPE POINTER_ALIGNMENT Type;
} UsageNotification;
//
// Parameters for IRP_MN_WAIT_WAKE
//
struct {
SYSTEM_POWER_STATE PowerState;
} WaitWake;
//
// Parameter for IRP_MN_POWER_SEQUENCE
//
struct {
PPOWER_SEQUENCE PowerSequence;
} PowerSequence;
//
// Parameters for IRP_MN_SET_POWER and IRP_MN_QUERY_POWER
//
struct {
ULONG SystemContext;
POWER_STATE_TYPE POINTER_ALIGNMENT Type;
POWER_STATE POINTER_ALIGNMENT State;
POWER_ACTION POINTER_ALIGNMENT ShutdownType;
} Power;
//
// Parameters for IRP_MN_START_DEVICE
//
struct {
PCM_RESOURCE_LIST AllocatedResources;
PCM_RESOURCE_LIST AllocatedResourcesTranslated;
} StartDevice;
//
// Parameters for WMI Minor IRPs
//
struct {
ULONG_PTR ProviderId;
PVOID DataPath;
ULONG BufferSize;
PVOID Buffer;
} WMI;
//
// Others - driver-specific
//
struct {
PVOID Argument1;
PVOID Argument2;
PVOID Argument3;
PVOID Argument4;
} Others;
} Parameters;
PDEVICE_OBJECT DeviceObject; // 指向驱动程序创建的DEVICE_OBECT结构的指针
PFILE_OBJECT FileObject; // 指向设备对象关联的FILE_OBJECT结构的指针
} IO_STACK_LOCATION, *PIO_STACK_LOCATION;
注意PIO_STACK_LOCATION结构的成员有效性取决于PIO_STACK_LOCATION中的MajorFunction以及MinorFunction。