64位内核开发第十二讲,进程监视,ring3跟ring0事件同步.

一丶同步与互斥详解,以及实现一个进程监视软件.

1.用于线程同步的 KEVENT

事件很简单分别分为 事件状态. 以及事件类别.

事件状态:
有信号 Signaled
无信号 Non-signaled
事件类别
自动恢复 Synchronization 自动设置
不自动恢复. Notification 手动设置

事件的创建函数

** IoCreateNotificationEvent() **

** KeClearEvent() ** 设置为无信号状态

** KeResetEvent() ** 设置为无信号状态并返回之前的状态
** KeSetEvent()** 设置事件为有信号.

其实理解有信号跟无信号就可以了. 有信号了.我的等待函数才可以等待.
无信号就会阻塞在哪里.

事件的类别就是等待之后 根据你的设置.是自动设置为无信号. 还是不设置.
如果自动设置为无信号.那么下个线程来就会阻塞.直到我们设置为事件为有信号.才可以.

在内核中一般使用事件是使用匿名内核事件. 而不是使用IoCreateNotificationEvent

代码如下:

KEVENT myKevent;
KeInitializeEvent(&myKevent, NotificationEvent,FALSE);

//设置事件为有信号

KeSetEvent(&myKevent,IO_NO_INCREMENT,FALSE);

//等待事件
KeWaitForSingleObject(&myEvent,Executive,KernerMode,False,NULL);

//因为设置的类别是手动设置类别.所以我们自己要把事件信号设置为无信号

//调用两个都可以
KeResetEvent(&myEvent);
KeClearEvent(&myEvent);

2.进程监视 ring0 与 ring3同步使用Event

如果ring0跟ring3通讯.就要使用我们上面说的
ring0 -> ring3通讯的命名函数了.

IoCreateNotificationEvent
在使用Ring0 -> ring3通讯的时候.我们要了解下这个函数以及其它相关的知识

1.ring0 创建命名事件 - > ring3使用这个事件. 那么就需要建立一个名字了.名字如下;
** L"\\BaseNamedObjects\\你自定义的名字 **
2.再探 IoCreateDevice函数的作用.

IoCreateDevice 函数.众所周知.是建立设备对象.
定义如下:

NTSTATUS IoCreateDevice(
  PDRIVER_OBJECT  DriverObject,
  ULONG           DeviceExtensionSize,   //设备扩展大小
  PUNICODE_STRING DeviceName,
  DEVICE_TYPE     DeviceType,
  ULONG           DeviceCharacteristics,
  BOOLEAN         Exclusive,
  PDEVICE_OBJECT  *DeviceObject
);

我们先前所说.创建设备对象的时候.第二个参数是设备扩展大小.
我们一直给0.但是现在因为 ring0 - ring3通信. 需要我们自定义数据结构.进行存储ring0的数据. 那么可以使用这个设备扩展了.
如:
我们创建一个结构体. 将这个结构体的大小传入到第二个参数中.
使用的时候在我们创建的设备对象中.有一个成员.是s DeviceExtension.这个就是我们设备扩展为我们申请的那块内存.
我们可以转化为我们自定义结构体大小.
代码很简单.如下:

typedef struct _MYDEVICE_EXTENSION
{
  //自定义数据
}MYDEVICE_EXTENSION,*PMYDEVICE_EXTENSION;

IoCreateDevice(DriverObject,sizeof(MYDEVICE_EXTENSION),....);
主要就是第二个参数.

使用:
PMYDEVICE_EXTENSION pMyDevice = (PMYDEVICE_EXTENSION)Device->DeviceExtension; 这个成员就指向我们扩展的内存.
强转为我们的指针即可.

pMyDevice->xxx = xxx;
pMyDevice->xxx = xxx;

最后使用内核创建事件 进行创建即可. IoCreateNotificationEvent

ring3想使用ring0下定义的Event很简单.
如下:

#define EVENT_NAME L"\\Global\\xxx"

HANDLE hEvent = OpenEventW(SYNCHRONIZE,FASE,EVENT_NAME);

while(WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE))
{
  发送 DeviceIoControl读取内核层的数据即可.(上面说的设备扩展数据)

}

ring3等待ring0的事件就很简单了. 直接打开事件.等待即可.

3.进程监视代码.

进程监视.首先会用到上面所说内容.然后分为下面几个步骤

1.创建设备对象.设备对象中扩展属性我们自定义结构体.传入结构体大小即可.
2.创建全局设备对象变量指针.保存创建的设备对象

3.创建符号链接,ring3 跟 ring 0进行通讯

4.创建控制派遣函数.接受ring3下发的控制吗.

5.使用IoCreateNotificationEvent创建事件对象.用于Ring3跟Ring0的事件同步.

6.注册进程控制回调函数.当进程创建.或者销毁会调用回调

7.回调函数,全局设备对象指针的子成员.指向我们自定义结构体.
转换一下. 赋值参数.并且设置事件对象

8.ring3读取数据的时候.控制函数将回调函数中赋值出来的数据拷贝给
ring3即可.

9.ring3进行打开事件.等待事件.发送DeviceIoControl控制吗.读取数据.显示 数据.

代码如下:

ring0:

#include <ntddk.h>
#include <ntstrsafe.h>





/*
符号连接名
设备对象名
事件等待名
*/


#define  IBINARY_LINKNAME L"\\DosDevices\\IBinarySymboliclnk"
#define  IBINARY_DEVICENAME  L"\\Device\\IBinaryProcLook"
#define  IBINARY_EVENTNAME       L"\\BaseNamedObjects\\ProcLook"

//定义 ring0 ring3控制码
#define CTRLCODE_BASE 0x8000
#define MYCTRL_CODE(i) \
CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,CTRLCODE_BASE +i,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_PROCESS_LOCK_READ MYCTRL_CODE(1)
UNICODE_STRING g_uSymbolicLinkName = { 0 };
//控制派遣函数.以及卸载函数.

void DriverUnLoad(PDRIVER_OBJECT pDriverObject);
NTSTATUS InitDeviceAnSymbolicLink(
	PDRIVER_OBJECT pDriverObj,
	UNICODE_STRING uDeviceName, 
	UNICODE_STRING uSymbolicLinkName,
	UNICODE_STRING uEventName);

NTSTATUS DisPatchComd(PDEVICE_OBJECT pDeviceObject, PIRP pIrp);
NTSTATUS DisPatchIoControl(PDEVICE_OBJECT pDeviceObject,PIRP pIrp);
VOID pMyCreateRoutine (IN HANDLE pParentId,HANDLE hProcessId,BOOLEAN bisCreate);

//自定义设备扩展.以及全局变量指针.进行保存的.
typedef struct _Device_Exten
{
	/*
	自定义数据.比如保存
	进程PID 父PID
	进程事件对象
	全局事件对象
	*/
	HANDLE  hProcess;         //进程句柄
	PKEVENT pkProcessEvent;   //全局事件对象,ring3使用
	HANDLE  hProcessId;       //进程的PID
	HANDLE  hpParProcessId;   //父进程ID.当前你也可以有进程名字
	BOOLEAN bIsCreateMark;    //表示是创建进程还是销毁.创建进程回调可以看到

}DEVICE_EXTEN,* PDEVICE_EXTEN;
PDEVICE_OBJECT g_PDeviceObject;

//定义ring3->读取ring0的数据
typedef struct _PROCESS_LONNK_READDATA
{
	HANDLE hProcessId;
	HANDLE hpParProcessId;
	BOOLEAN bIsCreateMark;
}PROCESS_LONNK_READDATA,*PPROCESS_LONNK_READDATA;

NTSTATUS
DriverEntry(
    _In_ PDRIVER_OBJECT  pDriverObject,
    _In_ PUNICODE_STRING RegistryPath
    )
{
	NTSTATUS ntStatus;
	UNICODE_STRING uDeviceName = { 0 };
	
	UNICODE_STRING uEventName = { 0 };


	//setp 1注册卸载函数,以及设置通讯方式
	pDriverObject->DriverUnload = DriverUnLoad;
	

	//setp 2 初始化符号链接名.设备名. 以及事件对象名字,并且检验一下
	ntStatus = RtlUnicodeStringInit(&uDeviceName, IBINARY_DEVICENAME);
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("初始化设备名称失败"));
		return ntStatus;
	}
	KdPrint(("初始化设备名称成功"));

	ntStatus = RtlUnicodeStringInit(&g_uSymbolicLinkName, IBINARY_LINKNAME);
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("初始化符号链接名字失败"));
		return ntStatus;
	}
	KdPrint(("初始化符号链接名字成功"));
	ntStatus = RtlUnicodeStringInit(&uEventName, IBINARY_EVENTNAME);
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("初始化全局事件对象失败"));
		return ntStatus;
	}
	KdPrint(("初始化全局事件对象成功"));

	//setp 3建立一个函数.函数内部进行初始化设备对象.初始化符号链接.初始化全局事件对象.
	ntStatus = InitDeviceAnSymbolicLink(
		pDriverObject,
		uDeviceName,
		g_uSymbolicLinkName,
		uEventName);
    return ntStatus;
}

//卸载驱动.关闭符号链接
void DriverUnLoad(PDRIVER_OBJECT pDriverObject)
{
	NTSTATUS ntStatus;
	UNICODE_STRING SymboLicLinkStr = { 0 };
	ntStatus = RtlUnicodeStringInit(&SymboLicLinkStr, IBINARY_LINKNAME);
	if (NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		ntStatus = IoDeleteSymbolicLink(&SymboLicLinkStr);
		if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
		{
			KdPrint(("删除符号链接失败"));
		}
	}
	
	IoDeleteDevice(pDriverObject->DeviceObject);
	PsSetCreateProcessNotifyRoutine(pMyCreateRoutine, TRUE);
	KdPrint(("驱动已卸载"));
}

NTSTATUS InitDeviceAnSymbolicLink(
	PDRIVER_OBJECT pDriverObj,
	UNICODE_STRING uDeviceName,
	UNICODE_STRING uSymbolicLinkName,
	UNICODE_STRING uEventName)
{
	NTSTATUS ntStatus;
	PDEVICE_OBJECT pDeviceObject = NULL;
	//使用自定义结构
	ULONG i = 0;

	
	ntStatus = IoCreateDevice(
		pDriverObj,
		sizeof(DEVICE_EXTEN),//使用设备扩展.指定大小.那么设备对象中成员就会指向这块内存
		&uDeviceName,
		FILE_DEVICE_UNKNOWN,
		FILE_DEVICE_SECURE_OPEN,
		FALSE,                //独占设备
		&pDeviceObject);
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("创建设备对象失败"));
		IoDeleteDevice(pDeviceObject);
		return ntStatus;
	}
	pDriverObj->Flags |= DO_BUFFERED_IO;
	//成功之后保存到全局变量中
	KdPrint(("创建设备对象成功"));
	g_PDeviceObject = pDeviceObject;


	//创建事件.ring3->ring0的事件
	PDEVICE_EXTEN pDeviceExten = (PDEVICE_EXTEN)pDeviceObject->DeviceExtension;
	pDeviceExten->pkProcessEvent = IoCreateNotificationEvent(&uEventName, &pDeviceExten->hProcess);
	KeClearEvent(pDeviceExten->pkProcessEvent);

	//创建符号链接

	ntStatus = IoCreateSymbolicLink(&g_uSymbolicLinkName, &uDeviceName);
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("创建符号链接失败"));
		IoDeleteDevice(pDeviceObject);
		return ntStatus;
	}
	KdPrint(("创建符号链接成功"));

	
	
	
	/*
	因为设备对象扩展我们传入了DEVICE_EXTEN大小.所以在调用IoCreateDevice的时候.返回的
	设备对象中.设备对象会根据我们传入的大小创建一块内存.这块内存就保存在DeviceExtension
	这个字段中.
	下面调用IoCreateNotificationEvent是创建了一个命名事件.我们将事件放到我们结构体中.
	这个函数创建的事件必须手工设置事件状态.所以我们首先初始化为无信号状态.
	总的来说.IoCreateNotificationEvent创建的时候需要一个HANDLE以及一个PKEVENT.
	*/


	//注册回调控制函数.当进程来了会通知.
	//	PsSetCreateProcessNotifyRoutine
	ntStatus = PsSetCreateProcessNotifyRoutine(pMyCreateRoutine,FALSE); //FASLE为注册
	if (!NT_SUCCESS(ntStatus))
	{
		KdPrint(("注册系统回调失败"));
		IoDeleteDevice(pDeviceObject);
		return ntStatus;
	}
	KdPrint(("注册系统回调成功"));


	//初始化派遣函数
	for (i = 0; i < IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
	{
		pDriverObj->MajorFunction[i] = DisPatchComd;
	}
	pDriverObj->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL] = DisPatchIoControl;

	return STATUS_SUCCESS;
}

//当进程来的时候.会通知你.
VOID pMyCreateRoutine(
	IN HANDLE pParentId,
	HANDLE hProcessId,
	BOOLEAN bisCreate)
{
	/*
	进程来的时候会通知我们.所以我们给设备扩展进行赋值.赋值进程ID以及是否创建
	*/
	PDEVICE_EXTEN pDeviceExten =(PDEVICE_EXTEN)g_PDeviceObject->DeviceExtension;
	pDeviceExten->hProcessId = hProcessId;
	pDeviceExten->hpParProcessId = pParentId;
	pDeviceExten->bIsCreateMark = bisCreate;
	//赋值完毕之后.设置信号状态为有信号. 这样Ring3就会等待到事件了.
	KeSetEvent(pDeviceExten->pkProcessEvent,0,FALSE);
	//通知ring3可以读取了.那么还要设置为ring0的事件为无信号.用来保持同步
	//KeClearEvent(pDeviceExten->pkProcessEvent);
	KeResetEvent(pDeviceExten->pkProcessEvent); //跟ClearEvent一样.上面的快.这个会返回上一个设置的信号状态.都用一次

}

NTSTATUS DisPatchComd(PDEVICE_OBJECT pDeviceObject, PIRP pIrp)
{
	pIrp->IoStatus.Information = 0;
	pIrp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
	IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);

	return pIrp->IoStatus.Status;
}
NTSTATUS DisPatchIoControl(PDEVICE_OBJECT pDeviceObject, PIRP pIrp)
{
	/*
	Ring3 -> ring0通讯的控制派遣函数.自定义控制码.获取Irp堆栈.获取缓冲区.

	*/
	NTSTATUS ntStatus;
	PIO_STACK_LOCATION pIrpStack;
	PVOID pUserOutPutBuffer;
	PPROCESS_LONNK_READDATA pReadData;
	ULONG uIoControl = 0;
	ULONG uReadLength;
	ULONG uWriteLeng;
	PDEVICE_EXTEN pDeviceExten;
	/*
	开始解析用户操作
	*/
	KdPrint(("解析用户控制码"));
	pIrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
	//从堆栈中获取用户控制数据
	pUserOutPutBuffer = pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer; //如果控制码是缓冲区方式.就使用这个.

	//定义读取的数据
	pReadData = (PPROCESS_LONNK_READDATA)pUserOutPutBuffer;
	//获取控制码.长度.进行读取
	uIoControl = pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode;
	uReadLength = pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength;
	uWriteLeng = pIrpStack->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength;
	
	switch (uIoControl)
	{
	case IOCTL_PROCESS_LOCK_READ:
		//拷贝数据即可.
		pDeviceExten = (PDEVICE_EXTEN)g_PDeviceObject->DeviceExtension;
		pReadData->hProcessId = pDeviceExten->hProcessId;
		pReadData->hpParProcessId = pDeviceExten->hpParProcessId;
		pReadData->bIsCreateMark = pDeviceExten->bIsCreateMark;
		KdPrint(("内核读取 父ID = %d,子Id = %d,是否创建 = %d", (ULONG)pDeviceExten->hpParProcessId, (ULONG)pDeviceExten->hProcessId, (ULONG)pDeviceExten->bIsCreateMark));

		break;
	default:
		KdPrint(("其它控制码"));
		ntStatus = STATUS_INVALID_PARAMETER;
		uWriteLeng = 0;
		break;
	}

	pIrp->IoStatus.Information = uWriteLeng; //读取的字节数
	pIrp->IoStatus.Status = ntStatus;
	IoCompleteRequest(pIrp,IO_NO_INCREMENT);
	return ntStatus;
}

ring3下打开事件对象即可. 注意我自己写的是打开 全局事件对象\\Global
然后发送控制码.ring0进行赋值即可.

ring3代码.

// ProcWatchClientConsole.cpp : Defines the entry point for the console application.
//



#include "windows.h"
#include "winioctl.h"
#include "stdio.h"




#define EVENT_NAME    L"Global\\ProcLook"




#define CTRLCODE_BASE 0x8000
#define MYCTRL_CODE(i) \
CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN,CTRLCODE_BASE +i,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_PROCESS_LOCK_READ MYCTRL_CODE(1)

#define		IOCTL_PROCESS_LOCK_READ		MYCTRL_CODE(1)

typedef struct _PROCESS_LONNK_READDATA
{
	HANDLE hProcessId;
	HANDLE hpParProcessId;
	BOOLEAN bIsCreateMark;
}PROCESS_LONNK_READDATA, *PPROCESS_LONNK_READDATA;



int main(int argc, char* argv[])
{

	PROCESS_LONNK_READDATA pmdInfoNow = { 0 };
	PROCESS_LONNK_READDATA pmdInfoBefore = { 0 };

	
	// 打开驱动设备对象
	HANDLE hDriver = ::CreateFile(
		"\\\\.\\IBinarySymboliclnk",
		GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
		0,
		NULL,
		OPEN_EXISTING,
		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
		NULL);
	if (hDriver == INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
		printf("Open device failed:%x\n", GetLastError());
		return -1;
	}
	// 打开内核事件对象
	HANDLE hProcessEvent = ::OpenEventW(SYNCHRONIZE, FALSE, EVENT_NAME);

	if (NULL == hProcessEvent)
	{
		OutputDebugString("打开事件对象失败");
		system("pause");
		return 0;
	}
	OutputDebugString("打开事件对象成功");
	
	while (TRUE)
	{
		::WaitForSingleObject(hProcessEvent, INFINITE); //等待事件
		DWORD    dwRet = 0;
		BOOL     bRet = FALSE;

		bRet = ::DeviceIoControl(
			hDriver,
			IOCTL_PROCESS_LOCK_READ,
			NULL,
			0,
			&pmdInfoNow,
			sizeof(pmdInfoNow),
			&dwRet,
			NULL);
		if (!bRet)
		{
			OutputDebugString("发送控制码失败");
			system("pause");
			return 0;
		}

		OutputDebugString("Ring3发送控制码成功");

		if (bRet)
		{
			if (pmdInfoNow.hpParProcessId != pmdInfoBefore.hpParProcessId || \
				pmdInfoNow.hProcessId != pmdInfoBefore.hProcessId || \
				pmdInfoNow.bIsCreateMark != pmdInfoBefore.bIsCreateMark)
			{
				if (pmdInfoNow.bIsCreateMark)
				{
					printf("进程创建 PID = %d\n", pmdInfoNow.hProcessId);
				}
				else
				{
					printf("进程退出，PID = %d\n", pmdInfoNow.hProcessId);
				}
				pmdInfoBefore = pmdInfoNow;
			}
		}
		else
		{
			printf("Get Proc Info Failed！\n");
			break;
		}
	}

	::CloseHandle(hDriver);
	system("pause");

	return 0;
}

注意,ring0下设置的进程系统回调是用的 PsSetCreateProcessNotifyRoutine 这个内核函数只能监视
进程ID 父进程ID以及一个创建或者结束标记. 我们可以使用Ex系列.这样的话可以监视到进程的名字.等等.

演示