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這篇文章主要講解了“如何通過Async反向與內核通信”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“如何通過Async反向與內核通信”吧！
在開始學習Async反向通信之前先來研究一個Sync正向通信案例，不論是正向反向通信其在通信模式上與通過ReadFile與內核層通信的通信模式基本一致，都是通過ReadFile觸發驅動中的IRP_MJ_READ讀取派遣，唯一的區別是在傳輸數據時使用了MmGetSystemAddressForMdl方式，它將給定MDL描述的物理頁面映射到系統空間，并調用RtlCopyMemory()將全局字符串復制到這個空間內，這樣客戶端就可以循環讀取內核傳出的數據。
我們來看驅動端代碼是如何實現的這個功能，代碼并沒有什么特殊的無法理解的點，只是需要注意我們在驅動入口調用IoCreateDevice()時傳入了第二個參數FILE_DEVICE_EXTENSION，該參數的作用是，創建設備時，指定設備擴展內存的大小，傳一個值進去，就會給設備分配一塊非頁面內存。
#include <ntddk.h>
#include <stdio.h>
// 保存一段非分頁內存,用于給全局變量使用
#define FILE_DEVICE_EXTENSION 4096
// 定義全局字符串
static int global_count = 0;
static char global_char[5][128] = { 0 };
// 驅動綁定默認派遣函數
NTSTATUS _DefaultDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDeviceObject, PIRP _pIrp)
{
_pIrp->IoStatus.Status = STATUS_NOT_SUPPORTED;
_pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(_pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return _pIrp->IoStatus.Status;
}
// 驅動創建后觸發
NTSTATUS _SyncCreateCloseDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDevcieObject, PIRP _pIrp)
{
_pIrp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
_pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(_pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return _pIrp->IoStatus.Status;
}
// 應用層讀數據后觸發
NTSTATUS _SyncReadDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDeviceObject, PIRP _pIrp)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
PIO_STACK_LOCATION pIrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(_pIrp);
PVOID pBuffer = NULL;
ULONG uBufferLen = 0;
do
{
// 讀寫請求使用的是直接I/O方式
pBuffer = MmGetSystemAddressForMdl(_pIrp->MdlAddress);
if (pBuffer == NULL)
{
status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
break;
}
uBufferLen = pIrpStack->Parameters.Read.Length;
DbgPrint("讀字節長度: %d \n", uBufferLen);
// 最大支持20字節讀請求
uBufferLen = uBufferLen >= 20 ? 20 : uBufferLen;
// 輸出五次字符串
if (global_count < 5)
{
RtlCopyMemory(pBuffer, global_char[global_count], uBufferLen);
global_count = global_count + 1;
}
} while (FALSE);
// 填寫返回狀態及返回大小
_pIrp->IoStatus.Status = status;
_pIrp->IoStatus.Information = uBufferLen;
// 完成IRP
IoCompleteRequest(_pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return status;
}
// 卸載驅動
VOID _UnloadDispatch(PDRIVER_OBJECT _pDriverObject)
{
// 刪除創建的設備
UNICODE_STRING Win32DeviceName;
RtlInitUnicodeString(&Win32DeviceName, L"\\DosDevices\\LySharkSync");
IoDeleteDevice(_pDriverObject->DeviceObject);
}
// 驅動入口
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT _pDriverObject, PUNICODE_STRING _pRegistryPath)
{
UNICODE_STRING DeviceName, Win32DeivceName;
PDEVICE_OBJECT pDeviceObject = NULL;
NTSTATUS status;
HANDLE hThread;
OBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes;
// 設置符號名
RtlInitUnicodeString(&DeviceName, L"\\Device\\LySharkSync");
RtlInitUnicodeString(&Win32DeivceName, L"\\DosDevices\\LySharkSync");
// 循環初始化IRP函數
for (ULONG i = 0; i <= IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
{
_pDriverObject->MajorFunction[i] = _DefaultDispatch;
}
// 再次覆蓋派遣函數
_pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = _SyncCreateCloseDispatch;
_pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = _SyncCreateCloseDispatch;
_pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_READ] = _SyncReadDispatch;
_pDriverObject->DriverUnload = _UnloadDispatch;
// 分配一個自定義擴展 大小為sizeof（DEVEXT）
// By: LyShark.com
status = IoCreateDevice(_pDriverObject, sizeof(FILE_DEVICE_EXTENSION), &DeviceName, FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0, FALSE, &pDeviceObject);
if (!NT_SUCCESS(status))
return status;
if (!pDeviceObject)
return STATUS_UNEXPECTED_IO_ERROR;
// 為全局變量賦值
strcpy(global_char[0], "hi,lyshark A");
strcpy(global_char[1], "hi,lyshark B");
strcpy(global_char[2], "hi,lyshark C");
strcpy(global_char[3], "hi,lyshark D");
strcpy(global_char[4], "hi,lyshark E");
// 指定讀寫方式為 直接I/O MDL模式
pDeviceObject->Flags |= DO_DIRECT_IO;
// 數據傳輸時地址校驗大小
pDeviceObject->AlignmentRequirement = FILE_WORD_ALIGNMENT;
status = IoCreateSymbolicLink(&Win32DeivceName, &DeviceName);
pDeviceObject->Flags &= ~DO_DEVICE_INITIALIZING;
return STATUS_SUCCESS;
}對于應用層來說并沒有什么特別的，同樣調用ReadFile讀取內核中的參數，同樣for循環讀取五次，代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
HANDLE hFile;
char Buffer[10] = { 0 };
DWORD dwRet = 0;
BOOL bRet;
hFile = CreateFileA("\\\\.\\LySharkSync", GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
return 0;
for (int x = 0; x < 5; x++)
{
bRet = ReadFile(hFile, Buffer, 20, &dwRet, NULL);
if (!bRet)
{
CloseHandle(hFile);
return 0;
}
printf("讀入數據: %s -> 讀取長度: %d \n", Buffer, dwRet);
}
return 0;
}這段代碼運行效果如下：
與同步模式不同，異步模式雖然同樣使用ReadFile實現通信，但在通信中引入了Event事件通知機制，這也是異步與同步最大的區別所在，用戶層可以分別創建多個Event事件，等待內核依次做出相應并最終一并返回。
首先驅動內定義了_DeviceExtension自定義接口，該接口用于保存此次事件所對應的Irp以及其所對應的DPC時間等。
異步分發函數_AsyncReadDispatch同樣是被IRP_MJ_READ派遣函數觸發的，觸發后其內部會首先IoGetCurrentIrpStackLocation得到當前IRP的堆棧信息，然后設置IoMarkIrpPending()并最終將該IRP通過InsertTailList()插入到IRP鏈表內等待被處理。
IoMarkIrpPending
用于標記指定的IRP，標志著某個驅動的分發例程（分發函數）因需要被其他的驅動程序進一步處理最終返回STATUS_PENDING狀態。
函數_CustomDpc則是定時器內部要執行的具體操作，在DriverEntry驅動入口處做了如下初始化，初始化了鏈表，并初始化了一個定時器，最后啟動這個定時器每隔1秒都會執行一次_CustomDpc如果我們的IRP鏈表內IsListEmpty() 檢測存在數據，則會主動拷貝內存RtlCopyMemory并推送到應用層。
// 初始化IRP鏈表 InitializeListHead(&pDevExt->IrpList); // 初始化定時器 KeInitializeTimer(&(pDevExt->timer)); // 初始化DPC pDevExt是傳給_CustomDpc函數的參數 KeInitializeDpc(&pDevExt->dpc, (PKDEFERRED_ROUTINE)_CustomDpc, pDevExt); // 設置定時時間位1s pDevExt->liDueTime = RtlConvertLongToLargeInteger(-10000000); // 啟動定時器 KeSetTimer(&pDevExt->timer, pDevExt->liDueTime, &pDevExt->dpc);
驅動層完成代碼如下所示：
#include <ntddk.h>
// 自定義接口擴展
typedef struct _DeviceExtension
{
LIST_ENTRY IrpList;
KTIMER timer;
LARGE_INTEGER liDueTime;
KDPC dpc;
}DEV_EXT, *PDEV_EXT;
// 默認派遣函數
NTSTATUS _DefaultDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDeviceObject, PIRP _pIrp)
{
_pIrp->IoStatus.Status = STATUS_NOT_SUPPORTED;
_pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(_pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return _pIrp->IoStatus.Status;
}
// 創建派遣函數
NTSTATUS _AsyncCreateCloseDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDevcieObject, PIRP _pIrp)
{
_pIrp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
_pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(_pIrp, IO_NO_INCREMENT);
return _pIrp->IoStatus.Status;
}
// 讀取派遣函數
NTSTATUS _AsyncReadDispatch(PDEVICE_OBJECT _pDeviceObject, PIRP _pIrp)
{
NTSTATUS status;
PIO_STACK_LOCATION pIrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(_pIrp);
PDEV_EXT pDevExt = (PDEV_EXT)_pDeviceObject->DeviceExtension;
IoMarkIrpPending(_pIrp);
// 將IRP插入自定義鏈表中插入的是ListEntry
InsertTailList(&pDevExt->IrpList, &_pIrp->Tail.Overlay.ListEntry);
// 返回pending 主要返回給I/O管理器的值必須和IRP的Pending標志位一致
// By: LyShark.com
// 即調用iomarkirppending和返回值要一致
return STATUS_PENDING;
}
// DPC線程
VOID _CustomDpc(PKDPC Dpc, PVOID DeferredContext, PVOID SystemArgument1, PVOID SystemArgument2)
{
PIRP pIrp;
PDEV_EXT pDevExt = (PDEV_EXT)DeferredContext;
PVOID pBuffer = NULL;
ULONG uBufferLen = 0;
PIO_STACK_LOCATION pIrpStack = NULL;
do
{
if (!pDevExt)
{
break;
}
// 檢查尾端IRP鏈表是否為空 為空則跳出
if (IsListEmpty(&pDevExt->IrpList))
{
break;
}
// 從IRP鏈表中取出一個IRP并完成該IRP 取出的是ListEntry的地址
PLIST_ENTRY pListEntry = (PLIST_ENTRY)RemoveHeadList(&pDevExt->IrpList);
if (!pListEntry)
break;
pIrp = (PIRP)CONTAINING_RECORD(pListEntry, IRP, Tail.Overlay.ListEntry);
pIrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
DbgPrint("當前DPC Irp: 0x%x\n", pIrp);
// 驅動程序的讀寫方式位直接I/O
pBuffer = MmGetSystemAddressForMdl(pIrp->MdlAddress);
if (pBuffer == NULL)
{
pIrp->IoStatus.Status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
pIrp->IoStatus.Information = 0;
IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
break;
}
uBufferLen = pIrpStack->Parameters.Read.Length;
DbgPrint("讀取DPC長度: %d\n", uBufferLen);
// 支持5字節以下的讀請求
uBufferLen = uBufferLen > 13 ? 13 : uBufferLen;
// 復制請求內容
RtlCopyMemory(pBuffer, "hello lyshark", uBufferLen);
pIrp->IoStatus.Status = STATUS_SUCCESS;
pIrp->IoStatus.Information = uBufferLen;
// 完成該IRP
IoCompleteRequest(pIrp, IO_NO_INCREMENT);
} while (FALSE);
// 重新設置定時器
KeSetTimer(&pDevExt->timer, pDevExt->liDueTime, &pDevExt->dpc);
}
// 卸載驅動
VOID _UnloadDispatch(PDRIVER_OBJECT _pDriverObject)
{
UNICODE_STRING Win32DeviceName;
PDEV_EXT pDevExt = (PDEV_EXT)_pDriverObject->DeviceObject->DeviceExtension;
RtlInitUnicodeString(&Win32DeviceName, L"\\DosDevices\\LySharkAsync");
// 刪除定時器
// LyShark
KeCancelTimer(&pDevExt->timer);
// 刪除創建的設備
IoDeleteDevice(_pDriverObject->DeviceObject);
}
// 驅動入口
NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT _pDriverObject, PUNICODE_STRING _pRegistryPath)
{
UNICODE_STRING DeviceName, Win32DeivceName;
PDEVICE_OBJECT pDeviceObject = NULL;
NTSTATUS status;
PDEV_EXT pDevExt = NULL;
HANDLE hThread;
OBJECT_ATTRIBUTES ObjectAttributes;
CLIENT_ID CID;
RtlInitUnicodeString(&DeviceName, L"\\Device\\LySharkAsync");
RtlInitUnicodeString(&Win32DeivceName, L"\\DosDevices\\LySharkAsync");
for (ULONG i = 0; i <= IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
{
_pDriverObject->MajorFunction[i] = _DefaultDispatch;
}
_pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE] = _AsyncCreateCloseDispatch;
_pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE] = _AsyncCreateCloseDispatch;
_pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_READ] = _AsyncReadDispatch;
_pDriverObject->DriverUnload = _UnloadDispatch;
// 分配自定義擴展
status = IoCreateDevice(_pDriverObject, sizeof(DEV_EXT), &DeviceName, FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0, FALSE, &pDeviceObject);
if (!NT_SUCCESS(status))
return status;
if (!pDeviceObject)
return STATUS_UNEXPECTED_IO_ERROR;
pDeviceObject->Flags |= DO_DIRECT_IO;
pDeviceObject->AlignmentRequirement = FILE_WORD_ALIGNMENT;
status = IoCreateSymbolicLink(&Win32DeivceName, &DeviceName);
pDeviceObject->Flags &= ~DO_DEVICE_INITIALIZING;
pDevExt = (PDEV_EXT)pDeviceObject->DeviceExtension;
// 初始化IRP鏈表
InitializeListHead(&pDevExt->IrpList);
// 初始化定時器
KeInitializeTimer(&(pDevExt->timer));
// 初始化DPC pDevExt是傳給_CustomDpc函數的參數
KeInitializeDpc(&pDevExt->dpc, (PKDEFERRED_ROUTINE)_CustomDpc, pDevExt);
// 設置定時時間位1s
pDevExt->liDueTime = RtlConvertLongToLargeInteger(-10000000);
// 啟動定時器
KeSetTimer(&pDevExt->timer, pDevExt->liDueTime, &pDevExt->dpc);
return STATUS_SUCCESS;
}驅動層說完了，接下來是應用層，對于應用層來說，需要使用CreateEvent打開通知事件，或者叫做事件對象，然后當有通知時，則直接使用ReadFile讀取對應的緩沖區，當所有讀取全部結束WaitForMultipleObjects等待結束即輸出結果。
#include <stdio.h>
#include <Windows.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
HANDLE hFile;
char Buffer[3][32] = { 0 };
DWORD dwRet[3] = { 0 };
OVERLAPPED ol[3] = { 0 };
HANDLE hEvent[3] = { 0 };
// By:LyShark
hFile = CreateFileA("\\\\.\\LySharkAsync", GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED,
NULL);
if (INVALID_HANDLE_VALUE == hFile)
return 0;
// event用來通知請求完成
hEvent[0] = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
ol[0].hEvent = hEvent[0];
hEvent[1] = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
ol[1].hEvent = hEvent[1];
hEvent[2] = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
ol[2].hEvent = hEvent[2];
// 讀取事件內容到緩存
ReadFile(hFile, Buffer[0], 13, &dwRet[0], &ol[0]);
ReadFile(hFile, Buffer[1], 13, &dwRet[1], &ol[1]);
ReadFile(hFile, Buffer[2], 13, &dwRet[2], &ol[2]);
// 等待三個事件執行完畢
WaitForMultipleObjects(3, hEvent, TRUE, INFINITE);
// 輸出結果
printf("緩存LyShark A: %s \n", Buffer[0]);
printf("緩存LyShark B: %s \n", Buffer[1]);
printf("緩存LyShark C: %s \n", Buffer[2]);
CloseHandle(hFile);
return 0;
}這段代碼最終運行效果如下：
感謝各位的閱讀，以上就是“如何通過Async反向與內核通信”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對如何通過Async反向與內核通信這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！
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