驱动篇——内核空间与内核模块

写在前面

  此系列是本人一个字一个字码出来的，包括示例和实验截图。由于系统内核的复杂性，故可能有错误或者不全面的地方，如有错误，欢迎批评指正，本教程将会长期更新。 如有好的建议，欢迎反馈。码字不易，如果本篇文章有帮助你的，如有闲钱，可以打赏支持我的创作。如想转载，请把我的转载信息附在文章后面，并声明我的个人信息和本人博客地址即可，但必须事先通知我。

你如果是从中间插过来看的，请仔细阅读 羽夏看Win系统内核——简述 ，方便学习本教程。

  看此教程之前，问个问题，你明确学驱动的目的了吗？你的开发环境准备好了吗？上一节的内容学会了吗？ 没有的话就不要继续了，请重新学习前面驱动篇的教程内容继续。

 

🔒 华丽的分割线 🔒

 

练习及参考

本次答案均为参考，可以与我的答案不一致，但必须成功通过。

1️⃣ 编写驱动，申请一块内存，并在内存中存储GDT表的所有数据。然后在DebugView中显示出来，最后释放内存。

🔒 点击查看代码 🔒 
#include <ntddk.h>

NTSTATUS UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
}

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{

    DriverObject->DriverUnload = UnloadDriver;

    /*读取 GDT 表*/

    char gdt[6];

    _asm
    {
        sgdt gdt;
    }

    short limit = *(short*)gdt;
    UINT32* base = *(UINT32*)&gdt[2];

    UINT32* mem = (UINT32*)ExAllocatePoolWithTag(NonPagedPool, limit, NULL);
    if (!mem)
    {
        DbgPrint("申请内存失败！！\n");
    }
    else
    {
        RtlMoveMemory(mem, base, limit);

        DbgPrint("\n=====打印申请的内存存的数据=====\n");
        for (int i = 0; i < limit / 4; i+=2)
        {
            DbgPrint("%0.8x`%0.8x\n", mem[i+1], mem[i]);
        }
        ExFreePool(mem);
    }
    return STATUS_SUCCESS;
}

2️⃣ 编写驱动，实现如下功能：
<1> 初始化一个字符串；
<2> 拷贝一个字符串；
<3> 比较两个字符串是否相等；
<4> ANSI_STRING与UNICODE_STRING字符串相互转换；

🔒 点击查看代码 🔒 
#include <ntddk.h>

NTSTATUS UnloadDriver(PDRIVER_OBJECT DriverObject)
{
}

NTSTATUS DriverEntry(PDRIVER_OBJECT DriverObject, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{

    DriverObject->DriverUnload = UnloadDriver;

    UNICODE_STRING unicode_str;

    ANSI_STRING ansi_str;

    RtlInitAnsiString(&ansi_str, "WingSummer CNBLOG");
    RtlInitUnicodeString(&unicode_str, L"CNBLOG ONLY");

    DbgPrint("ANSI : %Z\n", &ansi_str);
    DbgPrint("Unicode : %wZ\n", &unicode_str);

    ANSI_STRING astr;

    RtlInitAnsiString(&astr, "Wingsummer CNBLOG");

    BOOLEAN b0 = RtlCompareString(&ansi_str, &astr, TRUE);
    BOOLEAN b1 = RtlCompareString(&ansi_str, &astr, FALSE);

    DbgPrint("RtlCompareString : %d %d", b0, b1);

    UNICODE_STRING ustr;

    RtlInitUnicodeString(&ustr, L"Hello CNBLOG");

    b0 = RtlCompareUnicodeString(&unicode_str, &ustr, FALSE);
    DbgPrint("RtlCompareUnicodeString : %d", b0);

    ANSI_STRING astr0;
    UNICODE_STRING ustr0 = {0};    //主要是为了让 IntelliSense 闭嘴

    RtlAnsiStringToUnicodeString(&ustr0, &ansi_str, TRUE);
    RtlUnicodeStringToAnsiString(&astr0, &ustr, TRUE);

    DbgPrint("%wZ\n%Z", &unicode_str, &astr);

    RtlFreeAnsiString(&astr0);
    RtlFreeUnicodeString(&ustr0);

    return STATUS_SUCCESS;
}

3️⃣ 思考题：为什么DISPATCH_LEVEL不能访问分页内存。

🔒 点击查看答案 🔒

  说到这个问题，我们回过头来看看上篇文章的一个图：

  从图上可以看出，假设我们的驱动运行在IRQL为DISPATCH_LEVEL，并使用分页内存，且使用的分页内存的物理页被操作系统回收放到文件了。然后驱动程序需要访问这个内存，必定会触发缺页异常，正常的话会进入异常处理程序。

  然而不幸的是，这个异常处理程序处在APC_LEVEL这层IRQL，结果你现在的IRQL是DISPATCH_LEVEL，很明显异常处理程序无法打断它，结果无法运行。既然异常处理不了，那就进入熟悉的蓝屏环节。

  综上所述，这就是为什么DISPATCH_LEVEL不能访问分页内存。

内核空间与内核模块

  在之前的教程里，我们介绍了普通的应用程序的4GB内存只有低2GB可能被自身使用，而高2GB共用。示意图如下所示：

  硬件种类繁多，不可能做一个兼容所有硬件的内核，所以，微软提供规定的接口格式，让硬件驱动人员安装规定的格式编写驱动程序 。在内核中，这些驱动程序每一个都是一个模块，称为内核模块，都可以加载到内核中，都遵守PE结构。但本质上讲，任意一个sys文件与内核文件没有区别。每个驱动都是一个模块。就和在3环的程序加载dll一样，加载一个贴上一个。如下图所示：

DRIVER_OBJECT

  DRIVER_OBJECT这个东西，在上一篇具有详细的讲解，这次我们再把它给搬过来：

typedef struct _DRIVER_OBJECT {
    CSHORT Type;
    CSHORT Size;

    PDEVICE_OBJECT DeviceObject;
    ULONG Flags;

    PVOID DriverStart;
    ULONG DriverSize;
    PVOID DriverSection;
    PDRIVER_EXTENSION DriverExtension;

    UNICODE_STRING DriverName;
    PUNICODE_STRING HardwareDatabase;
    PFAST_IO_DISPATCH FastIoDispatch;

    PDRIVER_INITIALIZE DriverInit;
    PDRIVER_STARTIO DriverStartIo;
    PDRIVER_UNLOAD DriverUnload;
    PDRIVER_DISPATCH MajorFunction[IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION + 1];

} DRIVER_OBJECT;

  我们如何通过调试信息输出呢，我们如下示例：

DbgPrint("DRIVER_OBJECT 对象地址：%x \r\n",driver);
DbgPrint("驱动名称：%ws \r\n",driver->DriverName.Buffer);
DbgPrint("模块基址：%x \r\n",driver->DriverStart);
DbgPrint("模块大小：%x \r\n",driver->DriverSize);

遍历内核模块与隐藏

  上篇教程我们讲过DriverSection，它是一个存储目前所有已加载的驱动程序信息相关的LDR_DATA_TABLE_ENTRY结构体的双向循环链表。并且我们用WinDbg手动遍历了一下。那么我们用代码遍历也是可以的。这里就留个作业了，具体代码留在下一篇进行讲解。
  如果我们把这个项目从DriverSection的InLoadOrderLinks摘掉后，是不是可以实现隐藏呢？会不会对我加载后的驱动有没有影响？既然驱动已经加载到内存当中，就算你去除了它的存在信息，对它的功能也没有实际影响。可以实现隐藏，不过只是对付一些API，但它还是被揪出来的，如何进一步隐藏将会在后面的教程介绍。

本节练习

本节的答案将会在下一节进行讲解，务必把本节练习做完后看下一个讲解内容。不要偷懒，实验是学习本教程的捷径。

  俗话说得好，光说不练假把式，如下是本节相关的练习。如果练习没做好，就不要看下一节教程了，越到后面，不做练习的话容易夹生了，开始还明白，后来就真的一点都不明白了。本节练习不多，请保质保量的完成。

1️⃣ 遍历内核模块，输出模块名称，基址以及大小。
2️⃣ 编写一个函数，找到一个未导出的函数，并调用。（例子:找到PspTerminateProcess，通过调用这个函数结束记事本进程）
3️⃣ 通过断链实现隐藏驱动模块。

下一篇

  驱动篇——常规的0环与3环通信

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