C語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)之內(nèi)核使用IO/DPC定時(shí)器詳解
本章將繼續(xù)探索驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)中的基礎(chǔ)部分,定時(shí)器在內(nèi)核中同樣很常用,在內(nèi)核中定時(shí)器可以使用兩種,即IO定時(shí)器,以及DPC定時(shí)器,一般來(lái)說(shuō)IO定時(shí)器是DDK中提供的一種,該定時(shí)器可以為間隔為N秒做定時(shí),但如果要實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)別間隔,微秒級(jí)別間隔,就需要用到DPC定時(shí)器,如果是秒級(jí)定時(shí)其兩者基本上無(wú)任何差異,本章將簡(jiǎn)單介紹IO/DPC這兩種定時(shí)器的使用技巧。
首先來(lái)看IO定時(shí)器是如何使用的,IO定時(shí)器在使用上需要調(diào)用IoInitializeTimer函數(shù)對(duì)定時(shí)器進(jìn)行初始化,但需要注意的是此函數(shù)每個(gè)設(shè)備對(duì)象只能調(diào)用一次,當(dāng)初始化完成后用戶可調(diào)用IoStartTimer讓這個(gè)定時(shí)器運(yùn)行,相反的調(diào)用IoStopTimer則用于關(guān)閉定時(shí)。
// 初始化定時(shí)器 NTSTATUS IoInitializeTimer( [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject, // 設(shè)備對(duì)象 [in] PIO_TIMER_ROUTINE TimerRoutine, // 回調(diào)例程 [in, optional] __drv_aliasesMem PVOID Context // 回調(diào)例程參數(shù) ); // 啟動(dòng)定時(shí)器 VOID IoStartTimer( [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject // 設(shè)備對(duì)象 ); // 關(guān)閉定時(shí)器 VOID IoStopTimer( [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject // 設(shè)備對(duì)象 );
這里我們最關(guān)心的其實(shí)是IoInitializeTimer函數(shù)中的第二個(gè)參數(shù)TimerRoutine該參數(shù)用于傳遞一個(gè)自定義回調(diào)函數(shù)地址,其次由于定時(shí)器需要依附于一個(gè)設(shè)備,所以我們還需要調(diào)用IoCreateDevice創(chuàng)建一個(gè)新設(shè)備來(lái)讓定時(shí)器線程使用,實(shí)現(xiàn)定時(shí)器代碼如下所示。
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#include <ntifs.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
LONG count = 0;
// 自定義定時(shí)器函數(shù)
VOID MyTimerProcess( __in struct _DEVICE_OBJECT *DeviceObject, __in_opt PVOID Context)
{
InterlockedIncrement(&count);
DbgPrint("定時(shí)器計(jì)數(shù) = %d", count);
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
// 關(guān)閉定時(shí)器
IoStopTimer(driver->DeviceObject);
// 刪除設(shè)備
IoDeleteDevice(driver->DeviceObject);
DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
DbgPrint("hello lyshark \n");
NTSTATUS status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
// 定義設(shè)備名以及定時(shí)器
UNICODE_STRING dev_name = RTL_CONSTANT_STRING(L"");
PDEVICE_OBJECT dev;
status = IoCreateDevice(Driver, 0, &dev_name, FILE_DEVICE_UNKNOWN, FILE_DEVICE_SECURE_OPEN, FALSE, &dev);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
return STATUS_UNSUCCESSFUL;
}
else
{
// 初始化定時(shí)器并開(kāi)啟
IoInitializeTimer(dev, MyTimerProcess, NULL);
IoStartTimer(dev);
}
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
編譯并運(yùn)行這段代碼,那么系統(tǒng)會(huì)每隔1秒執(zhí)行一次MyTimerProcess這個(gè)自定義函數(shù)。

那么如何讓其每隔三秒執(zhí)行一次呢,其實(shí)很簡(jiǎn)單,通過(guò)InterlockedDecrement函數(shù)實(shí)現(xiàn)遞減(每次調(diào)用遞減1)當(dāng)計(jì)數(shù)器變?yōu)?時(shí)InterlockedCompareExchange會(huì)讓其繼續(xù)變?yōu)?,以此循環(huán)即可完成三秒輸出一次的效果。
LONG count = 3;
// 自定義定時(shí)器函數(shù)
VOID MyTimerProcess(__in struct _DEVICE_OBJECT *DeviceObject, __in_opt PVOID Context)
{
// 遞減計(jì)數(shù)
InterlockedDecrement(&count);
// 當(dāng)計(jì)數(shù)減到0之后繼續(xù)變?yōu)?
LONG preCount = InterlockedCompareExchange(&count, 3, 0);
//每隔3秒計(jì)數(shù)器一個(gè)循環(huán)輸出如下信息
if (preCount == 0)
{
DbgPrint("[LyShark] 三秒過(guò)去了 \n");
}
}
程序運(yùn)行后,你會(huì)看到如下輸出效果;

相比于IO定時(shí)器來(lái)說(shuō),DPC定時(shí)器則更加靈活,其可對(duì)任意間隔時(shí)間進(jìn)行定時(shí),DPC定時(shí)器內(nèi)部使用定時(shí)器對(duì)象KTIMER,當(dāng)對(duì)定時(shí)器設(shè)定一個(gè)時(shí)間間隔后,每隔這段時(shí)間操作系統(tǒng)會(huì)將一個(gè)DPC例程插入DPC隊(duì)列。當(dāng)操作系統(tǒng)讀取DPC隊(duì)列時(shí),對(duì)應(yīng)的DPC例程會(huì)被執(zhí)行,此處所說(shuō)的DPC例程同樣表示回調(diào)函數(shù)。
DPC定時(shí)器中我們所需要使用的函數(shù)聲明部分如下所示;
// 初始化定時(shí)器對(duì)象 PKTIMER 指向調(diào)用方為其提供存儲(chǔ)的計(jì)時(shí)器對(duì)象的指針 void KeInitializeTimer( [out] PKTIMER Timer // 定時(shí)器指針 ); // 初始化DPC對(duì)象 void KeInitializeDpc( [out] __drv_aliasesMem PRKDPC Dpc, [in] PKDEFERRED_ROUTINE DeferredRoutine, [in, optional] __drv_aliasesMem PVOID DeferredContext ); // 設(shè)置定時(shí)器 BOOLEAN KeSetTimer( [in, out] PKTIMER Timer, // 定時(shí)器對(duì)象的指針 [in] LARGE_INTEGER DueTime, // 時(shí)間間隔 [in, optional] PKDPC Dpc // DPC對(duì)象 ); // 取消定時(shí)器 BOOLEAN KeCancelTimer( [in, out] PKTIMER unnamedParam1 // 定時(shí)器指針 );
注意;在調(diào)用KeSetTimer后,只會(huì)觸發(fā)一次DPC例程。如果想周期的觸發(fā)DPC例程,需要在DPC例程被觸發(fā)后,再次調(diào)用KeSetTimer函數(shù),應(yīng)用DPC定時(shí)代碼如下所示。
// 署名權(quán)
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// Email: me@lyshark.com
#include <ntifs.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
LONG count = 0;
KTIMER g_ktimer;
KDPC g_kdpc;
// 自定義定時(shí)器函數(shù)
VOID MyTimerProcess(__in struct _KDPC *Dpc,__in_opt PVOID DeferredContext,__in_opt PVOID SystemArgument1,__in_opt PVOID SystemArgument2)
{
LARGE_INTEGER la_dutime = { 0 };
la_dutime.QuadPart = 1000 * 1000 * -10;
// 遞增計(jì)數(shù)器
InterlockedIncrement(&count);
DbgPrint("DPC 定時(shí)執(zhí)行 = %d", count);
// 再次設(shè)置定時(shí)
KeSetTimer(&g_ktimer, la_dutime, &g_kdpc);
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
// 取消計(jì)數(shù)器
KeCancelTimer(&g_ktimer);
DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
DbgPrint("hello lyshark \n");
LARGE_INTEGER la_dutime = { 0 };
// 每隔1秒執(zhí)行一次
la_dutime.QuadPart = 1000 * 1000 * -10;
// 1.初始化定時(shí)器對(duì)象
KeInitializeTimer(&g_ktimer);
// 2.初始化DPC定時(shí)器
KeInitializeDpc(&g_kdpc, MyTimerProcess, NULL);
// 3.設(shè)置定時(shí)器,開(kāi)始計(jì)時(shí)
KeSetTimer(&g_ktimer, la_dutime, &g_kdpc);
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
編譯并運(yùn)行這段程序,會(huì)發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行后的定時(shí)效果與IO定時(shí)器并無(wú)太大區(qū)別,但是DPC可以控制更精細(xì),通過(guò)la_dutime.QuadPart = 1000 * 1000 * -10毫秒級(jí)別都可被控制。

最后擴(kuò)展一個(gè)知識(shí)點(diǎn),如何得到系統(tǒng)的當(dāng)前詳細(xì)時(shí)間,獲得系統(tǒng)時(shí)間。在內(nèi)核里通過(guò)KeQuerySystemTime獲取的系統(tǒng)時(shí)間是標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(GMT+0),轉(zhuǎn)換成本地時(shí)間還需使用RtlTimeToTimeFields函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為TIME_FIELDS結(jié)構(gòu)體格式。
// 署名權(quán)
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com
#include <ntifs.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
/*
typedef struct TIME_FIELDS
{
CSHORT Year;
CSHORT Month;
CSHORT Day;
CSHORT Hour;
CSHORT Minute;
CSHORT Second;
CSHORT Milliseconds;
CSHORT Weekday;
} TIME_FIELDS;
*/
// 內(nèi)核中獲取時(shí)間
VOID MyGetCurrentTime()
{
LARGE_INTEGER CurrentTime;
LARGE_INTEGER LocalTime;
TIME_FIELDS TimeFiled;
// 得到格林威治時(shí)間
KeQuerySystemTime(&CurrentTime);
// 轉(zhuǎn)成本地時(shí)間
ExSystemTimeToLocalTime(&CurrentTime, &LocalTime);
// 轉(zhuǎn)換為TIME_FIELDS格式
RtlTimeToTimeFields(&LocalTime, &TimeFiled);
DbgPrint("[時(shí)間與日期] %4d年%2d月%2d日 %2d時(shí)%2d分%2d秒",
TimeFiled.Year, TimeFiled.Month, TimeFiled.Day,
TimeFiled.Hour, TimeFiled.Minute, TimeFiled.Second);
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
MyGetCurrentTime();
DbgPrint("hello lyshark \n");
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
運(yùn)行后即可在內(nèi)核中得到當(dāng)前系統(tǒng)的具體時(shí)間;

到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)之內(nèi)核使用IO/DPC定時(shí)器詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言內(nèi)核使用IO/DPC定時(shí)器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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