驱动开发：探索DRIVER_OBJECT驱动对象

news2024/10/6 8:32:38

本章将探索驱动程序开发的基础部分，了解驱动对象DRIVER_OBJECT结构体的定义，一般来说驱动程序DriverEntry入口处都会存在这样一个驱动对象，该对象内所包含的就是当前所加载驱动自身的一些详细参数，例如驱动大小，驱动标志，驱动名，驱动节等等，每一个驱动程序都会存在这样的一个结构。

首先来看一下微软对其的定义，此处我已将重要字段进行了备注。

typedef struct _DRIVER_OBJECT {
    CSHORT Type;                                // 驱动类型
    CSHORT Size;                                // 驱动大小
    PDEVICE_OBJECT DeviceObject;                // 驱动对象
    ULONG Flags;                                // 驱动的标志
    PVOID DriverStart;                          // 驱动的起始位置
    ULONG DriverSize;                           // 驱动的大小
    PVOID DriverSection;                        // 指向驱动程序映像的内存区对象
    PDRIVER_EXTENSION DriverExtension;          // 驱动的扩展空间
    UNICODE_STRING DriverName;                  // 驱动名字
    PUNICODE_STRING HardwareDatabase;
    PFAST_IO_DISPATCH FastIoDispatch;
    PDRIVER_INITIALIZE DriverInit;
    PDRIVER_STARTIO DriverStartIo;
    PDRIVER_UNLOAD DriverUnload;                 // 驱动对象的卸载地址
    PDRIVER_DISPATCH MajorFunction[IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION + 1];
} DRIVER_OBJECT;

DRIVER_OBJECT结构体是Windows操作系统内核中用于表示驱动程序的基本信息的结构体。它包含了一系列的字段，用于描述驱动程序的特定属性。

以下是DRIVER_OBJECT结构体中的一些重要字段：

  • Type：该字段标识该结构体的类型，始终设置为DRIVER_OBJECT_TYPE。
  • Size：该字段表示该结构体的大小，以字节为单位。
  • DeviceObject：该字段是一个指针，指向驱动程序所创建的设备对象链表的头部。每个设备对象代表着一个设备或者驱动程序创建的一种虚拟设备。
  • DriverStart：该字段是一个指针，指向驱动程序代码的入口点，也就是驱动程序的DriverEntry函数。该函数会在驱动程序被加载时被调用。
  • DriverSize：该字段表示驱动程序代码的大小，以字节为单位。
  • DriverName：该字段是一个UNICODE_STRING结构体，用于表示驱动程序的名称。
  • Flags：该字段是一个32位的位掩码，用于表示驱动程序的一些属性。例如，可以设置DO_BUFFERED_IO标志表示驱动程序支持缓冲I/O。

如果我们想要遍历出当前自身驱动的一些基本信息，我们只需要在驱动的头部解析_DRIVER_OBJECT即可得到全部的数据，这段代码可以写成如下样子，其中的IRP_MJ_这一系列则是微软的调用号，不同的RIP代表着不同的涵义，但一般驱动也就会用到如下这几种调用号。

// 署名权
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com

#include <ntifs.h>

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint("hello lyshark \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;

	DbgPrint("驱动名字 = %wZ \n", Driver->DriverName);
	DbgPrint("驱动起始地址 = %p | 大小 = %x | 结束地址 %p \n",Driver->DriverStart,Driver->DriverSize,(ULONG64)Driver->DriverStart + Driver->DriverSize);

	DbgPrint("卸载地址 = %p\n", Driver->DriverUnload);
	DbgPrint("IRP_MJ_READ地址 = %p\n", Driver->MajorFunction[IRP_MJ_READ]);
	DbgPrint("IRP_MJ_WRITE地址 = %p\n", Driver->MajorFunction[IRP_MJ_WRITE]);
	DbgPrint("IRP_MJ_CREATE地址 = %p\n", Driver->MajorFunction[IRP_MJ_CREATE]);
	DbgPrint("IRP_MJ_CLOSE地址 = %p\n", Driver->MajorFunction[IRP_MJ_CLOSE]);
	DbgPrint("IRP_MJ_DEVICE_CONTROL地址 = %p\n", Driver->MajorFunction[IRP_MJ_DEVICE_CONTROL]);

	// 输出完整的调用号
	for (auto i = 0; i < IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
	{
		DbgPrint("IRP_MJ调用号 = %d | 函数地址 = %p \r\n", i, Driver->MajorFunction[i]);
	}

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

编译这段程序，签名并运行，我们即可看到如下输出信息，此时当前自身驱动的详细参数都可以被输出；

当然运用_DRIVER_OBJECT对象中的DriverSection字段我们完全可以遍历输出当前系统下所有的驱动程序的具体信息，DriverSection结构指向了一个_LDR_DATA_TABLE_ENTRY结构，结构的微软定义如下；

typedef struct _LDR_DATA_TABLE_ENTRY {
	LIST_ENTRY InLoadOrderLinks;
	LIST_ENTRY InMemoryOrderLinks;
	LIST_ENTRY InInitializationOrderLinks;
	PVOID DllBase;
	PVOID EntryPoint;
	ULONG SizeOfImage;
	UNICODE_STRING FullDllName;
	UNICODE_STRING BaseDllName;
	ULONG Flags;
	USHORT LoadCount;
	USHORT TlsIndex;
	union {
		LIST_ENTRY HashLinks;
		struct {
			PVOID SectionPointer;
			ULONG CheckSum;
		};
	};
	union {
		struct {
			ULONG TimeDateStamp;
		};
		struct {
			PVOID LoadedImports;
		};
	};
}LDR_DATA_TABLE_ENTRY, *PLDR_DATA_TABLE_ENTRY;

为了能够遍历出所有的系统驱动，我们需要得到pLdr结构，该结构可通过Driver->DriverSection的方式获取到，获取到之后通过pLdr->InLoadOrderLinks.Flink得到当前驱动的入口地址，而每一次调用pListEntry->Flink都将会指向下一个驱动对象，通过不断地循环CONTAINING_RECORD解析，即可输出当前系统内所有驱动的详细信息。这段程序的写法可以如下所示；

// 署名权
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com

#include <ntifs.h>

typedef struct _LDR_DATA_TABLE_ENTRY {
	LIST_ENTRY InLoadOrderLinks;
	LIST_ENTRY InMemoryOrderLinks;
	LIST_ENTRY InInitializationOrderLinks;
	PVOID DllBase;
	PVOID EntryPoint;
	ULONG SizeOfImage;
	UNICODE_STRING FullDllName;
	UNICODE_STRING BaseDllName;
	ULONG Flags;
	USHORT LoadCount;
	USHORT TlsIndex;
	union {
		LIST_ENTRY HashLinks;
		struct {
			PVOID SectionPointer;
			ULONG CheckSum;
		};
	};
	union {
		struct {
			ULONG TimeDateStamp;
		};
		struct {
			PVOID LoadedImports;
		};
	};
}LDR_DATA_TABLE_ENTRY, *PLDR_DATA_TABLE_ENTRY;

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint("hello lyshark \n");

	Driver->DriverUnload = UnDriver;

	PLDR_DATA_TABLE_ENTRY pLdr = NULL;
	PLIST_ENTRY pListEntry = NULL;
	PLIST_ENTRY pCurrentListEntry = NULL;

	PLDR_DATA_TABLE_ENTRY pCurrentModule = NULL;
	pLdr = (PLDR_DATA_TABLE_ENTRY)Driver->DriverSection;
	pListEntry = pLdr->InLoadOrderLinks.Flink;
	pCurrentListEntry = pListEntry->Flink;

	// 判断是否结束
	while (pCurrentListEntry != pListEntry)
	{
		// 获取LDR_DATA_TABLE_ENTRY结构
		pCurrentModule = CONTAINING_RECORD(pCurrentListEntry, LDR_DATA_TABLE_ENTRY, InLoadOrderLinks);

		if (pCurrentModule->BaseDllName.Buffer != 0)
		{
			DbgPrint("模块名 = %wZ | 模块基址 = %p | 模块入口 = %p | 模块时间戳 = %d \n",
				pCurrentModule->BaseDllName,
				pCurrentModule->DllBase,
				pCurrentModule->EntryPoint,
				pCurrentModule->TimeDateStamp);
		}
		pCurrentListEntry = pCurrentListEntry->Flink;
	}

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

编译这段程序，签名并运行，我们即可看到如下输出信息，此时当前自身驱动的详细参数都可以被输出；

通过使用上一篇文章《驱动开发：内核字符串拷贝与比较》中所介绍的的RtlCompareUnicodeString函数，还可用于对比与过滤特定结果，以此来实现通过驱动名返回驱动基址的功能。

LONGLONG GetModuleBaseByName(PDRIVER_OBJECT pDriverObj, UNICODE_STRING ModuleName)
{
	PLDR_DATA_TABLE_ENTRY pLdr = NULL;
	PLIST_ENTRY pListEntry = NULL;
	PLIST_ENTRY pCurrentListEntry = NULL;

	PLDR_DATA_TABLE_ENTRY pCurrentModule = NULL;
	pLdr = (PLDR_DATA_TABLE_ENTRY)pDriverObj->DriverSection;
	pListEntry = pLdr->InLoadOrderLinks.Flink;
	pCurrentListEntry = pListEntry->Flink;

	while (pCurrentListEntry != pListEntry)
	{
		// 获取LDR_DATA_TABLE_ENTRY结构
		pCurrentModule = CONTAINING_RECORD(pCurrentListEntry, LDR_DATA_TABLE_ENTRY, InLoadOrderLinks);

		if (pCurrentModule->BaseDllName.Buffer != 0)
		{
			// 对比模块名
			if (RtlCompareUnicodeString(&pCurrentModule->BaseDllName, &ModuleName, TRUE) == 0)
			{
				return (LONGLONG)pCurrentModule->DllBase;
			}
		}
		pCurrentListEntry = pCurrentListEntry->Flink;
	}
	return 0;
}

上这段代码的使用也非常简单，通过传入一个UNICODE_STRING类型的模块名，即可获取到模块基址并返回，至于如何初始化UNICODE_STRING则在《驱动开发：内核字符串转换方法》中有详细的介绍，此处你只需要这样来写。

NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
	DbgPrint("hello lyshark \n");

	UNICODE_STRING unicode;

	// 获取WinDDK驱动基地址
	RtlUnicodeStringInit(&unicode, L"WinDDK.sys");
	LONGLONG winddk_address = GetModuleBaseByName(Driver, unicode);
	DbgPrint("WinDDK模块基址 = %p \n", winddk_address);

	// 获取ACPI驱动基地址
	RtlUnicodeStringInit(&unicode, L"ACPI.sys");
	LONGLONG acpi_address = GetModuleBaseByName(Driver, unicode);
	DbgPrint("ACPI模块基址 = %p \n", acpi_address);

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

运行这段驱动程序，即可分别输出WinDDK.sys以及ACPI.sys两个驱动模块的基地址；

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