驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

今天继续分享内核枚举系列知识,这次我们来学习如何通过代码的方式枚举内核IoTimer定时器,内核定时器其实就是在内核中实现的时钟,该定时器的枚举非常简单,因为在IoInitializeTimer初始化部分就可以找到IopTimerQueueHead地址,该变量内存储的就是定时器的链表头部。枚举IO定时器的案例并不多见,即便有也是无法使用过时的,此教程学到肯定就是赚到了。

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

枚举Io定时器过程是这样的:

  • 1.找到IoInitializeTimer函数,该函数可以通过MmGetSystemRoutineAddress得到。
  • 2.找到地址以后,我们向下增加0xFF偏移量,并搜索特征定位到IopTimerQueueHead链表头。
  • 3.将链表头转换为IO_TIMER结构体,并循环链表头输出。

这里解释一下为什么要找IoInitializeTimer这个函数他是一个初始化函数,既然是初始化里面一定会涉及到链表的存储问题,找到他就能找到定时器链表基址,该函数的定义如下。

NTSTATUS    IoInitializeTimer(     IN PDEVICE_OBJECT  DeviceObject,     // 设备对象指针     IN PIO_TIMER_ROUTINE  TimerRoutine,  // 定时器例程     IN PVOID  Context                    // 传给定时器例程的函数     ); 

接着我们需要得到IO定时器的结构定义,在DEVICE_OBJECT设备对象指针中存在一个Timer属性。

lyshark.com: kd> dt _DEVICE_OBJECT ntdll!_DEVICE_OBJECT    +0x000 Type             : Int2B    +0x002 Size             : Uint2B    +0x004 ReferenceCount   : Int4B    +0x008 DriverObject     : Ptr64 _DRIVER_OBJECT    +0x010 NextDevice       : Ptr64 _DEVICE_OBJECT    +0x018 AttachedDevice   : Ptr64 _DEVICE_OBJECT    +0x020 CurrentIrp       : Ptr64 _IRP    +0x028 Timer            : Ptr64 _IO_TIMER    +0x030 Flags            : Uint4B    +0x034 Characteristics  : Uint4B    +0x038 Vpb              : Ptr64 _VPB    +0x040 DeviceExtension  : Ptr64 Void    +0x048 DeviceType       : Uint4B    +0x04c StackSize        : Char    +0x050 Queue            : <anonymous-tag>    +0x098 AlignmentRequirement : Uint4B    +0x0a0 DeviceQueue      : _KDEVICE_QUEUE    +0x0c8 Dpc              : _KDPC    +0x108 ActiveThreadCount : Uint4B    +0x110 SecurityDescriptor : Ptr64 Void    +0x118 DeviceLock       : _KEVENT    +0x130 SectorSize       : Uint2B    +0x132 Spare1           : Uint2B    +0x138 DeviceObjectExtension : Ptr64 _DEVOBJ_EXTENSION    +0x140 Reserved         : Ptr64 Void 

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

这里的这个+0x028 Timer定时器是一个结构体_IO_TIMER其就是IO定时器的所需结构体。

lyshark.com: kd> dt _IO_TIMER ntdll!_IO_TIMER    +0x000 Type             : Int2B    +0x002 TimerFlag        : Int2B    +0x008 TimerList        : _LIST_ENTRY    +0x018 TimerRoutine     : Ptr64     void     +0x020 Context          : Ptr64 Void    +0x028 DeviceObject     : Ptr64 _DEVICE_OBJECT 

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

如上方的基础知识有了也就够了,接着就是实际开发部分,首先我们需要编写一个GetIoInitializeTimerAddress()函数,让该函数可以定位到IoInitializeTimer所在内核中的基地址上面,具体实现调用代码如下所示。

#include <ntifs.h>  // 得到IoInitializeTimer基址 // By: LyShark 内核开发系列教程 PVOID GetIoInitializeTimerAddress() { 	PVOID VariableAddress = 0; 	UNICODE_STRING uioiTime = { 0 };  	RtlInitUnicodeString(&uioiTime, L"IoInitializeTimer"); 	VariableAddress = (PVOID)MmGetSystemRoutineAddress(&uioiTime); 	if (VariableAddress != 0) 	{ 		return VariableAddress; 	} 	return 0; }  VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver) { 	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK n")); }  NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath) { 	DbgPrint(("hello lyshark.com n"));  	// 得到基址 	PUCHAR IoInitializeTimer = GetIoInitializeTimerAddress(); 	DbgPrint("IoInitializeTimer Address = %p n", IoInitializeTimer);  	Driver->DriverUnload = UnDriver; 	return STATUS_SUCCESS; } 

运行这个驱动程序,然后对比下是否一致:

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

接着我们在反汇编代码中寻找IoTimerQueueHead,此处在LyShark系统内这个偏移位置是nt!IoInitializeTimer+0x5d 具体输出位置如下。

lyshark.com: kd> uf IoInitializeTimer  nt!IoInitializeTimer+0x5d: fffff805`74b85bed 488d5008        lea     rdx,[rax+8] fffff805`74b85bf1 48897018        mov     qword ptr [rax+18h],rsi fffff805`74b85bf5 4c8d054475e0ff  lea     r8,[nt!IopTimerLock (fffff805`7498d140)] fffff805`74b85bfc 48897820        mov     qword ptr [rax+20h],rdi fffff805`74b85c00 488d0dd9ddcdff  lea     rcx,[nt!IopTimerQueueHead (fffff805`748639e0)] fffff805`74b85c07 e8141e98ff      call    nt!ExInterlockedInsertTailList (fffff805`74507a20) fffff805`74b85c0c 33c0            xor     eax,eax 

在WinDBG中标注出颜色lea rcx,[nt!IopTimerQueueHead (fffff805748639e0)]`更容易看到。

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

接着就是通过代码实现对此处的定位,定位我们就采用特征码搜索的方式,如下代码是特征搜索部分。

  • StartSearchAddress 代表开始位置
  • EndSearchAddress 代表结束位置,粗略计算0xff就可以定位到了。
#include <ntifs.h>  // 得到IoInitializeTimer基址 // By: LyShark 内核开发系列教程 PVOID GetIoInitializeTimerAddress() { 	PVOID VariableAddress = 0; 	UNICODE_STRING uioiTime = { 0 };  	RtlInitUnicodeString(&uioiTime, L"IoInitializeTimer"); 	VariableAddress = (PVOID)MmGetSystemRoutineAddress(&uioiTime); 	if (VariableAddress != 0) 	{ 		return VariableAddress; 	} 	return 0; }  VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver) { 	DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK n")); }  NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath) { 	DbgPrint(("hello lyshark.com n"));  	// 得到基址 	PUCHAR IoInitializeTimer = GetIoInitializeTimerAddress(); 	DbgPrint("IoInitializeTimer Address = %p n", IoInitializeTimer);  	INT32 iOffset = 0; 	PLIST_ENTRY IoTimerQueueHead = NULL;  	PUCHAR StartSearchAddress = IoInitializeTimer; 	PUCHAR EndSearchAddress = IoInitializeTimer + 0xFF; 	UCHAR v1 = 0, v2 = 0, v3 = 0;  	for (PUCHAR i = StartSearchAddress; i < EndSearchAddress; i++) 	{ 		if (MmIsAddressValid(i) && MmIsAddressValid(i + 1) && MmIsAddressValid(i + 2)) 		{ 			v1 = *i; 			v2 = *(i + 1); 			v3 = *(i + 2);  			// 三个特征码 			if (v1 == 0x48 && v2 == 0x8d && v3 == 0x0d) 			{ 				memcpy(&iOffset, i + 3, 4); 				IoTimerQueueHead = (PLIST_ENTRY)(iOffset + (ULONG64)i + 7); 				DbgPrint("IoTimerQueueHead = %p n", IoTimerQueueHead); 				break; 			} 		} 	}  	Driver->DriverUnload = UnDriver; 	return STATUS_SUCCESS; } 

搜索三个特征码v1 == 0x48 && v2 == 0x8d && v3 == 0x0d从而得到内存位置,运行驱动对比下。

  • 运行代码会取出lea指令后面的操作数,而不是取出lea指令的内存地址。

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

最后一步就是枚举部分,我们需要前面提到的IO_TIMER结构体定义。

  • PIO_TIMER Timer = CONTAINING_RECORD(NextEntry, IO_TIMER, TimerList) 得到结构体,循环输出即可。
// By: LyShark 内核开发系列教程 // https://www.cnblogs.com/LyShark/articles/16784393.html #include <ntddk.h> #include <ntstrsafe.h>  typedef struct _IO_TIMER {   INT16        Type;   INT16        TimerFlag;   LONG32       Unknown;   LIST_ENTRY   TimerList;   PVOID        TimerRoutine;   PVOID        Context;   PVOID        DeviceObject; }IO_TIMER, *PIO_TIMER;   // 得到IoInitializeTimer基址 PVOID GetIoInitializeTimerAddress() {   PVOID VariableAddress = 0;   UNICODE_STRING uioiTime = { 0 };    RtlInitUnicodeString(&uioiTime, L"IoInitializeTimer");   VariableAddress = (PVOID)MmGetSystemRoutineAddress(&uioiTime);   if (VariableAddress != 0)   {     return VariableAddress;   }   return 0; }  VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver) {   DbgPrint("卸载完成... n"); }  NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath) {   DbgPrint(("hello lyshark.com n"));    // 得到基址   PUCHAR IoInitializeTimer = GetIoInitializeTimerAddress();   DbgPrint("IoInitializeTimer Address = %p n", IoInitializeTimer);    // 搜索IoTimerQueueHead地址   /*     nt!IoInitializeTimer+0x5d:     fffff806`349963cd 488d5008        lea     rdx,[rax+8]     fffff806`349963d1 48897018        mov     qword ptr [rax+18h],rsi     fffff806`349963d5 4c8d05648de0ff  lea     r8,[nt!IopTimerLock (fffff806`3479f140)]     fffff806`349963dc 48897820        mov     qword ptr [rax+20h],rdi     fffff806`349963e0 488d0d99f6cdff  lea     rcx,[nt!IopTimerQueueHead (fffff806`34675a80)]     fffff806`349963e7 e8c43598ff      call    nt!ExInterlockedInsertTailList (fffff806`343199b0)     fffff806`349963ec 33c0            xor     eax,eax   */   INT32 iOffset = 0;   PLIST_ENTRY IoTimerQueueHead = NULL;    PUCHAR StartSearchAddress = IoInitializeTimer;   PUCHAR EndSearchAddress = IoInitializeTimer + 0xFF;   UCHAR v1 = 0, v2 = 0, v3 = 0;    for (PUCHAR i = StartSearchAddress; i < EndSearchAddress; i++)   {     if (MmIsAddressValid(i) && MmIsAddressValid(i + 1) && MmIsAddressValid(i + 2))     {       v1 = *i;       v2 = *(i + 1);       v3 = *(i + 2);        // fffff806`349963e0 48 8d 0d 99 f6 cd ff  lea rcx,[nt!IopTimerQueueHead (fffff806`34675a80)]       if (v1 == 0x48 && v2 == 0x8d && v3 == 0x0d)       {         memcpy(&iOffset, i + 3, 4);         IoTimerQueueHead = (PLIST_ENTRY)(iOffset + (ULONG64)i + 7);         DbgPrint("IoTimerQueueHead = %p n", IoTimerQueueHead);         break;       }     }   }    // 枚举列表   KIRQL OldIrql;    // 获得特权级   OldIrql = KeRaiseIrqlToDpcLevel();    if (IoTimerQueueHead && MmIsAddressValid((PVOID)IoTimerQueueHead))   {     PLIST_ENTRY NextEntry = IoTimerQueueHead->Flink;     while (MmIsAddressValid(NextEntry) && NextEntry != (PLIST_ENTRY)IoTimerQueueHead)     {       PIO_TIMER Timer = CONTAINING_RECORD(NextEntry, IO_TIMER, TimerList);        if (Timer && MmIsAddressValid(Timer))       {         DbgPrint("IO对象地址: %p n", Timer);       }       NextEntry = NextEntry->Flink;     }   }    // 恢复特权级   KeLowerIrql(OldIrql);    Driver->DriverUnload = UnDriver;   return STATUS_SUCCESS; } 

运行这段源代码,并可得到以下输出,由于没有IO定时器所以输出结果是空的:

驱动开发:内核枚举IoTimer定时器

至此IO定时器的枚举就介绍完了,在教程中你已经学会了使用特征码定位这门技术,相信你完全可以输出内核中想要得到的任何结构体。

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