驅動開發：內核列舉IoTimer定時器-有解無憂

今天繼續分享內核列舉系列知識，這次我們來學習如何通過代碼的方式列舉內核IoTimer定時器，內核定時器其實就是在內核中實作的時鐘，該定時器的列舉非常簡單，因為在IoInitializeTimer初始化部分就可以找到IopTimerQueueHead地址，該變數記憶體儲的就是定時器的鏈表頭部，列舉IO定時器的案例并不多見，即便有也是無法使用過時的，此教程學到肯定就是賺到了，

列舉Io定時器程序是這樣的：

1.找到IoInitializeTimer函式，該函式可以通過MmGetSystemRoutineAddress得到，
2.找到地址以后，我們向下增加0xFF偏移量，并搜索特征定位到IopTimerQueueHead鏈表頭，
3.將鏈表頭轉換為IO_TIMER結構體，并回圈鏈表頭輸出，

這里解釋一下為什么要找IoInitializeTimer這個函式他是一個初始化函式，既然是初始化里面一定會涉及到鏈表的存盤問題，找到他就能找到定時器鏈表基址，該函式的定義如下，

NTSTATUS 
  IoInitializeTimer(
    IN PDEVICE_OBJECT  DeviceObject,     // 設備物件指標
    IN PIO_TIMER_ROUTINE  TimerRoutine,  // 定時器例程
    IN PVOID  Context                    // 傳給定時器例程的函式
    );

接著我們需要得到IO定時器的結構定義，在DEVICE_OBJECT設備物件指標中存在一個Timer屬性，

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

這里的這個+0x028 Timer定時器是一個結構體_IO_TIMER其就是IO定時器的所需結構體，

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

如上方的基礎知識有了也就夠了，接著就是實際開發部分，首先我們需要撰寫一個GetIoInitializeTimerAddress()函式，讓該函式可以定位到IoInitializeTimer所在內核中的基地址上面，具體實作呼叫代碼如下所示，

#include <ntifs.h>

// 得到IoInitializeTimer基址
// By: LyShark 內核開發系列教程
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;
}

運行這個驅動程式，然后對比下是否一致:

接著我們在反匯編代碼中尋找IoTimerQueueHead，此處在LyShark系統內這個偏移位置是nt!IoInitializeTimer+0x5d 具體輸出位置如下，

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中標注出顏色lea rcx,[nt!IopTimerQueueHead (fffff805748639e0)]`更容易看到，

接著就是通過代碼實作對此處的定位，定位我們就采用特征碼搜索的方式，如下代碼是特征搜索部分，

StartSearchAddress 代表開始位置
EndSearchAddress 代表結束位置，粗略計算0xff就可以定位到了，

#include <ntifs.h>

// 得到IoInitializeTimer基址
// By: LyShark 內核開發系列教程
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);

			// 三個特征碼
			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;
}

搜索三個特征碼v1 == 0x48 && v2 == 0x8d && v3 == 0x0d從而得到記憶體位置，運行驅動對比下，

運行代碼會取出lea指令后面的運算元，而不是取出lea指令的記憶體地址，

最后一步就是列舉部分，我們需要前面提到的IO_TIMER結構體定義，

PIO_TIMER Timer = CONTAINING_RECORD(NextEntry, IO_TIMER, TimerList) 得到結構體，回圈輸出即可，

// By: LyShark 內核開發系列教程
// 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("卸載完成... \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;
      }
    }
  }

  // 列舉串列
  KIRQL OldIrql;

  // 獲得特權級
  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物件地址: %p \n", Timer);
      }
      NextEntry = NextEntry->Flink;
    }
  }

  // 恢復特權級
  KeLowerIrql(OldIrql);

  Driver->DriverUnload = UnDriver;
  return STATUS_SUCCESS;
}

運行這段源代碼，并可得到以下輸出，由于沒有IO定時器所以輸出結果是空的：

至此IO定時器的列舉就介紹完了，在教程中你已經學會了使用特征碼定位這門技術，相信你完全可以輸出內核中想要得到的任何結構體，

文章作者：lyshark (王瑞)
文章出處：https://www.cnblogs.com/LyShark/p/16790834.html
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