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  • 【驱动笔记15】键盘过滤驱动学习笔记

    2009-03-18

    分类：内核编程

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    http://nokyo.blogbus.com/logs/36697074.html

        键盘过滤驱动对于分层驱动的学习是一个很好的例子，它相对文件过滤驱动来说较为简单，也更容易理解。

        并不是所有的驱动都需要直接访问硬件的，事实上几乎所有的硬件设备都存在着驱动程序链，最底层的驱动程序可以直接访问硬件，并对上层提供透明服务，最上层的驱动程序只要对接收到的数据进行过滤、格式化等处理即可，这样大大减少了开发的难度。

    我这次学习的对象是KLOG，但我将它的代码进行了精简，这样使得它的工作流程更容易被看清楚。

    首先看DriverEntry例程：

    NTSTATUS
    DriverEntry(
        IN PDRIVER_OBJECT    pDriverObject,
        IN PUNICODE_STRING    RegistryPath
    )
    {
        int            i = 0;
        PDEVICE_EXTENSION    pKeyboardDeviceExtension;

        for (i = 0; i < IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION; i++)
        {
            pDriverObject->MajorFunction[i] = DispatchPassDown;
        }

        pDriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_READ]    = DispatchRead;
        pDriverObject->DriverUnload            = Unload;
       
        // 开启记录
        HookKeyboard(pDriverObject);

        // 设置DEVICE_EXTERSION
        pKeyboardDeviceExtension = (PDEVICE_EXTENSION)pDriverObject->DeviceObject->DeviceExtension;

        return STATUS_SUCCESS;
    }

        很容易看懂，我就不多说了，其中DispatchPassDown仅仅将接收到的IRP转发给下一层设备，代码就不贴了。下面我们先来看其中的重头戏之一：HookKeyboard。

    NTSTATUS
    HookKeyboard(
        IN PDRIVER_OBJECT    pDriverObject
    )
    {
        NTSTATUS        status;
        PDEVICE_OBJECT    pKeyboardDeviceObject;
        PDEVICE_EXTENSION    pKeyboardDeviceExtension;
        STRING            ntNameString;
        UNICODE_STRING    uKeyboardDeviceName;
        CCHAR            ntNameBuffer[64] = "\\Device\\KeyboardClass0";

        // 创建设备
        status = IoCreateDevice(pDriverObject,
                    sizeof(DEVICE_EXTENSION),
                    NULL,
                    FILE_DEVICE_KEYBOARD,
                    0,
                    TRUE,
                    &pKeyboardDeviceObject);
        if (!NT_SUCCESS(status))
        {
            return status;
        }

        pKeyboardDeviceObject->Flags |= (DO_BUFFERED_IO | DO_POWER_PAGABLE);
        pKeyboardDeviceObject->Flags &= ~DO_DEVICE_INITIALIZING;

        // 设置DEVICE_EXTENSION
        RtlZeroMemory(pKeyboardDeviceObject->DeviceExtension, sizeof(DEVICE_EXTENSION));
        pKeyboardDeviceExtension = (PDEVICE_EXTENSION)pKeyboardDeviceObject->DeviceExtension;

        // 绑定到设备
        RtlInitAnsiString(&ntNameString, ntNameBuffer);
        RtlAnsiStringToUnicodeString(&uKeyboardDeviceName, &ntNameString, TRUE);
        IoAttachDevice(pKeyboardDeviceObject, &uKeyboardDeviceName, &pKeyboardDeviceExtension->pKeyboardDevice);
        RtlFreeUnicodeString(&uKeyboardDeviceName);

        return STATUS_SUCCESS;
    }

        首先IoCreateDevice不用多说了，在任何一个驱动程序中都会见到，关键是下面的Flags设置和IoAttachDevice。我们创建了设备之后，需要将其加入到键盘的驱动程序链中，这个具体转化为代码就是将我们的设备Attatch到"\\Device\\KeyboardClass0"中（当然不一定非得是这个设备，挂这个设备的主要目的是为了能够动态卸载我们的驱动，因此不能挂接更上层的设备）。

        为了得到按键操作的信息，我们发送一个IRP_MJ_READ到驱动的设备栈，由于此时还不一定有按键产生，于是驱动程序把这个IRP标记为pending状态，一旦有按键产生，则马上把这个IRP完成，所以我们需要在IRP_MJ_READ的处理例程中设置一个完成例程。（因为我们工作的异步模式下）

    NTSTATUS
    DispatchRead(
        IN PDEVICE_OBJECT    pDeviceObject,
        IN PIRP        pIrp
    )
    {
        PIO_STACK_LOCATION    currentIrpStack;
        PIO_STACK_LOCATION    nextIrpStack;


        currentIrpStack = IoGetCurrentIrpStackLocation(pIrp);
        nextIrpStack = IoGetNextIrpStackLocation(pIrp);
        *nextIrpStack = *currentIrpStack;
        // 设置完成例程
        IoSetCompletionRoutine(pIrp, OnReadCompletion, pDeviceObject, TRUE, TRUE, TRUE);
       
        return IoCallDriver(((PDEVICE_EXTENSION)pDeviceObject->DeviceExtension)->pKeyboardDevice, pIrp);
    }

    在这个完成例程OnReadCompletion中，我们就可以获取按键的信息了，代码如下所示：
    NTSTATUS
    OnReadCompletion(
        IN PDEVICE_OBJECT    pDeviceObject,
        IN PIRP                pIrp,
        IN PVOID            Context
    )
    {
        PDEVICE_EXTENSION        pKeyboardDeviceExtension;
        PKEYBOARD_INPUT_DATA        keys;
        int                numKeys;
        int                i = 0;

        pKeyboardDeviceExtension = (PDEVICE_EXTENSION)pDeviceObject->DeviceExtension;

        if (pIrp->IoStatus.Status == STATUS_SUCCESS)
        {
            keys = (PKEYBOARD_INPUT_DATA)pIrp->AssociatedIrp.SystemBuffer;
            numKeys = pIrp->IoStatus.Information / sizeof(KEYBOARD_INPUT_DATA);

            for(i = 0; i < numKeys; i++)
            {
                DbgPrint("ScanCode: %x\n", keys[i].MakeCode);
               
        //        if(keys[i].Flags == KEY_BREAK)
        //            DbgPrint("%s\n", "Key Up");       
        //        if(keys[i].Flags == KEY_MAKE)
        //            DbgPrint("%s\n", "Key Down");
            }
        }
       
        if(pIrp->PendingReturned)
        {
            IoMarkIrpPending(pIrp);
        }

        return pIrp->IoStatus.Status;
    }

        不过这里我们获取到是只是按键的扫描码，如果想知道直观的按键信息，还需要写个函数进行处理，这里我就给省略了。虽然这个程序比起rootkit.com上面那个KLOG简单的多，使得它的流程更加清楚，也更容易理解，但它不实用。

        为什么呢？因为实用的键盘记录器应该能够将按键信息保存起来，这里我们只能通过DbgView来看到按键信息。但由于这个完成例程的IRQL为DISPATCH，不能进行文件操作，因此在KLOG的代码中是首先创建一个线程，然后在线程中进行保存操作，因为线程函数工作在PASSIVE，允许处理文件。

        一旦涉及到线程和文件操作就变得麻烦多了，关于这点可以通过KLOG的代码看出来，其实也不难，就是需要考虑的东西较多而已。

        最后说一下，这个程序还有一个BUG，就是在卸载的时候再有按键就会BSOD，因为在我们卸载驱动的时候，还有很多IRP处于pending状态，当我们被卸载后，再有按键操作，IRP返回后却找不到对应的驱动，就会造成蓝屏的后果。

    关于这个问题，网上有很多文章都介绍了介绍的办法，我也没有实验过，就不废话了。


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    grayfox 发表于09:19:26 | 编辑 | 继续话题 | 转发 | 分享　0