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第1章 内核上机指导1

1.1 下载和使用WDK2

1.1.1 下载安装WDK2

1.1.2 编写第一个C文件3

1.1.3 编译一个工程5

1.2 安装与运行6

1.2.1 下载一个安装工具6

1.2.2 运行与查看输出信息7

1.2.3 在虚拟机中运行9

1.3 调试内核模块9

1.3.1 下载和安装WinDbg9

1.3.2 设置Windows XP调试执行10

1.3.3 设置Vista调试执行11

1.3.4 设置VMWare的管道虚拟串口11

1.3.5 设置Windows内核符号表13

1.3.6 实战调试first14

练习题16

第2章 内核编程环境及其特殊性17

2.1 内核编程的环境18

2.1.1 隔离的应用程序18

2.1.2 共享的内核空间19

2.1.3 无处不在的内核模块20

2.2 数据类型21

2.2.1 基本数据类型21

2.2.2 返回状态22

2.2.3 字符串23

2.3 重要的数据结构23

2.3.1 驱动对象23

2.3.2 设备对象25

2.3.3 请求26

2.4 函数调用28

2.4.1 查阅帮助28

2.4.2 帮助中有的几类函数30

2.4.3 帮助中没有的函数32

2.5 Windows的驱动开发模型32

2.6 WDK编程中的特殊点33

2.6.1 内核编程的主要调用源33

2.6.2 函数的多线程安全性34

2.6.3 代码的中断级36

2.6.4 WDK中出现的特殊代码37

练习题38

第3章 串口的过滤40

3.1 过滤的概念41

3.1.1 设备绑定的内核API之一41

3.1.2 设备绑定的内核API之二43

3.1.3 生成过滤设备并绑定43

3.1.4 从名字获得设备对象45

3.1.5 绑定所有串口46

3.2 获得实际数据47

3.2.1 请求的区分47

3.2.2 请求的结局48

3.2.3 写请求的数据49

3.3 完整的代码50

3.3.1 完整的分发函数50

3.3.2 如何动态卸载52

3.3.3 完整的代码53

本章的示例代码53

练习题54

第4章 键盘的过滤56

4.1 技术原理57

4.1.1 预备知识57

4.1.2 Windows中从击键到内核58

4.1.3 键盘硬件原理60

4.2 键盘过滤的框架61

4.2.1 找到所有的键盘设备61

4.2.2 应用设备扩展64

4.2.3 键盘过滤模块的DriverEntry65

4.2.4 键盘过滤模块的动态卸载66

4.3 键盘过滤的请求处理68

4.3.1 通常的处理68

4.3.2 PNP的处理69

4.3.3 读的处理70

4.3.4 读完成的处理71

4.4 从请求中打印出按键信息72

4.4.1 从缓冲区中获得KEYBOARD_INPUT_DATA72

4.4.2 从KEYBOARD_INPUT_DATA中得到键73

4.4.3 从MakeCode到实际字符74

4.5 Hook分发函数75

4.5.1 获得类驱动对象76

4.5.2 修改类驱动的分发函数指针77

4.5.3 类驱动之下的端口驱动78

4.5.4 端口驱动和类驱动之间的协作机制79

4.5.5 找到关键的回调函数的条件80

4.5.6 定义常数和数据结构80

4.5.7 打开两种键盘端口驱动寻找设备81

4.5.8 搜索在KbdClass类驱动中的地址83

4.6 Hook键盘中断反过滤86

4.6.1 中断：IRQ和INT86

4.6.2 如何修改IDT87

4.6.3 替换IDT中的跳转地址88

4.6.4 QQ的PS/2反过滤措施90

4.7 利用IOAPIC重定位中断处理函数90

4.7.1 什么是IOAPIC90

4.7.2 如何访问IOAPIC91

4.7.3 编程修改IOAPIC重定位表92

4.7.4 插入新的中断处理93

4.7.5 驱动入口和卸载的实现95

4.8 直接用端口操作键盘96

4.8.1 读取键盘数据和命令端口96

4.8.2 p2cUserFilter的最终实现97

本章的示例代码98

练习题99

第5章 磁盘的虚拟100

5.1 虚拟的磁盘101

5.2 一个具体的例子101

5.3 入口函数102

5.3.1 入口函数的定义102

5.3.2 Ramdisk驱动的入口函数103

5.4 EvtDriverDeviceAdd函数104

5.4.1 EvtDriverDeviceAdd的定义104

5.4.2 局部变量的声明105

5.4.3 磁盘设备的创建105

5.4.4 如何处理发往设备的请求107

5.4.5 用户配置的初始化108

5.4.6 链接给应用程序110

5.4.7 小结111

5.5 FAT12/16磁盘卷初始化111

5.5.1 磁盘卷结构简介111

5.5.2 Ramdisk对磁盘的初始化113

5.6 驱动中的请求处理119

5.6.1 请求的处理119

5.6.2 读／写请求120

5.6.3 DeviceIoControl请求122

5.7 Ramdisk的编译和安装124

5.7.1 编译124

5.7.2 安装125

5.7.3 对安装的深入探究125

练习题126

第6章 磁盘过滤127

6.1 磁盘过滤驱动的概念128

6.1.1 备过滤和类过滤128

6.1.2 磁盘设备和磁盘卷设备过滤驱动128

6.1.3 注册表和磁盘卷设备过滤驱动129

6.2 具有还原功能的磁盘卷过滤驱动129

6.2.1 简介129

6.2.2 基本思想130

6.3 驱动分析130

6.3.1 DriverEntry函数130

6.3.2 AddDevice函数132

6.3.3 PnP请求的处理136

6.3.4 Power请求的处理140

6.3.5 DeviceIoControl请求的处理140

6.3.6 bitmap的作用和分析144

6.3.7 boot驱动完成回调函数和稀疏文件150

6.3.8 读／写请求的处理152

本章的示例代码160

练习题161

第7章 文件系统的过滤与监控162

7.1 文件系统的设备对象163

7.1.1 控制设备与卷设备163

7.1.2 生成自己的一个控制设备165

7.2 文件系统的分发函数166

7.2.1 普通的分发函数166

7.2.2 文件过滤的快速IO分发函数167

7.2.3 快速IO分发函数的一个实现169

7.2.4 快速IO分发函数逐个简介170

7.3 设备的绑定前期工作172

7.3.1 动态地选择绑定函数172

7.3.2 注册文件系统变动回调173

7.3.3 文件系统变动回调的一个实现175

7.3.4 文件系统识别器176

7.4 文件系统控制设备的绑定177

7.4.1 生成文件系统控制设备的过滤设备177

7.4.2 绑定文件系统控制设备178

7.4.3 利用文件系统控制请求180

7.5 文件系统卷设备的绑定183

7.5.1 从IRP中获得VPB指针183

7.5.2 设置完成函数并等待IRP完成184

7.5.3 卷挂载IRP完成后的工作187

7.5.4 完成函数的相应实现190

7.5.5 绑定卷的实现191

7.6 读／写操作的过滤193

7.6.1 设置一个读处理函数193

7.6.2 设备对象的区分处理194

7.6.3 解析读请求中的文件信息195

7.6.4 读请求的完成198

7.7 其他操作的过滤202

7.7.1 文件对象的生存周期202

7.7.2 文件的打开与关闭203

7.7.3 文件的删除205

7.8 路径过滤的实现206

7.8.1 取得文件路径的三种情况206

7.8.2 打开成功后获取路径207

7.8.3 在其他时刻获得文件路径209

7.8.4 在打开请求完成之前获得路径名209

7.8.5 把短名转换为长名211

7.9 把sfilter编译成静态库212

7.9.1 如何方便地使用sfilter212

7.9.2 初始化回调、卸载回调和绑定回调213

7.9.3 绑定与回调215

7.9.4 插入请求回调216

7.9.5 如何利用sfilter.lib218

本章的示例代码221

练习题221

第8章 文件系统透明加密223

8.1 文件透明加密的应用224

8.1.1 防止企业信息泄密224

8.1.2 文件透明加密防止企业信息泄密224

8.1.3 文件透明加密软件的例子225

8.2 区分进程226

8.2.1 机密进程与普通进程226

8.2.2 找到进程名字的位置227

8.2.3 得到当前进程的名字228

8.3 内存映射与文件缓冲229

8.3.1 记事本的内存映射文件229

8.3.2 Windows的文件缓冲230

8.3.3 文件缓冲：明文还是密文的选择232

8.3.4 清除文件缓冲233

8.4 加密标识236

8.4.1 保存在文件外、文件头还是文件尾236

8.4.2 隐藏文件头的大小237

8.4.3 隐藏文件头的设置偏移239

8.4.4 隐藏文件头的读／写偏移240

8.5 文件加密表241

8.5.1 何时进行加密操作241

8.5.2 文件控制块与文件对象242

8.5.3 文件加密表的数据结构与初始化243

8.5.4 文件加密表的操作：查询244

8.5.5 文件加密表的操作：添加245

8.5.6 文件加密表的操作：删除246

8.6 文件打开处理248

8.6.1 直接发送IRP进行查询与设置操作248

8.6.2 直接发送IRP进行读／写操作250

8.6.3 文件的非重入打开252

8.6.4 文件的打开预处理255

8.7 读写加密／解密260

8.7.1 在读取时进行解密260

8.7.2 分配与释放MDL261

8.7.3 写请求加密262

8.8 crypt_file的组装265

8.8.1 crypt_file的初始化265

8.8.2 crypt_file的IRP预处理266

8.8.3 crypt_file的IRP后处理269

本章的示例代码272

练习题272

第9章 文件系统微过滤驱动273

9.1 文件系统微过滤驱动简介274

9.1.1 文件系统微过滤驱动的由来274

9.1.2 Minifilter的优点与不足275

9.2 Minifilter的编程框架275

9.2.1 微文件系统过滤的注册276

9.2.2 微过滤器的数据结构277

9.2.3 卸载回调函数280

9.2.4 预操作回调函数281

9.2.5 后操作回调函数284

9.2.6 其他回调函数285

9.3 Minifilter如何与应用程序通信288

9.3.1 建立通信端口的方法288

9.3.2 在用户态通过DLL使用通信端口的范例290

9.4 Minifilter的安装与加载292

9.4.1 安装Minifilter的INF文件293

9.4.2 启动安装完成的Minifilter294

本章的示例代码295

练习题295

第10章 网络传输层过滤296

10.1 TDI概要297

10.1.1 为何选择TDI297

10.1.2 从socket到Windows内核297

10.1.3 TDI过滤的代码例子299

10.2 TDI的过滤框架299

10.2.1 绑定TDI的设备299

10.2.2 唯一的分发函数300

10.2.3 过滤框架的实现302

10.2.4 主要过滤的请求类型304

10.3 生成请求：获取地址305

10.3.1 过滤生成请求305

10.3.2 准备解析IP地址与端口307

10.3.3 获取生成的IP地址和端口308

10.3.4 连接终端的生成与相关信息的保存310

10.4 控制请求311

10.4.1 TDI_ASSOCIATE_ADDRESS的过滤311

10.4.2 TDI_CONNECT的过滤313

10.4.3 其他的次功能号314

10.4.4 设置事件的过滤316

10.4.5 TDI_EVENT_CONNECT类型的设置事件的过滤318

10.4.6 直接获取发送函数的过滤320

10.4.7 清理请求的过滤322

10.5 本书例子tdifw.lib的应用323

10.5.1 tdifw库的回调接口323

10.5.2 tdifw库的使用例子325

本章的示例代码326

练习题327

第11章 NDIS协议驱动328

11.1 以太网包和网络驱动架构329

11.1.1 以太网包和协议驱动329

11.1.2 NDIS网络驱动330

11.2 协议驱动的DriverEntry331

11.2.1 生成控制设备331

11.2.2 注册协议333

11.3 协议与网卡的绑定335

11.3.1 协议与网卡的绑定概念335

11.3.2 绑定回调处理的实现335

11.3.3 协议绑定网卡的API338

11.3.4 解决绑定竞争问题339

11.3.5 分配接收和发送的包池与缓冲池340

11.3.6 OID请求的发送和请求完成回调342

11.3.7 ndisprotCreateBinding的最终实现345

11.4 绑定的解除351

11.4.1 解除绑定使用的API351

11.4.2 ndisprotShutdownBinding的实现353

11.5 在用户态操作协议驱动356

11.5.1 协议的收包与发包356

11.5.2 在用户态编程打开设备357

11.5.3 用DeviceIoControl发送控制请求358

11.5.4 用WriteFile发送数据包360

11.5.5 用ReadFile发送数据包362

11.6 在内核态完成功能的实现363

11.6.1 请求的分发与实现363

11.6.2 等待设备绑定完成与指定设备名364

11.6.3 指派设备的完成365

11.6.4 处理读请求368

11.6.5 处理写请求370

11.7 协议驱动的接收回调374

11.7.1 和接收包有关的回调函数374

11.7.2 ReceiveHandler的实现376

11.7.3 TransferDataCompleteHandler的实现380

11.7.4 ReceivePacketHandler的实现381

11.7.5 接收数据包的入队383

11.7.6 接收数据包的出队和读请求的完成385

本章的示例代码388

练习题389

第12章 NDIS小端口驱动390

12.1 小端口驱动的应用与概述391

12.1.1 小端口驱动的应用391

12.1.2 小端口驱动的实例392

12.1.3 小端口驱动的运作与编程概述393

12.2 小端口驱动的初始化393

12.2.1 小端口驱动的DriverEntry393

12.2.2 小端口驱动的适配器结构396

12.2.3 配置信息的读取397

12.2.4 设置小端口适配器上下文398

12.2.5 MPInitialize的实现399

12.2.6 MPHalt的实现402

12.3 打开ndisprot设备403

12.3.1 I/O目标403

12.3.2 给IO目标发送DeviceIoControl请求404

12.3.3 打开ndisprot接口并完成配置设备406

12.4 使用ndisprot发送包409

12.4.1 小端口驱动的发包接口409

12.4.2 发送控制块（TCB）409

12.4.3 遍历包组并填写TCB412

12.4.4 写请求的构建与发送415

12.5 使用ndisprot接收包417

12.5.1 提交数据包的内核API417

12.5.2 从接收控制块（RCB）提交包418

12.5.3 对ndisprot读请求的完成函数420

12.5.4 读请求的发送422

12.5.5 用于读包的WDF工作任务424

12.5.6 ndisedge读工作任务的生成与入列426

12.6 其他的特征回调函数的实现428

12.6.1 包的归还428

12.6.2 OID查询处理的直接完成429

12.6.3 OID设置处理432

本章的示例代码433

练习题434

第13章 NDIS中间层驱动435

13.1 NDIS中间层驱动概述436

13.1.1 Windows网络架构总结436

13.1.2 NDIS中间层驱动简介437

13.1.3 NDIS中间层驱动的应用438

13.1.4 NDIS包描述符结构深究439

13.2 中间层驱动的入口与绑定442

13.2.1 中间层驱动的入口函数442

13.2.2 动态绑定NIC设备443

13.2.3 小端口初始化（MpInitialize）445

13.3 中间层驱动发送数据包447

13.3.1 发送数据包原理447

13.3.2 包描述符“重利用”448

13.3.3 包描述符“重申请”451

13.3.4 发送数据包的异步完成453

13.4 中间层驱动接收数据包455

13.4.1 接收数据包概述455

13.4.2 用PtReceive接收数据包456

13.4.3 用PtReceivePacket接收461

13.4.4 对包进行过滤463

13.5 中间层驱动程序查询和设置466

13.5.1 查询请求的处理466

13.5.2 设置请求的处理468

13.6 NDIS句柄470

13.6.1 不可见的结构指针470

13.6.2 常见的NDIS句柄471

13.6.3 NDIS句柄误用问题473

13.6.4 一种解决方案475

13.7 生成普通控制设备476

13.7.1 在中间层驱动中添加普通设备476

13.7.2 使用传统方法来生成控制设备478

本章的示例代码483

练习题483

附录A 如何使用本书的源码光盘485