C語言驅(qū)動開發(fā)之內(nèi)核使用IO/DPC定時器詳解
本章將繼續(xù)探索驅(qū)動開發(fā)中的基礎部分，定時器在內(nèi)核中同樣很常用，在內(nèi)核中定時器可以使用兩種，即IO定時器，以及DPC定時器，一般來說IO定時器是DDK中提供的一種，該定時器可以為間隔為N秒做定時，但如果要實現(xiàn)毫秒級別間隔，微秒級別間隔，就需要用到DPC定時器，如果是秒級定時其兩者基本上無任何差異，本章將簡單介紹IO/DPC這兩種定時器的使用技巧。
首先來看IO定時器是如何使用的，IO定時器在使用上需要調(diào)用IoInitializeTimer函數(shù)對定時器進行初始化，但需要注意的是此函數(shù)每個設備對象只能調(diào)用一次，當初始化完成后用戶可調(diào)用IoStartTimer讓這個定時器運行，相反的調(diào)用IoStopTimer則用于關(guān)閉定時。
// 初始化定時器 NTSTATUS IoInitializeTimer( [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject, // 設備對象 [in] PIO_TIMER_ROUTINE TimerRoutine, // 回調(diào)例程 [in, optional] __drv_aliasesMem PVOID Context // 回調(diào)例程參數(shù) ); // 啟動定時器 VOID IoStartTimer( [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject // 設備對象 ); // 關(guān)閉定時器 VOID IoStopTimer( [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject // 設備對象 );
這里我們最關(guān)心的其實是IoInitializeTimer函數(shù)中的第二個參數(shù)TimerRoutine該參數(shù)用于傳遞一個自定義回調(diào)函數(shù)地址，其次由于定時器需要依附于一個設備，所以我們還需要調(diào)用IoCreateDevice創(chuàng)建一個新設備來讓定時器線程使用，實現(xiàn)定時器代碼如下所示。
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#include <ntifs.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
LONG count = 0;
// 自定義定時器函數(shù)
VOID MyTimerProcess( __in struct _DEVICE_OBJECT *DeviceObject, __in_opt PVOID Context)
{
InterlockedIncrement(&count);
DbgPrint("定時器計數(shù) = %d", count);
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
// 關(guān)閉定時器
IoStopTimer(driver->DeviceObject);
// 刪除設備
IoDeleteDevice(driver->DeviceObject);
DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
DbgPrint("hello lyshark \n");
NTSTATUS status = STATUS_UNSUCCESSFUL;
// 定義設備名以及定時器
UNICODE_STRING dev_name = RTL_CONSTANT_STRING(L"");
PDEVICE_OBJECT dev;
status = IoCreateDevice(Driver, 0, &dev_name, FILE_DEVICE_UNKNOWN, FILE_DEVICE_SECURE_OPEN, FALSE, &dev);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
return STATUS_UNSUCCESSFUL;
}
else
{
// 初始化定時器并開啟
IoInitializeTimer(dev, MyTimerProcess, NULL);
IoStartTimer(dev);
}
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
編譯并運行這段代碼，那么系統(tǒng)會每隔1秒執(zhí)行一次MyTimerProcess這個自定義函數(shù)。
那么如何讓其每隔三秒執(zhí)行一次呢，其實很簡單，通過InterlockedDecrement函數(shù)實現(xiàn)遞減（每次調(diào)用遞減1）當計數(shù)器變?yōu)?時InterlockedCompareExchange會讓其繼續(xù)變?yōu)?，以此循環(huán)即可完成三秒輸出一次的效果。
LONG count = 3;
// 自定義定時器函數(shù)
VOID MyTimerProcess(__in struct _DEVICE_OBJECT *DeviceObject, __in_opt PVOID Context)
{
// 遞減計數(shù)
InterlockedDecrement(&count);
// 當計數(shù)減到0之后繼續(xù)變?yōu)?
LONG preCount = InterlockedCompareExchange(&count, 3, 0);
//每隔3秒計數(shù)器一個循環(huán)輸出如下信息
if (preCount == 0)
{
DbgPrint("[LyShark] 三秒過去了 \n");
}
}
程序運行后，你會看到如下輸出效果；
相比于IO定時器來說，DPC定時器則更加靈活，其可對任意間隔時間進行定時，DPC定時器內(nèi)部使用定時器對象KTIMER，當對定時器設定一個時間間隔后，每隔這段時間操作系統(tǒng)會將一個DPC例程插入DPC隊列。當操作系統(tǒng)讀取DPC隊列時，對應的DPC例程會被執(zhí)行，此處所說的DPC例程同樣表示回調(diào)函數(shù)。
DPC定時器中我們所需要使用的函數(shù)聲明部分如下所示；
// 初始化定時器對象 PKTIMER 指向調(diào)用方為其提供存儲的計時器對象的指針 void KeInitializeTimer( [out] PKTIMER Timer // 定時器指針 ); // 初始化DPC對象 void KeInitializeDpc( [out] __drv_aliasesMem PRKDPC Dpc, [in] PKDEFERRED_ROUTINE DeferredRoutine, [in, optional] __drv_aliasesMem PVOID DeferredContext ); // 設置定時器 BOOLEAN KeSetTimer( [in, out] PKTIMER Timer, // 定時器對象的指針 [in] LARGE_INTEGER DueTime, // 時間間隔 [in, optional] PKDPC Dpc // DPC對象 ); // 取消定時器 BOOLEAN KeCancelTimer( [in, out] PKTIMER unnamedParam1 // 定時器指針 );
注意；在調(diào)用KeSetTimer后，只會觸發(fā)一次DPC例程。如果想周期的觸發(fā)DPC例程，需要在DPC例程被觸發(fā)后，再次調(diào)用KeSetTimer函數(shù)，應用DPC定時代碼如下所示。
// 署名權(quán)
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com
#include <ntifs.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
LONG count = 0;
KTIMER g_ktimer;
KDPC g_kdpc;
// 自定義定時器函數(shù)
VOID MyTimerProcess(__in struct _KDPC *Dpc,__in_opt PVOID DeferredContext,__in_opt PVOID SystemArgument1,__in_opt PVOID SystemArgument2)
{
LARGE_INTEGER la_dutime = { 0 };
la_dutime.QuadPart = 1000 * 1000 * -10;
// 遞增計數(shù)器
InterlockedIncrement(&count);
DbgPrint("DPC 定時執(zhí)行 = %d", count);
// 再次設置定時
KeSetTimer(&g_ktimer, la_dutime, &g_kdpc);
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
// 取消計數(shù)器
KeCancelTimer(&g_ktimer);
DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
DbgPrint("hello lyshark \n");
LARGE_INTEGER la_dutime = { 0 };
// 每隔1秒執(zhí)行一次
la_dutime.QuadPart = 1000 * 1000 * -10;
// 1.初始化定時器對象
KeInitializeTimer(&g_ktimer);
// 2.初始化DPC定時器
KeInitializeDpc(&g_kdpc, MyTimerProcess, NULL);
// 3.設置定時器,開始計時
KeSetTimer(&g_ktimer, la_dutime, &g_kdpc);
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
編譯并運行這段程序，會發(fā)現(xiàn)其運行后的定時效果與IO定時器并無太大區(qū)別，但是DPC可以控制更精細，通過la_dutime.QuadPart = 1000 * 1000 * -10毫秒級別都可被控制。
最后擴展一個知識點，如何得到系統(tǒng)的當前詳細時間，獲得系統(tǒng)時間。在內(nèi)核里通過KeQuerySystemTime獲取的系統(tǒng)時間是標準時間（GMT+0），轉(zhuǎn)換成本地時間還需使用RtlTimeToTimeFields函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為TIME_FIELDS結(jié)構(gòu)體格式。
// 署名權(quán)
// right to sign one's name on a piece of work
// PowerBy: LyShark
// Email: me@lyshark.com
#include <ntifs.h>
#include <wdm.h>
#include <ntstrsafe.h>
/*
typedef struct TIME_FIELDS
{
CSHORT Year;
CSHORT Month;
CSHORT Day;
CSHORT Hour;
CSHORT Minute;
CSHORT Second;
CSHORT Milliseconds;
CSHORT Weekday;
} TIME_FIELDS;
*/
// 內(nèi)核中獲取時間
VOID MyGetCurrentTime()
{
LARGE_INTEGER CurrentTime;
LARGE_INTEGER LocalTime;
TIME_FIELDS TimeFiled;
// 得到格林威治時間
KeQuerySystemTime(&CurrentTime);
// 轉(zhuǎn)成本地時間
ExSystemTimeToLocalTime(&CurrentTime, &LocalTime);
// 轉(zhuǎn)換為TIME_FIELDS格式
RtlTimeToTimeFields(&LocalTime, &TimeFiled);
DbgPrint("[時間與日期] %4d年%2d月%2d日 %2d時%2d分%2d秒",
TimeFiled.Year, TimeFiled.Month, TimeFiled.Day,
TimeFiled.Hour, TimeFiled.Minute, TimeFiled.Second);
}
VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
DbgPrint(("Uninstall Driver Is OK \n"));
}
NTSTATUS DriverEntry(IN PDRIVER_OBJECT Driver, PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
MyGetCurrentTime();
DbgPrint("hello lyshark \n");
Driver->DriverUnload = UnDriver;
return STATUS_SUCCESS;
}
運行后即可在內(nèi)核中得到當前系統(tǒng)的具體時間；
到此這篇關(guān)于C語言驅(qū)動開發(fā)之內(nèi)核使用IO/DPC定時器詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言內(nèi)核使用IO/DPC定時器內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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