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驱动开发:内核使用IO/DPC定时器(一)
2023-07-23 13:33:47 】 浏览:50
Tags:IO/DPC 时器

本章将继续探索驱动开发中的基础部分,定时器在内核中同样很常用,在内核中定时器可以使用两种,即IO定时器,以及DPC定时器,一般来说IO定时器是DDK中提供的一种,该定时器可以为间隔为N秒做定时,但如果要实现毫秒级别间隔,微秒级别间隔,就需要用到DPC定时器,如果是秒级定时其两者基本上无任何差异,本章将简单介绍IO/DPC这两种定时器的使用技巧。

首先来看IO定时器是如何使用的,IO定时器在使用上需要调用IoInitializeTimer函数对定时器进行初始化,但需要注意的是此函数每个设备对象只能调用一次,当初始化完成后用户可调用IoStartTimer让这个定时器运行,相反的调用IoStopTimer则用于关闭定时。

// 初始化定时器
NTSTATUS IoInitializeTimer(
  [in]           PDEVICE_OBJECT         DeviceObject,  // 设备对象
  [in]           PIO_TIMER_ROUTINE      TimerRoutine,  // 回调例程
  [in, optional] __drv_aliasesMem PVOID Context        // 回调例程参数
);
// 启动定时器
VOID IoStartTimer(
  [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject             // 设备对象
);
// 关闭定时器
VOID IoStopTimer(
  [in] PDEVICE_OBJECT DeviceObject             // 设备对象
);

这里我们最关心的其实是IoInitializeTimer函数中的第二个参数TimerRoutine该参数用于传递一个自定义回调函数地址,其次由于定时器需要依附于一个设备,所以我们还需要调用IoCreateDevice创建一个新设备来让定时器线程使用,实现定时器代码如下所示。

// 署名权
// 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;

// 自定义定时器函数
VOID MyTimerProcess( __in struct _DEVICE_OBJECT *DeviceObject, __in_opt PVOID Context)
{
	InterlockedIncrement(&count);
	DbgPrint("定时器计数 = %d", count);
}

VOID UnDriver(PDRIVER_OBJECT driver)
{
	// 关闭定时器
	IoStopTimer(driver->DeviceObject);

	// 删除设备
	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;

	// 定义设备名以及定时器
	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
	{
		// 初始化定时器并开启
		IoInitializeTimer(dev, MyTimerProcess, NULL);
		IoStartTimer(dev);
	}

	Driver->DriverUnload = UnDriver;
	return STATUS_SUCCESS;
}

编译并运行这段代码,那么系统会每隔1秒执行一次MyTimerProcess这个自定义函数。

那么如何让其每隔三秒执行一次呢,其实很简单,通过InterlockedDecrement函数实现递减(每次调用递减1)当计数器变为0时InterlockedCompareExchange会让其继续变为3,以此循环即可完成三秒输出一次的效果。

LONG count = 3;

// 自定义定时器函数
VOID MyTimerProcess(__in struct _DEVICE_OBJECT *DeviceObject, __in_opt PVOID Context)
{
	// 递减计数
	InterlockedDecrement(&count);

	// 当计数减到0之后继续变为3
	LONG preCount = InterlockedCompareExchange(&count, 3, 0);

	//每隔3秒计数器一个循环输出如下信息
	if (preCount == 0)
	{
		DbgPrint("[LyShark] 三秒过去了 \n");
	}
}

程序运行后,你会看到如下输出效果;

相比于IO定时器来说,DPC定时器则更加灵活,其可对任意间隔时间进行定时,DPC定时器内部使用定时器对象KTIMER,当对定时器设定一个时间间隔后,每隔这段时间操作系统会将一个DPC例程插入DPC队列。当操作系统读取DPC队列时,对应的DPC例程会被执行,此处所说的DPC例程同样表示回调函数。

DPC定时器中我们所需要使用的函数声明部分如下所示;

// 初始化定时器对象 PKTIMER 指向调用方为其提供存储的计时器对象的指针
void KeInitializeTimer(
  [out] PKTIMER Timer    // 定时器指针
);

// 初始化DPC对象
void KeInitializeDpc(
  [out]          __drv_aliasesMem PRKDPC Dpc,
  [in]           PKDEFERRED_ROUTINE      DeferredRoutine,
  [in, optional] __drv_aliasesMem PVOID  DeferredContext
);

// 设置定时器
BOOLEAN KeSetTimer(
  [in, out]      PKTIMER       Timer,     // 定时器对象的指针
  [in]           LARGE_INTEGER DueTime,   // 时间间隔
  [in, optional] PKDPC         Dpc        // DPC对象
);

// 取消定时器
BOOLEAN KeCancelTimer(
  [in, out] PKTIMER unnamedParam1         // 定时器指针
);

注意;在调用KeSetTimer后,只会触发一次DPC例程。如

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