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Native API乃Windows用户模式中为上层Win32 API提供接口的本机系统服务。平常我们总是调用MS为我们提供的公用的Win32 API函数来实现来实现我们系统的功能。今天我们要谈的是如何通过本机系统服务(Native API)来探测本机系统信息。当然,微软没有为我们提供关于本机系统服务的文档 (Undocumented),也就是不会为对它的使用提供任何的保证,所以我们不提倡使用Native API来开发软件。不过在特殊情况下,本机系统服务却为我们提供了通向“秘密”的捷径。本文提到的信息仅在Windows2000/XP/2003上测试 过。
今天,我们主要讨论的是一个函数NtQuerySystemInformation(ZwQuerySystemInformation)。当然,你不要小看这么一个函数,它却为我们提供了丰富的系统信息,同时还包括对某些信息的控制和设置。以下是这个函数的原型:
typedef NTSTATUS (__stdcall *NTQUERYSYSTEMINFORMATION)
(IN SYSTEM_INFORMATION_CLASS SystemInformationClass,
IN OUT PVOID SystemInformation,
IN ULONG SystemInformationLength,
OUT PULONG ReturnLength OPTIONAL);
NTQUERYSYSTEMINFORMATION NtQuerySystemInformation;
NtQuerySystemInformation这个函数有四个参数:
第一个参数是dwRecordType,这个参数指定了我们所查询的系统信息类型,为了查询系统HANDLE列表,我们定义一个常量#define NT_HANDLE_LIST 16(这个数值我是查资料得到的,如果谁有更详细的资料,也请让我共享一下)。
第二个参数是一个指针,这个指针用来返回系统句柄列表,在调用NtQuerySystemInformation函数之前,必须为这个指针分配足够的内存空间,否则函数调用会出错。
第三个参数是指定你为HandleList所分配的内存空间大小,单位是byte。
第四个参数是NtQuerySystemInformation返回的HandleList的大小;如果NtQuerySystemInformation函数调用成功,返回值将是0,否则可以使用GetLastError()获得详细的错误代码。
从中可以看到,SystemInformationClass是一个类型信息,它大概提供了50余种信息,也就是我们可以通过这个函数对大约50多种 的系统信息进行探测或设置。SystemInformation是一个LPVOID型的指针,它为我们提供需要获得的信息,或是我们需要设置的系统信息。 SystemInformationLength是SystemInformation的长度,它根据探测的信息类型来决定。至于 ReturnLength则是系统返回的需要的长度,通常可以设置为空指针(NULL)。
首先,我们来看看大家比较熟悉的系统进程/线程相关的信息。这个题目在网上已经讨论了N多年了,所以我就不在老生常谈了,呵呵。那么就提出这个结构类型的定义:
typedef struct _SYSTEM_PROCESSES
{
ULONG NextEntryDelta; //构成结构序列的偏移量;
ULONG ThreadCount; //线程数目;
ULONG Reserved1[6];
LARGE_INTEGER CreateTime; //创建时间;
LARGE_INTEGER UserTime; //用户模式(Ring 3)的CPU时间;
LARGE_INTEGER KernelTime; //内核模式(Ring 0)的CPU时间;
UNICODE_STRING ProcessName; //进程名称;
KPRIORITY BasePriority; //进程优先权;
ULONG ProcessId; //进程标识符;
ULONG InheritedFromProcessId; //父进程的标识符;
ULONG HandleCount; //句柄数目;
ULONG Reserved2[2];
VM_COUNTERS VmCounters; //虚拟存储器的结构,见下;
IO_COUNTERS IoCounters; //IO计数结构,见下;
SYSTEM_THREADS Threads[1]; //进程相关线程的结构数组,见下;
}SYSTEM_PROCESSES,*PSYSTEM_PROCESSES;
typedef struct _SYSTEM_THREADS
{
LARGE_INTEGER KernelTime; //CPU内核模式使用时间;
LARGE_INTEGER UserTime; //CPU用户模式使用时间;
LARGE_INTEGER CreateTime; //线程创建时间;
ULONG WaitTime; //等待时间;
PVOID StartAddress; //线程开始的虚拟地址;
CLIENT_ID ClientId; //线程标识符;
KPRIORITY Priority; //线程优先级;
KPRIORITY BasePriority; //基本优先级;
ULONG ContextSwitchCount; //环境切换数目;
THREAD_STATE State; //当前状态;
KWAIT_REASON WaitReason; //等待原因;
}SYSTEM_THREADS,*PSYSTEM_THREADS;
typedef struct _VM_COUNTERS
{
ULONG PeakVirtualSize; //虚拟存储峰值大小;
ULONG VirtualSize; //虚拟存储大小;
ULONG PageFaultCount; //页故障数目;
ULONG PeakWorkingSetSize; //工作集峰值大小;
ULONG WorkingSetSize; //工作集大小;
ULONG QuotaPeakPagedPoolUsage; //分页池使用配额峰值;
ULONG QuotaPagedPoolUsage; //分页池使用配额;
ULONG QuotaPeakNonPagedPoolUsage; //非分页池使用配额峰值;
ULONG QuotaNonPagedPoolUsage; //非分页池使用配额;
ULONG PagefileUsage; //页文件使用情况;
ULONG PeakPagefileUsage; //页文件使用峰值;
}VM_COUNTERS,*PVM_COUNTERS;
typedef struct _IO_COUNTERS
{
LARGE_INTEGER ReadOperationCount; //I/O读操作数目;
LARGE_INTEGER WriteOperationCount; //I/O写操作数目;
LARGE_INTEGER OtherOperationCount; //I/O其他操作数目;
LARGE_INTEGER ReadTransferCount; //I/O读数据数目;
LARGE_INTEGER WriteTransferCount; //I/O写数据数目;
LARGE_INTEGER OtherTransferCount; //I/O其他操作数据数目;
}IO_COUNTERS,*PIO_COUNTERS;
以上这些信息应该是比较全面的了,在Win32 API里为我们提供了PSAPI(进程状态)和ToolHelp32这两种探测系统进程/线程信息的方式,在Windows2K/XP/2003都支持它们。
现在,我们来看看系统的性能信息,性能结构SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION为我们提供了70余种系统性能方面的信息,真是太丰富了,请慢慢体会~
typedef struct _SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION
{
LARGE_INTEGER IdleTime; //CPU空闲时间;
LARGE_INTEGER ReadTransferCount; //I/O读操作数目;
LARGE_INTEGER WriteTransferCount; //I/O写操作数目;
LARGE_INTEGER OtherTransferCount; //I/O其他操作数目;
ULONG ReadOperationCount; //I/O读数据数目;
ULONG WriteOperationCount; //I/O写数据数目;
ULONG OtherOperationCount; //I/O其他操作数据数目;
ULONG AvailablePages; //可获得的页数目;
ULONG TotalCommittedPages; //总共提交页数目;
ULONG TotalCommitLimit; //已提交页数目;
ULONG PeakCommitment; //页提交峰值;
ULONG PageFaults; //页故障数目;
ULONG WriteCopyFaults; //Copy-On-Write故障数目;
ULONG TransitionFaults; //软页故障数目;
ULONG Reserved1;
ULONG DemandZeroFaults; //需求0故障数;
ULONG PagesRead; //读页数目;
ULONG PageReadIos; //读页I/O操作数;
ULONG Reserved2[2];
ULONG PagefilePagesWritten; //已写页文件页数;
ULONG PagefilePageWriteIos; //已写页文件操作数;
ULONG MappedFilePagesWritten; //已写映射文件页数;
ULONG MappedFileWriteIos; //已写映射文件操作数;
ULONG PagedPoolUsage; //分页池使用;
ULONG NonPagedPoolUsage; //非分页池使用;
ULONG PagedPoolAllocs; //分页池分配情况;
ULONG PagedPoolFrees; //分页池释放情况;
ULONG NonPagedPoolAllocs; //非分页池分配情况;
ULONG NonPagedPoolFress; //非分页池释放情况;
ULONG TotalFreeSystemPtes; //系统页表项释放总数;
ULONG SystemCodePage; //操作系统代码页数;
ULONG TotalSystemDriverPages; //可分页驱动程序页数;
ULONG TotalSystemCodePages; //操作系统代码页总数;
ULONG SmallNonPagedLookasideListAllocateHits; //小非分页侧视列表分配次数;
ULONG SmallPagedLookasideListAllocateHits; //小分页侧视列表分配次数;
ULONG Reserved3;
ULONG MmSystemCachePage; //系统缓存页数;
ULONG PagedPoolPage; //分页池页数;
ULONG SystemDriverPage; //可分页驱动页数;
ULONG FastReadNoWait; //异步快速读数目;
ULONG FastReadWait; //同步快速读数目;
ULONG FastReadResourceMiss; //快速读资源冲突数;
ULONG FastReadNotPossible; //快速读失败数;
ULONG FastMdlReadNoWait; //异步MDL快速读数目;
ULONG FastMdlReadWait; //同步MDL快速读数目;
ULONG FastMdlReadResourceMiss; //MDL读资源冲突数;
ULONG FastMdlReadNotPossible; //MDL读失败数;
ULONG MapDataNoWait; //异步映射数据次数;
ULONG MapDataWait; //同步映射数据次数;
ULONG MapDataNoWaitMiss; //异步映射数据冲突次数;
ULONG MapDataWaitMiss; //同步映射数据冲突次数;
ULONG PinMappedDataCount; //牵制映射数据数目;
ULONG PinReadNoWait; //牵制异步读数目;
ULONG PinReadWait; //牵制同步读数目;
ULONG PinReadNoWaitMiss; //牵制异步读冲突数目;
ULONG PinReadWaitMiss; //牵制同步读冲突数目;
ULONG CopyReadNoWait; //异步拷贝读次数;
ULONG CopyReadWait; //同步拷贝读次数;
ULONG CopyReadNoWaitMiss; //异步拷贝读故障次数;
ULONG CopyReadWaitMiss; //同步拷贝读故障次数;
ULONG MdlReadNoWait; //异步MDL读次数;
ULONG MdlReadWait; //同步MDL读次数;
ULONG MdlReadNoWaitMiss; //异步MDL读故障次数;
ULONG MdlReadWaitMiss; //同步MDL读故障次数;
ULONG ReadAheadIos; //向前读操作数目;
ULONG LazyWriteIos; //LAZY写操作数目;
ULONG LazyWritePages; //LAZY写页文件数目;
ULONG DataFlushes; //缓存刷新次数;
ULONG DataPages; //缓存刷新页数;
ULONG ContextSwitches; //环境切换数目;
ULONG FirstLevelTbFills; //第一层缓冲区填充次数;
ULONG SecondLevelTbFills; //第二层缓冲区填充次数;
ULONG SystemCall; //系统调用次数;
}SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION,*PSYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION;
现在看到的是结构SYSTEM_PROCESSOR_TIMES提供的系统处理器的使用情况,包括各种情况下的使用时间及中断数目:
typedef struct __SYSTEM_PROCESSOR_TIMES
{
LARGE_INTEGER IdleTime; //空闲时间;
LARGE_INTEGER KernelTime; //内核模式时间;
LARGE_INTEGER UserTime; //用户模式时间;
LARGE_INTEGER DpcTime; //延迟过程调用时间;
LARGE_INTEGER InterruptTime; //中断时间;
ULONG InterruptCount; //中断次数;
}SYSTEM_PROCESSOR_TIMES,*PSYSTEM_PROCESSOR_TIMES;
页文件的使用情况,SYSTEM_PAGEFILE_INFORMATION提供了所需的相关信息:
typedef struct _SYSTEM_PAGEFILE_INFORMATION
{
ULONG NetxEntryOffset; //下一个结构的偏移量;
ULONG CurrentSize; //当前页文件大小;
ULONG TotalUsed; //当前使用的页文件数;
ULONG PeakUsed; //当前使用的页文件峰值数;
UNICODE_STRING FileName; //页文件的文件名称;
}SYSTEM_PAGEFILE_INFORMATION,*PSYSTEM_PAGEFILE_INFORMATION;
系统高速缓存的使用情况参见结构SYSTEM_CACHE_INFORMATION提供的信息:
typedef struct _SYSTEM_CACHE_INFORMATION
{
ULONG SystemCacheWsSize; //高速缓存大小;
ULONG SystemCacheWsPeakSize; //高速缓存峰值大小;
ULONG SystemCacheWsFaults; //高速缓存页故障数目;
ULONG SystemCacheWsMinimum; //高速缓存最小页大小;
ULONG SystemCacheWsMaximum; //高速缓存最大页大小;
ULONG TransitionSharedPages; //共享页数目;
ULONG TransitionSharedPagesPeak; //共享页峰值数目;
ULONG Reserved[2];
}SYSTEM_CACHE_INFORMATION,*PSYSTEM_CACHE_INFORMATION;