• NtQuerySystemInformation ——做个标记限于了解


    輔助材料……原文地址:http://hi.baidu.com/ring3world/blog/item/3f0fb1dbf1fa0a65d0164eab.html

    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;
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