QQ电脑管家中的TsFltMgr Hook框架分析

新版的QQ电脑管家中多了一个名字叫TsFltMgr.sys的驱动（应该是Sysnap大牛开发的，膜拜），对该驱动进行了一些简单的分析，看见了一套漂亮的Hook框架，发出来与大家分享。分析不对的地方请多多包涵。

首先TsFltMgr挂钩了KiFastCallEntry函数，Hook点在这里：

kd> u KiFastCallEntry+e3
nt!KiFastCallEntry+0xe3:
8053dbb3 c1e902        shr     ecx,2
-------------------------------------------------------------------------
8053dbb6 90            nop
8053dbb7 90            nop
8053dbb8 90            nop
8053dbb9 e962170c77    jmp     TsFltMgr+0x2320 (f75ff320)
-------------------------------------------------------------------------
8053dbbe 0f83a8010000  jae     nt!KiSystemCallExit2+0x9f (8053dd6c)
8053dbc4 f3a5          rep movs dword ptr es:[edi],dword ptr [esi]
8053dbc6 ffd3          call    ebx

原始的KiFastCallEntry在 shr ecx, 2 指令后面应该是 mov edi,esp；cmp esi, MmUserProbeAddress，共8个字节，在这里被 TsFltMgr 替换成了3个nop和一个jmp。

该jmp会跳转到 KiFastCallEntry_Detour 函数中，KiFastCallEntry_Detour 函数代码如下：

// 保存现场
pushfd        
pushad        

// 调用 KiFastCallEntry_Filter 函数，实现过滤
push edi                    // 本次系统调用对应的SysCall Table的地址（SSDT或SSDTShadow的地址）
push ebx                    // 本次系统调用在SysCall Table中对应的内核函数地址
push eax                    // 本次系统调用对应的内核函数在SysCall Table中的功能号
call KiFastCallEntry_Filter // 调用KiFastCallEntry_Filter，实现过滤
mov  [esp+10h], eax         // 更改本次调用对应的内核函数地址！

// 恢复现场
popad        
popfd

// 执行 KiFastCallEntry 函数中被替换掉的指令，并跳回原函数
mov     edi,esp
cmp     esi, g_7fff0000
push    g_JmpBack
ret

这里需要注意的是 call KiFastCallEntry_Filter 之后的 mov [esp+10h], eax。之前保存现场时的指令pushad会导致寄存器EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI依次入栈，并通过后面的popad指令恢复这些寄存器的值。因此此处的mov [esp+10h], eax实际上是用 KiFastCallEntry_Filter 函数的返回值来改写堆栈中保存的ebx的值，即改写本次系统调用对应的内核函数地址。

KiFastCallEntry_Filter 是真正实现过滤的函数，该函数的参数和返回值上文已经说明了，其具体实现分析整理后，C语言描述如下：

ULONG __stdcall KiFastCallEntry_Filter(ULONG ulSyscallId, ULONG ulSyscallAddr, PULONG pulSyscallTable) 
{
    PFAKE_SYSCALL pFakeSysCall = NULL;

    if ( ulSyscallId >= 0x400 ) 
        return ulSyscallAddr;

    if ( pulSyscallTable == g_KiServiceTable && ulSyscallId <= g_ServiceNum/* 0x11c */ ) 
    {
        pFakeSysCall = g_FakeSysCallTable[ulSyscallId];        // SSDT
    }
    else if (pulSyscallTable == g_KeServiceDescriptorTable && 
             g_KeServiceDescriptorTable && ulSyscallId <= g_ServiceNum/* 0x11c */)
    {
        pFakeSysCall = g_FakeSysCallTable[ulSyscallId];        // SSDT
    }
    else if (pulSyscallTable == g_W32pServiceTableAddr && ulSyscallId <= g_ShadowServiceNum/* 0x29b */)
    {
        pFakeSysCall = g_FakeSysCallTable[ulSyscallId + 1024]; // ShadowSSDT
    }

    if ( pFakeSysCall && pFakeSysCall->ulFakeSysCallAddr )
    {
        pFakeSysCall->ulOrigSysCallAddr = ulSyscallAddr;
        return pFakeSysCall->ulFakeSysCallAddr;
    }
    return ulSyscallAddr;
}

这里需要说明的是，TsFltMgr内部有一张表，暂且命名为 g_FakeSysCallTable，该表中存放的是指向 FAKE_SYSCALL 结构的指针。表中的每一个 FAKE_SYSCALL 结构对应一个系统调用，表的前半部分对应SSDT中的系统调用，1024项以后对应ShadowSSDT里的系统调用。

其中 FAKE_SYSCALL 结构大致如下（其中很多域的作用没弄明白）：

typedef struct __FAKE_SYSCALL__ {
    ULONG xxx1;
    ULONG ulSyscallId;        // 该系统调用的功能号
    ULONG xxx3;
    ULONG ulTableIndex;    
    ULONG xxx5;
    ULONG ulCountForPreWork;
    ULONG ulCountForPostWork;
    ULONG xxx8;
    ULONG ulOrigSysCallAddr;    // 真实的系统调用地址
    ULONG ulFakeSysCallAddr;    // 假的系统调用地址
    ULONG xxx11;
    ULONG xxx12;
    ULONG xxx13;
    ……
} FAKE_SYSCALL, *PFAKE_SYSCALL, **PPFAKE_SYSCALL;

因此 KiFastCallEntry_Filter 函数的所做的就是根据系统调用的功能号在 g_FakeSysCallTable 中索引出对应的 pFakeSysCall 对象，然后判断该系统调用是否需要hook，如果需要则将真实的系统调用地址保存到 pFakeSysCall->ulOrigSysCallAddr 中，并将 pFakeSysCall->ulFakeSysCallAddr 作为假系统调用的地址返回。

这种调用过程中动态获取真实系统调用地址的方法使 TsFltMgr 的Hook框架有较高的兼容性，例如不会使加载顺序晚于TsFltMgr的驱动中的SSDT Hook失效，例如QQ电脑管家本身带的TSKsp.sys驱动。

对于我的测试系统（XP_SP2），TsFltMgr hook的函数有：

// SSDT中：
NtCreateFile、NtCreateKey、NtCreateSection、NtCreateSymbolicLinkObject、NtCreateThread、NtDeleteFile、NtDeleteKey、NtDeleteValueKey、NtDeviceIoControlFile、NtDuplicateObject、NtEnumerateValueKey、NtLoadDriver、NtOpenProcess、NtOpenSection、NtProtectVirtualMemory、NtQueryValueKey、NtRequestWaitReplyPort、NtSetContextThread、NtSetInformationFile、NtSetSystemInformation、NtSetValueKey、NtSuspendThread、NtSystemDebugControl、NtTerminateProcess、NtTerminateThread、NtWriteFile、NtWriteVirtualMemory

// ShadowSSDT中：
NtUserBuildHwndList、NtUserFindWindowEx、NtUserGetForegroundWindow、NtUserMoveWindow、NtUserQueryWindow、NtUserSendInput、NtUserSetParent、NtUserSetWindowLong、NtUserSetWindowPlacement、NtUserSetWindowPos、NtUserShowWindow、NtUserShowWindowAsync、NtUserWindowFromPoint

所有假系统函数都有统一的代码框架，假系统函数的代码框架大致如下：

NTSTATUS __stdcall FakeNt_XXX(xxx)
{
    PFAKE_SYSCALL pFakeSysCall;
    ULONG ulXXX = 0;
    ULONG ulStatus;
    NTSTATUS status;
    ULONGLONG ullTickCount;
    
    pFakeSysCall = g_pFakeSysCall_Nt_XXX;  // 该系统调用对应的 pFakeSysCall 对象
    
    status = STATUS_ACCESS_DENIED;
  

    // 貌似是做性能测试时候需要的，实际版本中 g_bPerformanceTest 为 FALSE
    if ( g_bPerformanceTest ) {
        ullTickCount = KeQueryInterruptTime();
    }


    // 系统调用的调用前处理！
    // +++
    InterlockedIncrement(&pFakeSysCall->ulCountForPreWork);
    ulStatus = PreWork(&ulXXX, pFakeSysCall);
    InterlockedDecrement(&pFakeSysCall->ulCountForPreWork);
    // ---
    
    if ( ulStatus != 0xEEEE0004 && ulStatus != 0xEEEE0005) 
    {    
        OrigSysCall * pOrigSysCall = pFakeSysCall->ulOrigSysCallAddr;

        // 调用原始系统调用！
        if ( pOrigSysCall && NT_SUCCESS(pOrigSysCall(xxx)) ) 
        {
            // 系统调用的调用后处理！
            // +++
            InterlockedIncrement(&pFakeSysCall->ulCountForPostWork),
            ulStatus = PostWork(&ulXXX),
            InterlockedDecrement(&pFakeSysCall->ulCountForPostWork),
            // ---
        }
    }

    // 0xEEEE0004 应该是拒绝调用的意思，0xEEEE0005 应该是允许调用的意思
    if (ulStatus == 0xEEEE0005)
        status = STATUS_SUCCESS;

    // PsGetCurrentProcessId 这个调用的返回值后面并没有用到，可能是多余的
    PsGetCurrentProcessId();

    // 貌似是做性能测试时候需要的
    if ( g_pFakeSysCall_NtTerminateProcess->xxx5 && ullTickCount && g_bPerformanceTest) {
        PerformanceTest(&g_pFakeSysCall_NtTerminateProcess->xxx13, ullTickCount);
    }

    return status;
}

以上就是对TsFltMgr Hook框架的一些分析，祝大家元宵快乐~

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