逆向一个直接IO硬盘的驱动

  【文章标题】: 逆向一个直接IO硬盘的驱动
【文章作者】: prince
【作者邮箱】: cracker_prince@163.com
【作者QQ号】: 812937
【软件名称】: SectorOperator.sys
【下载地址】: http://bbs.pediy.com/showthread.php?s=&threadid=30708
【加壳方式】: 无
【编写语言】: ---
【使用工具】: IDA 5.0
【操作平台】: WINDOWS XP
【软件介绍】: 利用驱动直接IO硬盘
【作者声明】: 水平有限，了解不多，仅作参考。
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【前言】
    对直接IO硬盘比较感兴趣，找到了这个程序看了看，作者的办法有限制，只能正确操作第1-63个sector，原因未知，希望哪位大侠可以指点一下。现在的硬盘已经逐渐突破了几个级别容量的限制，所以新的协议应该也可以利用来正确IO硬盘，大家可以研究研究。本人纯属入门级选手，所以各位看到有什么解释的不妥或者直接让您喷饭地方，还请不吝赐教，

谢谢。
    
【详细过程】
    IDA载入驱动，可以很清楚地找到关键部分，其他地方见源码：

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.text:004010F9 ; *************** S U B R O U T I N E ***************************************
.text:004010F9
.text:004010F9 ; Attributes: bp-based frame
.text:004010F9
.text:004010F9 ; int __stdcall sub_4010F9(int,PIRP Irp)
.text:004010F9 sub_4010F9      proc near               ; DATA XREF: start+24o
.text:004010F9
.text:004010F9 var_438         = dword ptr -438h
.text:004010F9 var_434         = byte ptr -434h
.text:004010F9 var_430         = byte ptr -430h
.text:004010F9 var_42C         = dword ptr -42Ch
.text:004010F9 var_22C         = dword ptr -22Ch
.text:004010F9 var_228         = byte ptr -228h
.text:004010F9 var_224         = byte ptr -224h
.text:004010F9 var_220         = dword ptr -220h
.text:004010F9 var_20          = dword ptr -20h
.text:004010F9 var_1C          = dword ptr -1Ch
.text:004010F9 var_18          = dword ptr -18h
.text:004010F9 var_14          = dword ptr -14h
.text:004010F9 var_10          = dword ptr -10h
.text:004010F9 var_C           = dword ptr -0Ch
.text:004010F9 var_8           = dword ptr -8
.text:004010F9 var_4           = dword ptr -4
.text:004010F9 Irp             = dword ptr  0Ch
.text:004010F9
.text:004010F9                 push    ebp
.text:004010FA                 mov     ebp, esp
.text:004010FC                 sub     esp, 438h
.text:00401102                 push    ebx
.text:00401103                 push    esi
.text:00401104                 push    edi
.text:00401105                 mov     [ebp+var_18], 0C0000010h ; var_18 = STATUS_INVALID_DEVICE_REQUEST (0xC0000010)
.text:0040110C                 mov     eax, [ebp+Irp]
.text:0040110F                 mov     ecx, [eax+60h]  ; ecx = IrpStack
.text:0040110F                                         ; from wdm.h:
.text:0040110F                                         ; #define IoGetCurrentIrpStackLocation( Irp ) ( (Irp)->Tail.Overlay.CurrentStackLocation )
.text:00401112                 mov     [ebp+var_8], ecx ; var_8 = IrpStack
.text:00401115                 mov     edx, [ebp+var_8]
.text:00401118                 mov     eax, [edx+0Ch]  ; eax = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.IoControlCode
.text:0040111B                 mov     [ebp+var_4], eax ; var_4 = dwControlCode
.text:0040111E                 mov     ecx, [ebp+Irp]
.text:00401121                 mov     edx, [ecx+0Ch]  ; edx = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer
.text:00401124                 mov     [ebp+var_1C], edx ; var_1C = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer
.text:00401127                 mov     eax, [ebp+var_8]
.text:0040112A                 mov     ecx, [eax+8]    ; ecx = IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength
.text:0040112D                 mov     [ebp+var_14], ecx ; var_14 =
.text:0040112D                                         ; IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.InputBufferLength
.text:00401130                 mov     edx, [ebp+var_8]
.text:00401133                 mov     eax, [edx+4]    ; eax =
.text:00401133                                         ; IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength
.text:00401136                 mov     [ebp+var_C], eax ; var_C =
.text:00401136                                         ; IrpStack->Parameters.DeviceIoControl.OutputBufferLength
.text:00401139                 mov     byte ptr [ebp+var_10], 1 ; var_10 = 1
.text:00401139                                         ; 读写操作标志
.text:0040113D                 mov     ecx, [ebp+var_4] ; ecx = dwControlCode
.text:00401140                 mov     [ebp+var_438], ecx ; var_438 = dwControlCode
.text:00401146                 cmp     [ebp+var_438], 2220C0h ; dwControlCode == 0x2220c0 ? （写操作）
.text:00401150                 jz      short loc_401167 ; 相等则跳走
.text:00401150
.text:00401152                 cmp     [ebp+var_438], 2220C4h ; dwControlCode == 0x2220c4 ? （读操作）
.text:0040115C                 jz      loc_401216      ; 相等则跳走
.text:0040115C
.text:00401162                 jmp     loc_4012C7      ; 直接跳走返回
.text:00401162
.text:00401167 ; ---------------------------------------------------------------------------
.text:00401167
.text:00401167 loc_401167:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+57j
.text:00401167                 cmp     [ebp+var_14], 202h ; InputBufferLength == 0x202 ?
.text:0040116E                 jnz     loc_401211      ; 不相等则跳走返回
.text:0040116E
.text:00401174                 cmp     [ebp+var_C], 0  ; OutputBufferLength == 0 ?
.text:00401178                 jnz     loc_401211      ; 不相等则跳走返回
.text:00401178
.text:0040117E                 mov     edx, [ebp+var_1C]
.text:00401181                 mov     [ebp+var_20], edx ; var_20 = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer
.text:00401184                 mov     eax, [ebp+var_20]
.text:00401187                 mov     cl, [eax]
.text:00401189                 mov     [ebp+var_224], cl ; var_224 = SystemBuffer中的数据
.text:0040118F                 mov     edx, [ebp+var_20]
.text:00401192                 movsx   eax, byte ptr [edx+1] ; 下面的写操作部分不写注释了，参见读过程
.text:00401196                 neg     eax
.text:00401198                 sbb     eax, eax
.text:0040119A                 and     eax, 10h
.text:0040119D                 add     eax, 0A0h
.text:004011A2                 mov     [ebp+var_228], al
.text:004011A8                 mov     esi, [ebp+var_20]
.text:004011AB                 add     esi, 2
.text:004011AE                 mov     ecx, 80h
.text:004011B3                 lea     edi, [ebp+var_220]
.text:004011B9                 rep movsd
.text:004011BB                 mov     dx, 1F6h
.text:004011BF                 mov     al, [ebp+var_228]
.text:004011C5                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:004011C5                                         ; Drive & Head.
.text:004011C5                                         ; Read/Write: bits indicate head, drive for operation
.text:004011C6                 mov     dx, 1F2h
.text:004011CA                 mov     al, 1
.text:004011CC                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:004011CC                                         ; Sector count.
.text:004011CC                                         ; Read/Write count of sectors for operation
.text:004011CD                 mov     dx, 1F3h
.text:004011D1                 mov     al, [ebp+var_224]
.text:004011D7                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:004011D7                                         ; Sector number.
.text:004011D7                                         ; Read/Write current/starting logical sector number
.text:004011D8                 mov     dx, 1F4h
.text:004011DC                 mov     al, 0
.text:004011DE                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:004011DE                                         ; Cylinder high (bits 0-1 are bits 8-9 of 10-bit cylinder number)
.text:004011DF                 mov     dx, 1F5h
.text:004011E3                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:004011E3                                         ; Cylinder low (bits 0-7 of 10-bit cylinder number)
.text:004011E4                 mov     dx, 1F7h
.text:004011E8                 mov     al, 30h
.text:004011EA                 out     dx, al          ; AT hard disk
.text:004011EA                                         ; command register:
.text:004011EA                                         ; 1?H = Restore to cylinder 0
.text:004011EA                                         ; 7?H = Seek to cylinder
.text:004011EA                                         ; 2?H = Read sector
.text:004011EA                                         ; 3xH = Write sector
.text:004011EA                                         ; 50H = Format track
.text:004011EA                                         ; 4xH = verify read
.text:004011EA                                         ; 90H = diagnose
.text:004011EA                                         ; 91H = set parameters for drive
.text:004011EA
.text:004011EB
.text:004011EB loc_4011EB:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+F5j
.text:004011EB                 in      al, dx          ; AT hard disk
.text:004011EB                                         ; status register bits:
.text:004011EB                                         ; 0: 1=prev cmd error
.text:004011EB                                         ; 2: Corrected data
.text:004011EB                                         ; 3: Data Request. Buffer is busy
.text:004011EB                                         ; 4: Seek completed
.text:004011EB                                         ; 5: Write fault
.text:004011EB                                         ; 6: Drive ready (unless bit 4=0)
.text:004011EB                                         ; 7: Busy
.text:004011EC                 test    al, 8
.text:004011EE                 jz      short loc_4011EB
.text:004011EE
.text:004011F0                 xor     ecx, ecx
.text:004011F2                 mov     cx, 100h
.text:004011F6                 lea     esi, [ebp+var_220]
.text:004011FC                 mov     dx, 1F0h
.text:00401200                 cli
.text:00401201                 cld
.text:00401202                 rep outsw
.text:00401205                 sti
.text:00401206                 mov     [ebp+var_18], 0 ; status = NT_SUCCESS (0)
.text:0040120D                 mov     byte ptr [ebp+var_10], 0 ; var_10 = 0
.text:0040120D                                         ; 表示是写操作
.text:0040120D
.text:00401211
.text:00401211 loc_401211:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+75j
.text:00401211                                         ; sub_4010F9+7Fj
.text:00401211                 jmp     loc_4012C7
.text:00401211
.text:00401216 ; ---------------------------------------------------------------------------
.text:00401216
.text:00401216 loc_401216:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+63j
.text:00401216                 cmp     [ebp+var_14], 2 ; InputBufferLength == 2 ?
.text:0040121A                 jnz     loc_4012C7      ; 不相等则跳走返回
.text:0040121A
.text:00401220                 cmp     [ebp+var_C], 200h ; OutputBufferLength == 0x200 ?
.text:00401227                 jnz     loc_4012C7      ; 不相等则跳走返回
.text:00401227
.text:0040122D                 mov     ecx, [ebp+var_1C] ; ecx = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer
.text:00401230                 mov     [ebp+var_22C], ecx ; var_22C = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer
.text:00401236                 mov     edx, [ebp+var_22C] ; edx = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer  (InputBuffer)
.text:0040123C                 mov     al, [edx]       ; edx = *InputBuffer (要读取的扇区号码)
.text:0040123E                 mov     [ebp+var_430], al ; var_430 = 目标扇区号
.text:00401244                 mov     ecx, [ebp+var_22C]
.text:0040124A                 movsx   edx, byte ptr [ecx+1] ; 取InputBuffer的第2个字节 （硬盘号？）
.text:0040124E                 neg     edx             ; 取edx补码
.text:00401250                 sbb     edx, edx        ; 带借位减法
.text:00401252                 and     edx, 10h        ; edx &= 0x10
.text:00401255                 add     edx, 0A0h       ; edx += 0xA0
.text:0040125B                 mov     [ebp+var_434], dl ;
.text:00401261                 mov     al, [ebp+var_434]
.text:00401267                 mov     dx, 1F6h        ; 指定0x1f6端口
.text:0040126B                 out     dx, al          ; 将计算结果写入0x1f6端口中
.text:0040126B                                         ;
.text:0040126B                                         ; 1f6h----低四位是起始LBA的bit24-bit27，
.text:0040126B                                         ; 第五位是设备选择，0是master，1是slave.
.text:0040126B                                         ; 我们读的是master，应设为0，第七位设为1表示使用LBA，
.text:0040126B                                         ; 现在硬盘都使用LBA，应置起来。其他两个bit要求为1
.text:0040126B                                         ;
.text:0040126B                                         ; AT hard disk controller:
.text:0040126B                                         ; Drive & Head.
.text:0040126B                                         ; Read/Write: bits indicate head, drive for operation
.text:0040126B                                         ;
.text:0040126B                                         ;
.text:0040126C                 mov     al, 1           ; al = 1
.text:0040126E                 mov     dx, 1F2h        ; 指定0x1f2端口
.text:00401272                 out     dx, al          ; 1f2h----操作的扇区个数
.text:00401272                                         ;
.text:00401272                                         ; AT hard disk controller:
.text:00401272                                         ; Sector count.
.text:00401272                                         ; Read/Write count of sectors for operation
.text:00401272                                         ;
.text:00401272                                         ;
.text:00401273                 mov     al, [ebp+var_430] ; al = 目标扇区号
.text:00401279                 mov     dx, 1F3h        ; 1f3h----起始LBA的bit0-bit7
.text:0040127D                 out     dx, al          ; 设置目标扇区号
.text:0040127D                                         ;
.text:0040127D                                         ; AT hard disk controller:
.text:0040127D                                         ; Sector number.
.text:0040127D                                         ; Read/Write current/starting logical sector number
.text:0040127D                                         ;
.text:0040127D                                         ;
.text:0040127E                 xor     al, al          ; al = 0
.text:00401280                 mov     dx, 1F4h        ; 1f4h----起始LBA的bit8-bit15
.text:00401284                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:00401284                                         ; Cylinder high (bits 0-1 are bits 8-9 of 10-bit cylinder number)
.text:00401284                                         ;
.text:00401284                                         ;
.text:00401285                 mov     dx, 1F5h        ; 1f5h----起始LBA的bit16-bit23
.text:00401289                 out     dx, al          ; AT hard disk controller:
.text:00401289                                         ; Cylinder low (bits 0-7 of 10-bit cylinder number)
.text:00401289                                         ;
.text:00401289                                         ;
.text:0040128A                 mov     al, 20h         ; al = 0x20
.text:0040128C                 mov     dx, 1F7h        ; 1F7 disk 0 status
.text:00401290                 out     dx, al          ; AT hard disk
.text:00401290                                         ; command register:
.text:00401290                                         ; 1?H = Restore to cylinder 0
.text:00401290                                         ; 7?H = Seek to cylinder
.text:00401290                                         ; 2?H = Read sector
.text:00401290                                         ; 3xH = Write sector
.text:00401290                                         ; 50H = Format track
.text:00401290                                         ; 4xH = verify read
.text:00401290                                         ; 90H = diagnose
.text:00401290                                         ; 91H = set parameters for drive
.text:00401290
.text:00401291
.text:00401291 loc_401291:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+19Bj
.text:00401291                 in      al, dx          ; 读取0x1f7端口数据
.text:00401291                                         ;
.text:00401291                                         ; AT hard disk
.text:00401291                                         ; status register bits:
.text:00401291                                         ; 0: 1=prev cmd error
.text:00401291                                         ; 2: Corrected data
.text:00401291                                         ; 3: Data Request. Buffer is busy
.text:00401291                                         ; 4: Seek completed
.text:00401291                                         ; 5: Write fault
.text:00401291                                         ; 6: Drive ready (unless bit 4=0)
.text:00401291                                         ; 7: Busy
.text:00401292                 test    al, 8           ; 是否完成？
.text:00401294                 jz      short loc_401291
.text:00401294
.text:00401296                 xor     ecx, ecx        ; ecx = 0
.text:00401298                 mov     cx, 100h        ; cx = 0x100
.text:0040129C                 mov     dx, 1F0h        ; 1F0--存有结果数据
.text:004012A0                 lea     edi, [ebp+var_42C]
.text:004012A6                 cli                     ; 关中断
.text:004012A7                 cld                     ; 清除方向标志
.text:004012A7                                         ;
.text:004012A8                 rep insw                
.text:004012A8                                         ;
.text:004012AB                 sti                     ; 开中断
.text:004012AC                 mov     ecx, 80h        ; ecx = 0x80
.text:004012B1                 lea     esi, [ebp+var_42C] ; esi指向读出的数据
.text:004012B7                 mov     edi, [ebp+var_1C] ; var_1C = Irp->AssociatedIrp.SystemBuffer
.text:004012BA                 rep movsd               ; 将数据拷贝到SystemBuffer中
.text:004012BC                 mov     [ebp+var_18], 0 ; status = NT_SUCCESS (0)
.text:004012C3                 mov     byte ptr [ebp+var_10], 1 ; var_10 = 1
.text:004012C3                                         ; 表示是读操作
.text:004012C3
.text:004012C7
.text:004012C7 loc_4012C7:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+69j
.text:004012C7                                         ; sub_4010F9:loc_401211j
.text:004012C7                                         ; sub_4010F9+121j
.text:004012C7                                         ; sub_4010F9+12Ej
.text:004012C7                 cmp     [ebp+var_18], 0 ; 判断操作是否成功？
.text:004012CB                 jnz     short loc_4012E4 ; 不成功则跳走
.text:004012CB
.text:004012CD                 mov     eax, [ebp+var_10] ; eax = var_10
.text:004012CD                                         ; 根据读写操作设置Information长度
.text:004012D0                 and     eax, 0FFh
.text:004012D5                 neg     eax
.text:004012D7                 sbb     eax, eax
.text:004012D9                 and     eax, 200h
.text:004012DE                 mov     ecx, [ebp+Irp]
.text:004012E1                 mov     [ecx+1Ch], eax  ; 指定拷贝到User buffer的buffer size
.text:004012E1                                         ; Irp->IoStatus.Information =
.text:004012E1
.text:004012E4
.text:004012E4 loc_4012E4:                             ; CODE XREF: sub_4010F9+1D2j
.text:004012E4                 mov     edx, [ebp+Irp]
.text:004012E7                 mov     eax, [ebp+var_18]
.text:004012EA                 mov     [edx+18h], eax  ; Irp->IoStatus.Status = status
.text:004012ED                 xor     dl, dl          ; PriorityBoost
.text:004012EF                 mov     ecx, [ebp+Irp]  ; Irp
.text:004012F2                 call    ds:IofCompleteRequest ; complete Irp
.text:004012F8                 mov     eax, [ebp+var_18] ; 返回status
.text:004012FB                 pop     edi
.text:004012FC                 pop     esi
.text:004012FD                 pop     ebx
.text:004012FE                 mov     esp, ebp
.text:00401300                 pop     ebp
.text:00401301                 retn    8
.text:00401301
.text:00401301 sub_4010F9      endp


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【总结】
        以上是很清晰的0x1f0 - 0x1f7的端口操作过程，未列出的端口或者想了解更详细的信息请自己Google吧。
    源代码见附件。
  
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【致谢】
        感谢看雪论坛、一蓑烟雨、DebugMan论坛和驱动开发网，还有众多的大侠。

                                                       2007年03月05日 18:48  by prince

感谢，学习

     
顶一下prince同学,
好象有个winIo开源的驱动可以直接操作任意I/O端口滴.

要想读写硬盘只能针对硬盘芯片来用io,通用io虽然支持但是限制太多~
不说了~

引用第3楼killvxk于2007-03-06 11:52发表的“”:
要想读写硬盘只能针对硬盘芯片来用io,通用io虽然支持但是限制太多~
不说了~

用WRITE_PORT_USHORT多好,还是用SCSI

目前我的硬盘读写库终于能支持IDE,,和SATA了,还在找SCSI的资料,自己来IO太郁闷了.......

引用第5楼wowocock于2007-03-07 09:06发表的“”:
目前我的硬盘读写库终于能支持IDE,,和SATA了,还在找SCSI的资料,自己来IO太郁闷了.......

顶,学习.
wowocock何也逆一个SCSI的驱动,共享一下

这个实例我在2000/2003/xp上用过，但是没有发现磁盘的信息，全是0xFF。是不是哪些地方不对

引用第5楼wowocock于2007-03-07 09:06发表的  :
目前我的硬盘读写库终于能支持IDE,,和SATA了,还在找SCSI的资料,自己来IO太郁闷了.......

Fat32的和NTFS的都写好了？

快拿出来吧，不然等微软又出了Fat64，OTFS咋办？

scsi是厂家自己定义的，自己找资料会搞si人的，建议还是直接用passthourgh

顶，学习！

直接IO，累

直接IO磁盘做什么？搞破坏？

直接IO貌似只有搞破坏，我用的是winio，加上linux的上的磁盘操作的源码，拼凑出一个可以写IDE磁盘的东东。真是献丑。都不好意思说。

学习中，这个如果能够逆向解析到C代码就好了

最底层的了，呵呵~~~

牛叉