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获取进程CPU占用率 -- NtQuerySystemInformation

时间:2015-07-28 21:11:54      阅读:184      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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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;

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; //
	ULONG          SmallPagedLookasideListAllocateHits;
	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;


附录:(所有完整源代码,您可以到我们FZ5FZ的主页下载)。

1.T-PMList的头文件源代码:

DWORD EnumProcess()
{
	PSYSTEM_PROCESSES  pSystemProc;
	HMODULE            hNtDll = NULL;
	LPVOID             lpSystemInfo = NULL;
	DWORD              dwNumberBytes = MAX_INFO_BUF_LEN;
	DWORD              dwTotalProcess = 0;
	DWORD              dwReturnLength;
	NTSTATUS           Status;
	LONGLONG           llTempTime;

	__try
	{
		hNtDll = LoadLibrary("NtDll.dll");
		if (hNtDll == NULL)
		{
			printf("LoadLibrary Error: %d\n", GetLastError());
			__leave;
		}

		NtQuerySystemInformation = (NTQUERYSYSTEMINFORMATION)GetProcAddress(hNtDll, "NtQuerySystemInformation");
		if (NtQuerySystemInformation == NULL)
		{
			printf("GetProcAddress for NtQuerySystemInformation Error: %d\n", GetLastError());
			__leave;
		}

		lpSystemInfo = (LPVOID)malloc(dwNumberBytes);
		Status = NtQuerySystemInformation(NT_PROCESSTHREAD_INFO,lpSystemInfo,dwNumberBytes,&dwReturnLength);
		if (Status == STATUS_INFO_LENGTH_MISMATCH)
		{
			printf("STATUS_INFO_LENGTH_MISMATCH\n");
			__leave;
		}
		else if (Status != STATUS_SUCCESS)
		{
			printf("NtQuerySystemInformation Error: %d\n", GetLastError());
			__leave;
		}

		printf("%-20s%6s%7s%8s%6s%7s%7s%13s\n", 
			"ProcessName", "PID", "PPID", "WsSize", "Prio.","Thread","Handle","CPU Time");
			
		printf("-------------------------------------------------------------------\n");
		
		pSystemProc = (PSYSTEM_PROCESSES)lpSystemInfo;

		while (pSystemProc->NextEntryDelta != 0)
		{
			if (pSystemProc->ProcessId != 0)
			{
				wprintf(L"%-20s", pSystemProc->ProcessName.Buffer);
			}
			else
			{
				wprintf(L"%-20s", L"System Idle Process");
			}

			printf("%6d", pSystemProc->ProcessId);
			printf("%7d", pSystemProc->InheritedFromProcessId);
			printf("%7dK", pSystemProc->VmCounters.WorkingSetSize / 1024);
			printf("%6d", pSystemProc->BasePriority);
			printf("%7d", pSystemProc->ThreadCount);
			printf("%7d", pSystemProc->HandleCount);
			llTempTime = pSystemProc->KernelTime.QuadPart + pSystemProc->UserTime.QuadPart;
			llTempTime /= 10000;
			printf("%3d:", llTempTime / (60 * 60 * 1000));
			llTempTime %= 60 * 60 * 1000;
			printf("%.2d:", llTempTime / (60 * 1000));
			llTempTime %= 60 * 1000;
			printf("%.2d.", llTempTime / 1000);
			llTempTime %= 1000;
			printf("%.3d", llTempTime);

			printf("\n");
			dwTotalProcess++;
			pSystemProc = (PSYSTEM_PROCESSES)((char *)pSystemProc + pSystemProc->NextEn	tryDelta);
		}

		printf("-------------------------------------------------------------------\n");
		printf("\nTotal %d Process(es) !\n\n", dwTotalProcess);
		printf("PID\t ==> Process Identification\n");
		printf("PPID\t ==> Parent Process Identification\n");
		printf("WsSize\t ==> Working Set Size\n");
		printf("Prio.\t ==> Base Priority\n");
		printf("Thread\t ==> Thread Count\n");
		printf("Handle\t ==> Handle Count\n");
		printf("CPU Time ==> Processor Time\n");
	}

	__finally
	{
		if (lpSystemInfo != NULL)
		{
			free(lpSystemInfo);
		}

		if (hNtDll != NULL)
		{
			FreeLibrary(hNtDll);
		}
	}

	return 0;
}


http://blog.csdn.net/wwwwly/article/details/7083561

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获取进程CPU占用率 -- NtQuerySystemInformation

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原文地址:http://blog.csdn.net/jiangqin115/article/details/47110329

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