加载中…
个人资料
微博
  • 博客等级：
  • 博客积分：
  • 博客访问：
  • 关注人气：
  • 获赠金笔：0支
  • 赠出金笔：0支
  • 荣誉徽章：
正文 字体大小：大 中 小

内核模式下的字符串操作

(2011-07-23 19:18:42)
标签：

it

 分类： windows核心开发

表3-7列出了用于处理Unicode和ANSI字符串的服务函数。我还对应列出了一些标准C运行时间库函数，这些函数在内核模式中也存在，它们可以处理常规的C样式串。虽然它们从来没有在DDK文档中公开过，但标准DDK头中有这些函数的声明，而且连接库中也包含了它们，所以没有理由不使用它们。

表3-7. 串处理函数

操作 ANSI串函数 Unicode串函数
Length strlen wcslen
Concatenate strcat, strncat wcscat, wcsncat, RtlAppendUnicodeStringToString, RtlAppendUnicodeToString
Copy strcpy, strncpy, RtlCopyString wcscpy, wcsncpy, RtlCopyUnicodeString
Reverse _strrev _wcsrev
Compare strcmp, strncmp, _stricmp, _strnicmp, RtlCompareString, RtlEqualString wcscmp, wcsncmp, _wcsicmp, _wcsnicmp, RtlCompareUnicodeString, RtlEqualUnicodeString, RtlPrefixUnicodeString
Initialize _strset, _strnset, RtlInitAnsiString, RtlInitString _wcsnset, RtlInitUnicodeString
Search strchr, strrchr, strspn, strstr wcschr, wcsrchr, wcsspn, wcsstr
Upper/lowercase _strlwr, _strupr, RtlUpperString _wcslwr, _wcsupr, RtlUpcaseUnicodeString
Character isdigit, islower, isprint, isspace, isupper, isxdigit, tolower, toupper, RtlUpperChar towlower, towupper, RtlUpcaseUnicodeChar
Format sprintf, vsprintf, _snprintf, _vsnprintf swprintf, _snwprintf
String conversion atoi, atol, _itoa _itow, RtlIntegerToUnicodeString, RtlUnicodeStringToInteger
Type conversion RtlAnsiStringToUnicodeSize, RtlAnsiStringToUnicodeString RtlUnicodeStringToAnsiString
Memory release RtlFreeAnsiString RtlFreeUnicodeString



Blob数据(大块数据)

我从数据库技术中借来术语“blob”来描述一块无结构定义的字节组合。表3-8列出了处理这种数据的函数(包括一些来自标准运行时间库中的函数)，你可以在内核模式中调用它们。我假设你能从它们的名字上看出它们的用法。然而，我需要指出一些不明显的事实：

  • 内存的“copy”和“move”操作之间的区别在于可否容忍源和目的相重叠。move操作不管源和目的是否重叠。而copy操作在源和目的有任何重叠时不工作。
  • “byte”操作和“memory”操作的区别是操作的间隔尺寸。byte操作保证按字节为单位执行。而memory操作可以在内部使用更大的块，所有这些块的和等于指定的字节数。这个区别会根据平台的不同而改变，在32位Intel计算机上，byte操作实际上是对应memory操作的宏。但在Alpha平台上，RtlCopyBytes与RtlCopyMemory是完全不同的函数。

表3-8. 处理blob数据的服务函数

服务函数或宏 描述
memchr 在blob中寻找一个字节
memcpy, RtlCopyBytes, RtlCopyMemory 复制字节，不允许重叠
memmove, RtlMoveMemory 复制字节，允许重叠
memset, RtlFillBytes, RtlFillMemory 用给定的值填充blob
memcmp, RtlCompareMemory, RtlEqualMemory 比较两个blob
memset, RtlZeroBytes, RtlZeroMemory blob清零

驱动程序中字符串操作涉及到ASCII字符串、宽字符串，还有DDK定义的ANSI_STRING数据结构和UNICODE_STRING数据结构。

 

1）ASCII字符串和宽字符串

在应用程序中使用两种字符：一是char型字符串，负责记录ANSI字符集，它是指向一个char数组的指针，每个char型变量大小是一个字节，字符串是以0标志字符串结束的；一是wchar_t型的宽字符串，负责描述unicode字符集，它是指向一个wchar_t数组的指针，wchar_t字符大小为两个字节，字符串以0标志字符串结束。

ANSI字符构造如下：

char *str1 = "ASCE";

UNICODE字符构造如下：

wchar_t *str2 = L"ASCE";

（注：在构造字符串时使用关键字“L”，编译器会自动生成所需要的宽字符）

 

在驱动开发中，DDK将char和wchar_t替换成CHAR和WCHAR。驱动程序中使用KdPrint宏打印ASCII字符串和宽字符串：

CHAR *string1 = "ASCE";

KdPrint(("%s/n", string1));   //注意是小写%s

 

WCHAR *string2 = L"ASCE";

KdPrint(("%S/n", string2));  //注意是大写%S

 

2）ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串

DDK不鼓励程序员使用C语言的字符串，主要是因为标准C字符串处理函数容易导致缓冲区溢出等错误。应该使用DDK自定义的字符串：

typedef struct _STRING {

  USHORT Length; //字符的长度，单位是字节

  USHORT MaximumLength; //整个字符串缓冲区的最大长度

  PCHAR  Buffer; //缓冲区的指针

} ANSI_STRING, *PANSI_STRING;

这个结构对ASCII字符串进行封装。

和标准C字符串不同，STRING字符串不是以0标志字符结束的。标准C字符串中，如果缓冲区长度是N，则只能容纳N-1个字符的字符串，最后一个字节存储NULL；而在STRING字符串中，缓冲区大小是MaximumLength，最大字符串长度可以是MaximumLength，而不是MaximumLength-1。

 

与ANSI_STRING相对应，DDK将宽字符串封装成UNICODE_STRING数据结构：

typedef struct _UNICODE_STRING {

  USHORT Length; //字符的长度，单位是字节。如果是N个字符，那么Length等于N的2倍

  USHORT MaximumLength; //整个字符串缓冲区的最大长度，单位是字节

  PWSTR  Buffer; //缓冲区的指针

} UNICODE_STRING, *PUNICODE_STRING;

与ANSI_STRING一样，UNICODE_STRING字符串不是以NULL为结束标志的。

 

打印这两种字符串方法如下：

ANSI_STRING ansiString;

//此处略去对ansiString的初始化

KdPrint(("%Z/n", &ansiString)); //注意是%Z

 

UNICODE_STRING uniString;

//此处略去对uniString的初始化

KdPrint(("%wZ/n", &uniString));//注意是%wZ

 

3）字符的初始化和销毁

ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串使用前需要进行初始化，有两种方法构造这个数据结构：

(1)使用DDK提供的函数：

初始化ANSI_STRING字符串：

VOID RtlInitAnsiString(

  __out     PANSI_STRING DestinationString, //要初始化的ANSI_STRING字符串

  __in_opt  PCSZ SourceString //字符串的内容

);

初始化UNICODE_STRING字符串：

VOID RtlInitUnicodeString(

  __out     PUNICODE_STRING DestinationString, //要初始化的UNICODE_STRING字符串

  __in_opt  PCWSTR SourceString //字符串的内容

);

这种初始化的优点是操作简单，用完后不用清理内存。但有一个问题，就是如果修改SourceString，同时会导致DestinationString字符发生变化：

ANSI_STRING ansiString;

CHAR *string = "asce";

//初始化ANSI_STRING字符串

RtlInitAnsiString(&ansiString, string);

KdPrint(("ansiString: %Z/n", &ansiString));

//改变string

string[0] = 'a';

string[1] = 's';

string[2] = 'c';

string[3] = 'e';

//改变string的同时ansiString也改变了

KdPrint(("ansiString: %Z/n", &ansiString));

 

(2)程序员自己申请内存，并初始化内存，当不用字符串时，需要回收字符串占用的内存：

#define BUFFER_SIZE 1024

UNICODE_STRING UnicodeString = {0};

//设置缓冲区大小

UnicodeString.MaximumLength = BUFFER_SIZE;

//分配内存

UnicodeString.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);

WCHAR *wideString = L"ASCE";

 

//设置字符串长度，因为是宽字符，所以是字符长度的倍

UnicodeString.Length = 2*wcslen(wideString);

//保证缓冲区足够大，否则程序终止

ASSERT(UnicodeString.MaximumLength >= UnicodeString.Length);

//内存复制

RtlCopyString(UnicodeString.Buffer, wideString, UnicodeString.Length);

 

KdPrint(("UnicodeString: %wZ/n", &UnicodeString));

 

//清理内存

ExFreePool(UnicodeString.Buffer);

UnicodeString.Buffer = NULL;

UnicodeString.Length = UnicodeString.MaximumLength = 0;

对于最后一步清理内存，DDK给出了简化函数，分别是RtlFreeAnsiString和RtlFreeUnicodeString，这两个函数内部调用了ExFreePool去回收内存的。

 

4）字符串复制

DDK提供针对ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串的复制字符串函数：

VOID RtlCopyString(

  __out     PSTRING DestinationString, //目的字符串

  __in_opt  const STRING *SourceString //源字符串

);

VOID RtlCopyUnicodeString(

  __inout   PUNICODE_STRING DestinationString, //目的字符串

  __in_opt  PCUNICODE_STRING SourceString //源字符串

);

下面代码说明了RtlCopyUnicodeString函数的使用：

#define BUFFER_SIZE 1024

//初始化UnicodeString1

UNICODE_STRING UnicodeString1;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"ASCE");

 

//初始化UnicodeString2

UNICODE_STRING UnicodeString2 = {0};

UnicodeString2.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);

UnicodeString2.MaximumLength = BUFFER_SIZE;

 

//将初始化UnicodeString1复制到UnicodeString2

RtlCopyUnicodeString(&UnicodeString2, &UnicodeString1);

 

//分别显示UnicodeString1和UnicodeString2

KdPrint(("UnicodeString1: %wZ/n", &UnicodeString1));

KdPrint(("UnicodeString2: %wZ/n", &UnicodeString2));

 

//销毁UnicodeString2，注意：UnicodeString1不用销毁

RtlFreeUnicodeString(&UnicodeString2);

 

5）字符串比较

DDK提供了对ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串的相关比较函数：

LONG RtlCompareString(

  __in  const STRING *String1, //要比较的第一个字符串

  __in  const STRING *String2, //要比较的第二个字符串

  __in  BOOLEAN CaseInSensitive //是否对大小写敏感

);

LONG RtlCompareUnicodeString(

  __in  PCUNICODE_STRING String1, //要比较的第一个字符串

  __in  PCUNICODE_STRING String2, //要比较的第二个字符串

  __in  BOOLEAN CaseInSensitive //是否对大小写敏感

);

 

DDK同时提供了RtlEqualString和RtlEqualUnicodeString函数，返回为非零代表相等，零代表不相等：

BOOLEAN RtlEqualString(

  __in  const STRING *String1,

  __in  const STRING *String2,

  __in  BOOLEAN CaseInSensitive

);

BOOLEAN RtlEqualUnicodeString(

  __in  PCUNICODE_STRING String1,

  __in  PCUNICODE_STRING String2,

  __in  BOOLEAN CaseInSensitive

);

 

函数实例：

//初始化UnicodeString1

UNICODE_STRING UnicodeString1;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString1, L"ASCE");

 

//初始化UnicodeString2

UNICODE_STRING UnicodeString2;

RtlnitUnicodeString(&UnicodeString2, L"ASCE BOY");

 

//判断字符串是否相等

if(RtlEqualUnicodeString(&UnicodeString1, &UnicodeString2, TRUE))

{

         KdPrint(("UnicodeString1 and UnicodeString2 are equal/n"));

}

else

{

         KdPrint(("UnicodeString1 and UnicodeString2 are not euqal/n"));

}

 

6）字符串转化成大写

DDK提供的将ANSI_STRING字符串和UNICODE_STRING字符串转换成大写的函数如下：

VOID RtlUpperString(

  __inout  PSTRING DestinationString, //目的字符串

  __in     const STRING *SourceString //源字符串

);

NTSTATUS RtlUpcaseUnicodeString(

  __inout  PUNICODE_STRING DestinationString, //目的字符串

  __in     PCUNICODE_STRING SourceString, //源字符串

  __in     BOOLEAN AllocateDestinationString //是否为目的字符串分配内存，

//目的字符串和源字符串可以是同一个字符串

);

实例代码：

//初始化UnicodeString1

UNICODE_STRING UnicodeString;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"ASCE BOY");

//变化前

KdPrint(("UnicodeString: %wZ/n", &UnicodeString));

//转化成大写

RtlUpcaseUnicodeString(&UnicodeString, &UnicodeString, FALSE);

//变化后

KdPrint(("UnicodeString: %wZ/n", &UnicodeString));

 

7）字符串与整型数字相互转换

将UNICODE_STRING字符串转换成整数：

NTSTATUS RtlUnicodeStringToInteger(

  __in      PCUNICODE_STRING String, //需要转换的字符串

  __in_opt  ULONG Base, //转换的数的进制(如2、8、10、16)

  __out     PULONG Value //需要转换的数字

);

 

将整数转换成UNICODE_STRING字符串：

NTSTATUS RtlIntegerToUnicodeString(

  __in      ULONG Value, //需要转换的数字

  __in_opt  ULONG Base, //转换的数的进制(2、8、10、16)

  __inout   PUNICODE_STRING String //需要转换的字符串

);

实例代码如下：

#define BUFFER_SIZE 1024

//字符串转换成数字

UNICODE_STRING UnicodeString;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"-100");

ULONG lNumber;

 

NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToInteger(&UnicodeString, 10, &lNumber);

if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

         KdPrint(("Conver to integer successfully/n"));

         KdPrint(("Result : %d/n", lNumber));

}

else

{

         KdPrint(("Conver to integer failed/n"));

}

 

//将数字转换成字符串

UNICODE_STRING UnicodeStringSec = {0};

UnicodeStringSec.Buffer = (PWSTR)ExAllocatePool(PagedPool, BUFFER_SIZE);

UnicodeStringSec.MaximumLength = BUFFER_SIZE;

nStatus = RtlIntegerToUnicodeString(200, 10, &UnicodeStringSec);

 

if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

         KdPrint(("Cover to string successfully/n"));

         KdPrint(("Result : %wZ/n", &UnicodeStringSec));

}

else

{

         KdPrint(("Conver to string failed/n"));

}

 

//销毁UnicodeStringSec，注意：UnicodeString不用销毁

RtlFreeUnicodeString(&UnicodeStringSec);

 

8）ANSI_STRING字符串与UNICODE_STRING字符串的转换

将UNICODE_STRING字符串转换成ANSI_STRING字符串：

NTSTATUS RtlUnicodeStringToAnsiString(

  __inout  PANSI_STRING DestinationString, //需要被转换的字符串

  __in     PCUNICODE_STRING SourceString, //需要转换的源字符串

  __in     BOOLEAN AllocateDestinationString //是否需要对被转换字符串分配内存

);

将ANSI_STRING字符串转换成UNICODE_STRING字符串：

NTSTATUS RtlAnsiStringToUnicodeString(

  __inout  PUNICODE_STRING DestinationString, //需要被转换的字符串

  __in     PCANSI_STRING SourceString, //需要转换的源字符串

  __in     BOOLEAN AllocateDestinationString //是否需要对被转换字符串分配内存

);

实例代码如下：

//将UNICODE_STRING字符串转换成ANSI_STRING字符串

UNICODE_STRING UnicodeString;

RtlInitUnicodeString(&UnicodeString, L"ASCE BOY");

 

ANSI_STRING AnsiString;

NTSTATUS nStatus = RtlUnicodeStringToAnsiString(&AnsiString,

                                                                                                                         &UnicodeString, TRUE);

if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

         KdPrint(("Conver successfully/n"));

         KdPrint(("Result:%Z/n", &AnsiString));

}

else

{

         KdPrint(("Conver failed/n"));

}

//销毁AnsiString

RtlFreeAnsiString(&AnsiString);

 

//将ANSI_STRING字符串转换成UNICODE_STRING字符串

ANSI_STRING AnsiStringSec;

RtlInitString(&AnsiStringSec, "ASCE BOY");

 

UNICODE_STRING UnicodeStringSec;

nStatus = RtlAnsiStringToUnicodeString(&UnicodeStringSec,

                                     &AnsiStringSec, TRUE);

if(NT_SUCCESS(nStatus))

{

         KdPrint(("Conver successfully/n"));

         KdPrint(("Result: %wZ/n", &UnicodeStringSec));

}

else

{

         KdPrint(("Conver failed/n"));

}

 

//销毁UnicodeStringSec

RtlFreeUnicodeString(&UnicodeStringSec);

喜欢

0

阅读┊ 收藏 ┊ 喜欢▼ ┊打印┊举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板　欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

Copyright © 1996 - 2022 SINA Corporation, All Rights Reserved

新浪公司 版权所有